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  应力-应变曲线           
应力-应变曲线
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2008-11-21 12:45:29

stress-strain curve

在工程中,应力和应变是按下式计算的:
应力(工程应力或名义应力)σ=P/A。,应变(工程应变或名义应变)ε=(L-L。)/L。
式中,P为载荷;A。为试样的原始截面积;L。为试样的原始标距长度;L为试样变形后的长度。
这种应力-应变曲线通常称为工程应力-应变曲线,它与载荷-变形曲线相似,只是坐标不同。从此曲线上,可以看出低碳钢的变形过程有如下特点:
当应力低于σe 时,应力与试样的应变成正比,应力去除,变形消失,即试样处于弹性变形阶段,σe 为材料的弹性极限,它表示材料保持完全弹性变形的最大应力。
当应力超过σe 后,应力与应变之间的直线关系被破坏,并出现屈服平台或屈服齿。如果卸载,试样的变形只能部分恢复,而保留一部分残余变形,即塑性变形,这说明钢的变形进入弹塑性变形阶段。σs称为材料的屈服强度或屈服点,对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。
当应力超过σs后,试样发生明显而均匀的塑性变形,若使试样的应变增大,则必须增加应力值,这种随着塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或形变强化。当应力达到σb时试样的均匀变形阶段即告终止,此最大应力σb称为材料的强度极限或抗拉强度,它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
在σb值之后,试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈,应力下降,最后应力达到σk时试样断裂。σk为材料的条件断裂强度,它表示材料对塑性的极限抗力。

上述应力-应变曲线中的应力和应变是以试样的初始尺寸进行计算的,事实上,在拉伸过程中试样的尺寸是在不断变化的,此时的真实应力S应该是瞬时载荷(P)除以试样的瞬时截面积(A),即:S=P/A;同样,真实应变e应该是瞬时伸长量除以瞬时长度de=dL/L。下图是真应力-真应变曲线,它不像应力-应变曲线那样在载荷达到最大值后转而下降,而是继续上升直至断裂,这说明金属在塑性变形过程中不断地发生加工硬化,从而外加应力必须不断增高,才能使变形继续进行,即使在出现缩颈之后,缩颈处的真实应力仍在升高,这就排除了应力-应变曲线中应力下降的假象。

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