PDF《中等职业技术教育》

第一节 强度和塑性

一、几个基本概念 员援内力和应力 我们知道固体物质都是由原子构成, 但是在外力作用下, 原子间的联系并没有破 图员鄄员拉伸时受力情况 坏, 也就是说固体有抵抗外力而不破坏的能力. 在图 员鄄员中, 物体受到外力 云和 云忆的拉伸作 用, 在剖面 陨 原陨 忆 左侧平面的无数原子受到右侧 平面无数原子吸引力作用而不分离.这种存在 于固体物质内部的作用力称为内力. 力的单位是牛顿 (单位符号 晕,可简称牛) , 所以内力的单位当然也是牛.可是牛这个单位 太小, 只相当 员园园克重物体的重力, 应用在汽车和其他工程技术中实在太小, 使用非常 不便.实际使用的是千牛 (噪晕)和兆牛 (酝晕).员噪晕越 员园 园园晕员酝晕越 员园 园 园园 园园晕上面例子中, 材料抵抗破坏的能力不仅与材料性质有关, 而且与物体的截面大小有 关.为了单纯考虑材料性质, 排除物体几何尺寸影响, 我们引入应力的概念: 应力是指 物体内单位截面积上的内力. !越云杂(员 鄄员)式中: !― ― ―应力, 单位是帕斯卡 (单位符号 孕葬,可简称帕) ;

云―――外力, 单位是牛 (晕);

杂―――材料截面积, 单位是米圆 (皂圆).'

第一章 金属材料的力学性能 帕也是很小的单位, 常用的是千帕 (噪孕葬)和兆帕 (酝孕葬).员孕葬越员晕辕 皂圆员噪孕葬越员园 园园孕葬员酝孕葬越员园 园 园园 园园孕葬在国家标准中, 兆帕有时也表达为 晕辕 皂皂圆.员酝孕葬越员晕辕 皂皂圆可以认为, 材料破坏的原因是应力超过材料所能承受的极限值.当零件内部应力 分布不均匀时, 应力最大处首先达到或超过极限值, 材料首先从该处开始被破坏. 圆援弹性变形和塑性变形 汽车的车身是用称为悬架弹簧的弹性元件和装有车轮的前后车桥联结起来的.显然, 这种悬架弹簧拆下来时, 应该恢复到安装前的形状和尺寸, 不允许在使用过程中产 生永久性的变形.这种去除载荷后能消除的变形称为弹性变形. 我们用一根较粗的镀锌铁丝用力拗弯, 再放手.可以发现铁丝稍微反弹一点, 仍然 保留了较大的变形量.这里, 反弹部分是弹性变形;

而保留下来的变形叫塑性变形.塑 性变形是指去除载荷后保留下来的永久性变形.同时, 我们还可以得到一个结论: 金属 材料在产生塑性变形的同时, 必然产生部分弹性变形. 猿援材料的破坏和零件的失效 前面已经讨论过, 固体材料有抵抗外力而不破坏的能力.但是这种能力是有极限 的, 当材料承受的应力达到一定极限值时, 材料就被破坏. 材料破坏的形式有两种: 一种是材料的破裂或断裂;

另一种是材料发生明显的塑性 变形.这里讲的 明显的塑性变形 , 在不同零件、 不同场合可以有不同的要求.大多数 机械零件是指拉伸时长度上的塑性变形量达到或超过原长度的 园援圆!. 零件的失效是指由于这个零件的原因而使设备无法正常使用.零件材料破坏了, 自然也就是失效了.而零件材料如果产生过大的弹性变形量, 那么也会使零件失效. 产生零件过量弹性变形的原因, 既可能是设计不当, 也可能是使用不当所造成.某仓库 用叉式铲车搬运超重的设备, 结果设备举升起来后却不能放下.经检查是门架立柱在 超重货物作用下弹性变形量过大, 使门架导向装置卡死.后来用起重机将超重设备稍 微往上一吊, 门架就轻轻落下了.以后, 铲车正常使用中也没有发现有门架卡死现象. 这就是说门架受力超过一定限度时, 由于弹性变形超过一定限度而导致失效, 但没有发 生明显塑性变形, 门架并没有达到破坏的程度, 只要故障排除后, 工作时合理控制载荷 大小, 仍能长期正常工作.