屈服強度是工程材料中常用來代表產品性能的重要指標,屈服強度是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,也就是抵抗微量塑性變形的應力,通俗點講就是每種產品都存在一個極限破壞值,當產品受到大于此極限的外力作用,將會使其永jiu失效,沒法恢復。這個壓強就叫做屈服強度。那么屈服強度是如何計算的?屈服強度的計算方式有哪些?本文【科準測控】小編將為大家作一個詳細介紹。
總體上屈服強度的計算方法:屈服強度=屈服時載荷/試樣的面積。
工程上采用規定一定的殘留變形量的方法,確定屈服強度,常用的標準有三種:
第一種是比例極限,應力-應變曲線上符合線性關系的*高應力值,用σP表示,超過σP時,即認為材料開始屈服;第二種是彈性極限,試樣加載后再卸載,以不出現殘留的永jiu變形為標準,材料能夠彈性恢復的*高應力值,用σd表示,超過σd時,即認為材料開始屈服;第三種是屈服強度,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,用σ0.2或σys表示。
上述定義都是以殘留變形為依據的,彼此區別在于規定的殘留變形量不同?,F行國家標準將屈服強度規范為下列三種情況。
(1)規定非比例伸長應力(σP)試樣在加載過程中,標距長度內的非比例伸長量達到規定值(以%表示)的應力,如σP0.01,σP0.05等。
σP通常用圖解法測定,對有明顯彈性直線段的材料,可利用自動記錄的載荷-伸長(P-ΔL)曲線。自彈性直線段與伸長軸的交點O起,截取一相應于規定非比例伸長的線段OC(OC=nLeεp,其中n為拉伸圖放大倍數,Le為引伸計標距,εp為規定的非比例伸長率),過C點作彈性直線段的平行線CA,交曲線于A點,A點對應的載荷Pp即為所測定的非比例伸長載荷,規定非比例伸長應力由下式計算:
σP=Pp/S0
(2)規定殘余伸長應力(σr)試樣卸載后,其標距部分的殘余伸長達到規定比例時的應力,常用的為σr0.2,即規定殘余伸長率為0.2%時的應力值。
測定σr通常用卸載法,即當卸載后所得殘余伸長為規定殘余伸長載荷Pr,規定殘余伸長應力由下式計算:
σr=Pr/S0
(3)規定總伸長應力(σt)試樣標距部分的總伸長(彈性伸長與塑性伸長之和)達到規定比例時的應力。應用較多的規定總伸長率為0.5%、0.6%和0.7%,相應地,規定總伸長應力分別記為σt0.5,σt0.6和σt0.7。
測定σt也用圖解法,操作與測定σP相同,拉伸圖橫軸放大倍數不小于50倍。在P-ΔL曲線上,自曲線原點O起,截取相應于規定總伸長的線段OE(OE=n·Le·εt,式中εt為規定總伸長率),過E點作縱軸平行線EA交曲線于A點,A點對應的載荷即為規定總伸長的載荷,規定總伸長應力由下式計算:
σt=Pt/S0
在上述屈服強度的測定中,σP和σt是在試樣加載時直接從應力-應變(載荷-位移)曲線上測量的,而σr則要求卸載測量。由于卸載法測定殘余伸長應力σr比較困難,而且效率低,所以,在材料屈服抗力評定中,更趨于采用σP和σt。σt在測試上又比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,尤其在大規模工業生產中,采用σt的測定方法,可以提高效率。
對于不連續屈服即具有明顯屈服點的材料,其應力-應變曲線上的屈服平臺就是材料屈服變形的標志,因此,屈服平臺對應的應力值就是這類材料的屈服強度,記作σys按下式計算:
σys=Py/S0
式中Py——為物理屈服時的載荷或下屈服點對應的載荷。
屈服強度是應用最多的一個性能指標。因為任何機械零件在工作過程中,都不允許發生過量的塑性變形,所以,機械設計中,把屈服強度作為強度設計和選材的依據。
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