屈服应力是什么

文章目录

一、屈服应力是什么

二、拉力试验机中抗拉强度和屈服强度的区别

三、屈服强度的工程意义

屈服应力是什么

1、屈服应力是什么

在材料拉伸或压缩过程中,当应力达到一定值时,应力有微小的增加,而应变却急剧增长的现象,称为屈服,使材料发生屈服时的正应力就是材料的屈服应力。

流体的屈服应力是指对于某些非牛顿流体,施加的剪应力较小时流体只发生变形,不产生流动。当剪应力增大到某一定值时流体才开始流动,此时的剪应力称为该流体的屈服应力。

2、屈服应力的确定方法

在金属的弹性变形达到极限后,其强度就会发生小范围的波动,这时也就是塑性变形开始了。这个点即是屈服点,这时所受的应力就叫做屈服应力或屈服强度。屈服点之前一般金属的变形量与拉力接近一次线性关系,屈服点之后就变为二次线性关系(抛物线),即拉力增加不大,但产生的变形量却相对较大。

对于多晶体材料而言,材料塑性变形的屈服应力一般取残余应变为***时所加的应力,即所谓的σ0.2。另一种方法是把应力-应变曲线的弹性阶段及塑性阶段曲线外推的交点作为屈服应力。

3、屈服强度的影响因素

影响屈服强度的内在因素有:结合键、组织、结构、原子本性。

如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看,可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度,这就是:(1)固溶强化;(2)形变强化;(3)沉淀强化和弥散强化;(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中,前三种机制在提高材料强度的同时,也降低了塑性,只有细化晶粒和亚晶,既能提高强度又能增加塑性。

影响屈服强度的外在因素有:温度、应变速率、应力状态。

随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标,但应力状态不同,屈服强度值也不同。

拉力试验机中抗拉强度和屈服强度的区别

拉力试验机广泛应用于各类五金、金属、橡塑胶、鞋类、皮革、服装、电线、电缆、端子等各类材料,测试其拉伸,撕裂,剥离,抗压,弯曲等材料研发,检验测试,功能其全,用途广泛。

1、抗拉强度:当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,钢材抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。

2、屈服强度:当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。

屈服强度的工程意义

屈服强度的工程意义:传统的强度设计方法,对塑性材料,以屈服强度为标准,规定许用应力[σ]=σys/n,安全系数n一般取2或更大,对脆性材料,以抗拉强度为标准,规定许用应力[σ]=σb/n,安全系数n一般取6。

需要注意的是,按照传统的强度设计方法,必然会导致片面追求材料的高屈服强度,但是随着材料屈服强度的提高,材料的抗脆断强度在降低,材料的脆断危险性增加了。

屈服强度不仅有直接的使用意义,在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高,对应力腐蚀和氢脆就敏感;材料屈服强度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。通常采用试验机来测试屈服强度。