1. 21 世纪全国应用型本科大机械系列实用规划教材 工程力学(讲义) 主讲教师：弓满锋 2014/9/9

2. 21 世纪全国应用型本科大机械系列实用规划教材 实验1 金属材料轴向拉伸实验 主要阐述材料力学的一些基本概念和基本方法；介绍拉压杆的内力、应力、变形和胡克定律；材料拉压时的主要力学性能及强度计算以及杆件剪切和挤压的实用计算。 教学提示 掌握拉(压)杆的轴力、应力、变形及其强度计算，而且需清晰地理解本学科所涉及的基本概念、理论和方法。 教学要求

3. △ 问题引入：胡克定律只能在弹性范围内应用，弹性范围是如何划分的？强度准则中[]是怎样确定的？ 力与变形的关系 材料的力学性能是通过试验的方法测定的.把材料做成图示的标准试件. 实验中,记录下力F和变形Δl值,描出F ~Δl曲线（图a）.

4. △ 若消除截面面积和标距对曲线的影响，曲线就变成了～曲线（图b)。

6. 1.oa段弹性阶段比例极限P oa段是直线，说明应力与应变成正比关系，材料符合胡克定律，即σ=Eε。 直线部分最高点a所对应的应力值记作σP称为材料的比例极限。

7. △ 2.bc段屈服阶段屈服点s 曲线超过a′点后，出现了一段锯齿形曲线，应力变化不大，而应变急剧地增加，这种现象称作屈服。屈服阶段曲线最低点所对应的应力s称为材料的屈服点。 若试件表面经抛光处理，可以看到试件表面出现了与轴线大约成450角的条纹线,称为滑移线。

8. △ 7.4.1 低碳钢拉伸时的力学性能 3.cd段强化阶段强度极限b 经过屈服阶段后，曲线从c点开始逐渐上升。材料又恢复了抵抗变形的能力,这种现象称作强化。曲线最高点d所对应的应力值b，称为材料的抗拉强度(强度极限)。 4.de段缩颈断裂阶段 曲线到达d点后，在薄弱的局部，变形显著增加，有效横截面急剧削弱，出现了缩颈现象（图b），试件很快被拉断。

9. △ 5.塑性指标 δ≥5% 断后伸长率 塑性材料: δ<5% 断面收缩率 脆性材料: 6.冷作硬化 将材料预拉到强化阶段后卸载，重新加载使材料的比例极限提高，而塑性降低的现象，称为冷作硬化。利用冷作硬化工艺来增强材料的承载能力，如冷拔钢筋等。

10. △ 图示为低碳钢压缩时的～曲线。 与拉伸的σ-ε曲线(虚线)相比较，在直线部分和屈服阶段两曲线大致重合,其弹性模量E，比例极限σP和屈服点σs与拉伸时基本相同,因此认为低碳钢的抗拉性能与抗压性能是相同的。在强化后，试件越压越扁，先成鼓形，后成饼状，故得不到抗压强度。

11. 几种塑性材料拉伸时的σ-ε曲线如图，与低碳钢的σ-ε曲线相比较，这些曲线没有明显的屈服阶段。常用其产生0.2%塑性应变所对应的应力值作为名义屈服点，称为材料的屈服强度，用σ0.2表示。几种塑性材料拉伸时的σ-ε曲线如图，与低碳钢的σ-ε曲线相比较，这些曲线没有明显的屈服阶段。常用其产生0.2%塑性应变所对应的应力值作为名义屈服点，称为材料的屈服强度，用σ0.2表示。

12. 图示为铸铁拉伸的～曲线，图示为铸铁压缩的～曲线。图示为铸铁拉伸的～曲线，图示为铸铁压缩的～曲线。 1.抗拉强度σb：铸铁的拉伸σ-ε曲线没有明显的直线部分和屈服阶段,无缩颈现象而发生断裂破坏，断口平齐。把曲线最高点所对应的应力值σb称为抗拉强度。曲线没有明显的直线部分，用割线Oa可近似地认为符合胡克定律。

13. 2.抗压强度σbc：铸铁的压缩σ-ε曲线没有明显的直线部分，变形很小时沿与轴线大约成450的斜截面发生破裂破坏。把曲线最高点的应力值σbc称为抗压强度。2.抗压强度σbc：铸铁的压缩σ-ε曲线没有明显的直线部分，变形很小时沿与轴线大约成450的斜截面发生破裂破坏。把曲线最高点的应力值σbc称为抗压强度。 与拉伸σ-ε曲线(虚线)比较，可见其抗压性能远大于抗拉性能。因此，常用作承压构件。

14. 几种常用材料的力学性能见表7-1

15. 祝愿同学们在科学探索的道路上走得更远，且一路走好！祝愿同学们在科学探索的道路上走得更远，且一路走好！ 再 见！