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回答 6 2024-06-22 10:09

材料变形的四个阶段

已解决 悬赏分:70 - 解决时间 2024-09-20 15:33
材料变形的四个阶段求高手给解答
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支持 0 反对 0 举报 2024-06-22 10:09

四个阶段通常指的是固体材料在应力作用下,从弹性变形到塑性变形、屈服、断裂的过程。

以下是这四个阶段的详细说明:

1. 弹性变形阶段(Elastic Deformation):

在弹性变形阶段,材料受到应力作用,发生形变,但形变与应力之间的关系遵循胡克定律(Hooke's Law)。当应力消失时,材料能够完全恢复到原始形状和大小。在这个阶段,能量主要以应变能的形式存储。

2. 塑性变形阶段(Plastic Deformation):

当应力超过材料的屈服强度时,材料将进入塑性变形阶段。在这个阶段,材料在去除应力后无法完全恢复到原始形状和大小。塑性变形是材料永久性变形的过程,塑性应变能是材料在这个阶段吸收和储存的能量。塑性变形主要包括滑移、孪生、屈服等机制。

3. 屈服阶段(Yielding):

屈服是材料从弹性变形过渡到塑性变形的临界点。在屈服点,材料无法再恢复到原始形状和大小。屈服点对应的应力称为屈服强度(Yield Strength)。屈服强度是衡量材料抗塑性变形能力的重要指标。

4. 断裂阶段(Fracture):

当应力继续增加,材料的塑性变形将进一步加剧。当应力达到材料的抗拉强度(Tensile Strength)或抗压强度(Compressive Strength)时,材料将发生断裂。断裂是材料在应力作用下发生破坏的过程,通常表现为断裂、剪切断裂等形态。

了解材料变形的四个阶段对于材料科学、力学、工程设计等领域具有重要意义,有助于选择合适的材料和设计方法,以满足各种应用场景的需求。

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1.

弹性变形阶段。随着荷载的增加,应变随应力成正比增加,应变ε=σ/E。如果卸去荷载,试件将恢复原状,表现为 弹性变形。

2.

屈服阶段。此阶段应变ε继续发生,但是应力σ不再随应变线性增长,而是在一个区间内上下波动,试样的伸长量急 剧增加,这种现象称为屈服。此时如果卸除全部载荷,试样将不会恢复原样,表现为永久变形。对于屈服现象明显的材 料,将屈服分为上、下屈服,对于屈服现象不明显的材料,常用以产生0.2%残余变形量的应力值为其屈服。

3.

硬化阶段。试样经过屈服阶段后,曲线呈现上升趋势。此阶段材料发生冷作硬化,应力某一个点达到最高,这个值 称为抗拉强度

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材料在变形的时侯通常需要分为四个阶段,即弹性阶段、塑性阶段、硬化阶段和破裂阶段,每个阶段的特性和发展过程都是不同的。

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材料变形通常可以分为四个阶段,即弹性阶段、塑性阶段、硬化阶段和破裂阶段。

以下是对这四个阶段的简要描述:

1. 弹性阶段:在这个阶段,材料受力后会发生弹性变形,也就是在受力时会发生形状的改变,但在去掉外力后能够恢复到原来的形状。弹性阶段的变形是可逆的,没有永久性的形变。在这个阶段,应力与应变之间的关系遵循材料的弹性模量。

2. 塑性阶段:当应力增加超过材料的弹性极限后,材料会进入塑性阶段。这时,材料开始出现永久形变,无法完全恢复到原来的形状。在塑性阶段,应力与应变之间的关系不再遵循弹性模量,而是遵循流动曲线(应力-应变曲线)。

3. 硬化阶段:在材料经历一段塑性变形后,它可能会逐渐变得更加坚硬,这就是硬化阶段。硬化是由于材料的晶格结构发生改变,导致材料的抵抗力增加。在硬化阶段,材料需要更大的应力才能继续发生塑性变形。

4. 破裂阶段:当材料受到过大的应力作用或达到其抗拉强度极限时,材料可能会发生断裂或破裂。在这个阶段,材料的强度无法再支持应力,导致材料的破坏和失效。

需要注意的是,不同材料和不同加载条件下的变形行为可能会有所不同。这四个阶段只是对材料变形的基本描述,实际情况可能更加复杂。对于特定材料和应用,可能还需要考虑材料的细化、蠕变、裂纹扩展等其他因素。

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钢材受力后的变形一般可分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。弹性阶段应力代表值弹性极限,比例极限。屈服阶段应力代表值屈服极限。强化阶段应力代表值抗拉强度。钢材强度设计值一般取屈服极限。

所以,钢材受力变形后可分为弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,颈缩阶段。

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低碳钢受拉经历四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

弹性阶段为一直线,说明应力和应变成正比关系。如卸去拉力,试件能恢复原状,这种性质即为弹性,该阶段为弹性阶段屈服阶段,应力应变不再成正比关系,开始出现塑性变形,该阶段的应力最低点称为屈服强度或屈服点,用fy表示。

强化阶段,曲线逐步上升,表示试件在屈服阶段以后,其抵抗塑性变形的能力又重新提高,这一阶段称为强化阶段。对应于最高点C的应力值称为极限抗拉强度,简称抗拉强度,用fu表示。

颈缩阶段,试件薄弱处急剧缩小,塑性变形迅速增加,产生“颈缩现象”,直到断裂。

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