拉伸試驗在彈性應(yīng)變結(jié)束后進入塑性應(yīng)變階段:
先發(fā)生局部不均勻塑性變形,稱為呂德斯應(yīng)變(Lüders strain);
然后發(fā)生均勻塑性變形,稱為均勻塑性應(yīng)變(Uniform plastic strain);
最后發(fā)生局部頸縮的不均勻塑性變形,稱為頸縮應(yīng)變(necking strain)。
整個過程可得到抗拉強度、屈強比、斷裂伸長率等性能參數(shù)。
塑性變形開始時應(yīng)力的下降現(xiàn)象稱為屈服強度效應(yīng)(yield strength effect)。見下圖。
抗拉強度
抗拉強度(Ultimate tensile strength)是材料在斷裂之前可以承受的最大應(yīng)力。其值等于最大拉伸力Fu除以初始橫截面積S0的商,見下圖。
σu=Fu/S0
屈強比
屈強比(Yield-tensile ratio)是屈服強度與抗拉強度的比率。它是衡量過載導致斷裂風險的指標。
屈強比越高,抗拉強度和屈服強度越接近。材料從過載(超過屈服強度)到超過抗拉強度,發(fā)生縮頸斷裂之間,只有很小的安全裕量。
屈強比越低,抗拉強度和屈服強度之間的差異就越大,過載情況下的安全裕量越大,材料延展性越好,越易成型。
斷裂伸長率
斷裂伸長率(elongation at break)是試樣斷裂后的剩余應(yīng)變,也稱為斷裂應(yīng)變(Fracture strain)。見下圖。
在實際操作中,斷裂伸長率通過拼接斷裂試樣并測量總長Lu來確定,結(jié)果更精確。
A=(Lu?L0)/L0*100%
當超過抗拉強度時,拉伸試樣僅在頸縮區(qū)域內(nèi)伸長,因此較短和較長試樣的頸縮長度幾乎相同。如下圖所示,短試樣比長試樣具有更高的斷裂伸長率。因此在比較斷裂伸長率時,需要采用相同長度的試樣。
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