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蘇州科準(zhǔn)測(cè)控有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第4年

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【試驗(yàn)機(jī)科普】屈服強(qiáng)度的計(jì)算方法有哪些?

時(shí)間:2022/11/2閱讀:13084
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屈服強(qiáng)度是工程材料中常用來(lái)代表產(chǎn)品性能的重要指標(biāo),屈服強(qiáng)度是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限,也就是抵抗微量塑性變形的應(yīng)力,通俗點(diǎn)講就是每種產(chǎn)品都存在一個(gè)極限破壞值,當(dāng)產(chǎn)品受到大于此極限的外力作用,將會(huì)使其永jiu失效,沒(méi)法恢復(fù)。這個(gè)壓強(qiáng)就叫做屈服強(qiáng)度。那么屈服強(qiáng)度是如何計(jì)算的?屈服強(qiáng)度的計(jì)算方式有哪些?本文科準(zhǔn)測(cè)控】小編將為大家作一個(gè)詳細(xì)介紹。

 

總體上屈服強(qiáng)度的計(jì)算方法:屈服強(qiáng)度=屈服時(shí)載荷/試樣的面積。

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工程上采用規(guī)定一定的殘留變形量的方法,確定屈服強(qiáng)度,常用的標(biāo)準(zhǔn)有三種:

 

第一種是比例極限,應(yīng)力-應(yīng)變曲線上符合線性關(guān)系的*高應(yīng)力值,用σP表示,超過(guò)σP時(shí),即認(rèn)為材料開(kāi)始屈服;第二種是彈性極限,試樣加載后再卸載,以不出現(xiàn)殘留的永jiu變形為標(biāo)準(zhǔn),材料能夠彈性恢復(fù)的*高應(yīng)力值,用σd表示,超過(guò)σd時(shí),即認(rèn)為材料開(kāi)始屈服;第三種是屈服強(qiáng)度,以規(guī)定發(fā)生一定的殘留變形為標(biāo)準(zhǔn),如通常以0.2%殘留變形的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度,用σ0.2或σys表示。

 

上述定義都是以殘留變形為依據(jù)的,彼此區(qū)別在于規(guī)定的殘留變形量不同。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將屈服強(qiáng)度規(guī)范為下列三種情況。

 

1)規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力(σP)試樣在加載過(guò)程中,標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)的非比例伸長(zhǎng)量達(dá)到規(guī)定值(以%表示)的應(yīng)力,如σP0.01,σP0.05等。

 

σP通常用圖解法測(cè)定,對(duì)有明顯彈性直線段的材料,可利用自動(dòng)記錄的載荷-伸長(zhǎng)(P-ΔL)曲線。自彈性直線段與伸長(zhǎng)軸的交點(diǎn)O起,截取一相應(yīng)于規(guī)定非比例伸長(zhǎng)的線段OC(OC=nLeεp,其中n為拉伸圖放大倍數(shù),Le為引伸計(jì)標(biāo)距,εp為規(guī)定的非比例伸長(zhǎng)率),過(guò)C點(diǎn)作彈性直線段的平行線CA,交曲線于A點(diǎn),A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷Pp即為所測(cè)定的非比例伸長(zhǎng)載荷,規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力由下式計(jì)算:

σP=Pp/S0

 

(2)規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力(σr)試樣卸載后,其標(biāo)距部分的殘余伸長(zhǎng)達(dá)到規(guī)定比例時(shí)的應(yīng)力,常用的為σr0.2,即規(guī)定殘余伸長(zhǎng)率為0.2%時(shí)的應(yīng)力值。

 

測(cè)定σr通常用卸載法,即當(dāng)卸載后所得殘余伸長(zhǎng)為規(guī)定殘余伸長(zhǎng)載荷Pr,規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力由下式計(jì)算:

σr=Pr/S0

 

(3)規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力(σt)試樣標(biāo)距部分的總伸長(zhǎng)(彈性伸長(zhǎng)與塑性伸長(zhǎng)之和)達(dá)到規(guī)定比例時(shí)的應(yīng)力。應(yīng)用較多的規(guī)定總伸長(zhǎng)率為0.5%、0.6%和0.7%,相應(yīng)地,規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力分別記為σt0.5,σt0.6和σt0.7。

 

測(cè)定σt也用圖解法,操作與測(cè)定σP相同,拉伸圖橫軸放大倍數(shù)不小于50倍。在P-ΔL曲線上,自曲線原點(diǎn)O起,截取相應(yīng)于規(guī)定總伸長(zhǎng)的線段OE(OE=n·Le·εt,式中εt為規(guī)定總伸長(zhǎng)率),過(guò)E點(diǎn)作縱軸平行線EA交曲線于A點(diǎn),A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷即為規(guī)定總伸長(zhǎng)的載荷,規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力由下式計(jì)算:

σt=Pt/S0

 

在上述屈服強(qiáng)度的測(cè)定中,σP和σt是在試樣加載時(shí)直接從應(yīng)力-應(yīng)變(載荷-位移)曲線上測(cè)量的,而σr則要求卸載測(cè)量。由于卸載法測(cè)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力σr比較困難,而且效率低,所以,在材料屈服抗力評(píng)定中,更趨于采用σP和σt。σt在測(cè)試上又比σP方便,而且不失σP表征材料屈服特征的能力,所以,可以用σt,代替σP,尤其在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中,采用σt的測(cè)定方法,可以提高效率。

 

對(duì)于不連續(xù)屈服即具有明顯屈服點(diǎn)的材料,其應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的屈服平臺(tái)就是材料屈服變形的標(biāo)志,因此,屈服平臺(tái)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值就是這類材料的屈服強(qiáng)度,記作σys按下式計(jì)算:

σys=Py/S0

式中Py——為物理屈服時(shí)的載荷或下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷。

 

屈服強(qiáng)度是應(yīng)用最多的一個(gè)性能指標(biāo)。因?yàn)槿魏螜C(jī)械零件在工作過(guò)程中,都不允許發(fā)生過(guò)量的塑性變形,所以,機(jī)械設(shè)計(jì)中,把屈服強(qiáng)度作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)和選材的依據(jù)。

 

經(jīng)過(guò)以上【科準(zhǔn)測(cè)控】小編給大家介紹的三種測(cè)試屈服強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)方法以及屈服強(qiáng)度計(jì)算方式,相信大家看完后都有所了解??茰?zhǔn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)還整理了以下資料,如果你也遇到這些問(wèn)題,例如:屈服強(qiáng)度符號(hào)是什么?屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的關(guān)系、單位等,如果你也想了解,歡迎給我們私信或留言!

 

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