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    什么是屈服極限

    1.屈服點(σs

        鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

        設Ps為屈服點s處的外力,Fo為試樣斷面積,則屈服點σs =Ps/Fo(MPa),MPa稱為兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)

    2.屈服強度(σ0.2

        有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材料的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。

    3.抗拉強度(σb

        材料在拉伸過程中,從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。

      設Pb為材料被拉斷前達到的最大拉力,Fo為試樣截面面積,則抗拉強度σb= Pb/Fo (MPa)。

    4.伸長率(δs

        材料在拉斷后,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

    5.屈強比(σs/σb

        鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65,低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

    6.彎曲強度:材料在彎曲負荷作用下破裂或達到規定撓度時能承受的最大應力,用N/M^2[帕]表示。

    屈服強度標準

    建設工程上常用的屈服標準有三種:

        1、比例極限應力-應變曲線上符合線性關系的最高應力,國際上常采用σp表示,超過σp時即認為材料開始屈服。

        2、彈性極限 試樣加載后再卸載,以不出現殘留的永久變形為標準,材料能夠完全彈性恢復的最高應力。國際上通常以Rel表示。應力超過Rel時即認為材料開始屈服。

        3、屈服強度 以規定發生一定的殘留變形為標準,如通常以0.2%殘留變形的應力作為屈服強度,符號為Rp0.2。

    影響屈服強度的因素

        影響屈服強度的內在因素有:結合鍵、組織、結構、原子本性。

        如將金屬的屈服強度與陶瓷、高分子材料比較可看出結合鍵的影響是根本性的。從組織結構的影響來看,可以有四種強化機制影響金屬材料的屈服強度,這就是:(1)固溶強化;(2)形變強化;(3)沉淀強化和彌散強化;(4)晶界和亞晶強化。沉淀強化和細晶強化是工業合金中提高材料屈服強度的最常用的手段。在這幾種強化機制中,前三種機制在提高材料強度的同時,也降低了塑性,只有細化晶粒和亞晶,既能提高強度又能增加塑性。

        影響屈服強度的外在因素有:溫度、應變速率、應力狀態。

        隨著溫度的降低與應變速率的增高,材料的屈服強度升高,尤其是體心立方金屬對溫度和應變速率特別敏感,這導致了鋼的低溫脆化。應力狀態的影響也很重要。雖然屈服強度是反映材料的內在性能的一個本質指標,但應力狀態不同,屈服強度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強度一般是指在單向拉伸時的屈服強度。

    屈服強度的工程意義

        傳統的強度設計方法,對塑性材料,以屈服強度為標準,規定許用應力[σ]=σys/n,安全系數n一般取2或更大,對脆性材料,以抗拉強度為標準,規定許用應力[σ]=σb/n,安全系數n一般取6。

        需要注意的是,按照傳統的強度設計方法,必然會導致片面追求材料的高屈服強度,但是隨著材料屈服強度的提高,材料的抗脆斷強度在降低,材料的脆斷危險性增加了。

        屈服強度不僅有直接的使用意義,在工程上也是材料的某些力學行為和工藝性能的大致度量。例如材料屈服強度增高,對應力腐蝕和氫脆就敏感;材料屈服強度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服強度是材料性能中不可缺少的重要指標

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