真实应力应变曲线市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第第4 4章章 真实应力真实应力应变曲线应变曲线 一、拉伸图和条件应力-应变曲线 条条件件应应力力-应应变变曲曲线线 最最大大拉拉力力点点b-强强度度极极限限。b点点以以后后继继续续拉拉伸伸，试试样样断断面面出出现现局局部部收收缩缩，形形成成所所谓谓缩缩颈颈，今今后后，应应力力逐逐步步减减小小，曲曲线线下下降，直至降，直至k点发生断裂。点发生断裂。第1页对于大多数金属，没有显著屈服点（屈服平台），经典应力-应变曲线以下列图所表示。这时屈服应力要求用这时屈服应力要求用=0.2%时应力表示，即时应力表示，即0.2第2页包申格效应：随加载路线和方向不一样而屈服应力降低现象。包申格效应：随加载路线和方向不一样而屈服应力降低现象。第3页二、拉伸时真实应力应变曲线（一）真实应力真实应力 相对伸长相对伸长 相相对对断面收断面收缩缩 F试样瞬时断面积。第4页对数应变（真实应变）对数应变（真实应变）l l试样瞬时长度试样瞬时长度dl瞬瞬时长时长度改度改变变量量 当试样当试样l l0 0拉伸至拉伸至l l1 1时，总真实应变为：时，总真实应变为：在出现缩颈以前，试样处于均匀拉伸状态：在出现缩颈以前，试样处于均匀拉伸状态：第5页当在小变形时，能够认为，第6页（二）真实应力（二）真实应力应变曲线绘制应变曲线绘制作真实应力与相对伸长曲线（真实应力与相对伸长曲线（SS曲线）比较方便，只需将前曲线）比较方便，只需将前面条件应力面条件应力-应变曲线中条件应力换算成真实应力即可应变曲线中条件应力换算成真实应力即可。真实应力与。真实应力与条件应力之间关系：条件应力之间关系：真实应力真实应力真实应变真实应变第7页对数应变表示真实应力对数应变表示真实应力应变曲线应变曲线绘制方法绘制方法 在缩颈点以前，均匀变形。在在缩缩颈颈以以后后，不不再再是是均均匀匀变变形形，必必须须统统计计下下每每一一瞬瞬间间细细颈颈处处断断面面积积F F，才才能能求求得得其其真真实实应应力力，再再依依据据求求出出该该瞬瞬时时真真实实应应变变。这这么么就就能能够够画画出出曲曲线线。不过测量断面瞬时值很困难，普普通通往往往往只只有有失稳点和断裂点数据，两点间曲线只能近似作出。失稳点和断裂点数据，两点间曲线只能近似作出。第8页简单拉伸名义应力简单拉伸名义应力名义应变曲线名义应变曲线OABCD 名义应变名义应变名义应变名义应变名义应力名义应力名义应力名义应力第9页简单拉伸真应力简单拉伸真应力真应变曲线真应变曲线OABCD 名义应变名义应变名义应变名义应变名义应力名义应力名义应力名义应力OABCD真应变真应变真应变真应变真应力真应力真应力真应力第10页设某一瞬间，轴向力设某一瞬间，轴向力P P、断面、断面F F、真实应力、真实应力S S三、拉伸真实应力应变曲线塑性失稳点特征当在塑性失稳点时，当在塑性失稳点时，P有极大值有极大值 dp=0 第11页在塑性失稳点，在塑性失稳点，S=Sb、=b、代入上式：、代入上式：=1 失稳点特征失稳点特征该斜线与横坐标轴交点到失稳点横坐标距离为该斜线与横坐标轴交点到失稳点横坐标距离为=1。第12页四、真实应力应变曲线简化形式 普通由试验得到真应力真应变曲线（等效应力等效应变曲线）比较复杂，不能用简单函数形式来描述，在应用方面也不方便。所以通常都将试验得到曲线处理成能够用某种函数表示形式(1)(1)抛物线形状抛物线形状幂指数硬化材料模型幂指数硬化材料模型幂指数硬化材料模型幂指数硬化材料模型幂指数硬化材料模型数学表示式为幂指数硬化材料模型数学表示式为幂指数硬化材料模型数学表示式为幂指数硬化材料模型数学表示式为 适合于大多数金属材料适合于大多数金属材料S Sn=n=0 0n=n=0.30.3n=n=1 1理想刚塑性理想刚塑性理想刚塑性理想刚塑性线弹性线弹性线弹性线弹性硬化指数硬化指数n 是表明材料加工硬化特征一个主要参数，是表明材料加工硬化特征一个主要参数，n 值越大，说明材料应变强化能力越强。值越大，说明材料应变强化能力越强。对金属材料，对金属材料，n 范围是范围是0 n 1。B 与与n 不但与材料化学成份相关，不但与材料化学成份相关，而且与其热处理状态相关，惯用材料而且与其热处理状态相关，惯用材料B 和和n 可查相关可查相关手册。手册。第13页抛物线型真实应力抛物线型真实应力应变曲线经验方程应变曲线经验方程在失稳点在失稳点b b处，处，因为只只要要知知道道失失稳稳点点真真实实应应力力S Sb b和和对对数数应应变变b b，抛抛物物线线型型真真实实应应力力应应变变曲曲线线方方程程即即可可求求得。得。第14页适合于预先经过冷加工适合于预先经过冷加工适合于预先经过冷加工适合于预先经过冷加工金属材料。材料在屈服金属材料。材料在屈服金属材料。材料在屈服金属材料。材料在屈服前为刚性，屈服后硬化前为刚性，屈服后硬化前为刚性，屈服后硬化前为刚性，屈服后硬化曲线靠近于抛物线曲线靠近于抛物线曲线靠近于抛物线曲线靠近于抛物线刚塑性硬化材料模型刚塑性硬化材料模型刚塑性硬化材料模型刚塑性硬化材料模型 刚塑性非线性硬化材料模型刚塑性非线性硬化材料模型刚塑性非线性硬化材料模型刚塑性非线性硬化材料模型数学表示式为数学表示式为数学表示式为数学表示式为O O s s理想刚塑性理想刚塑性理想刚塑性理想刚塑性刚塑性非线性硬化刚塑性非线性硬化刚塑性非线性硬化刚塑性非线性硬化(2)(2)初始屈服应力初始屈服应力冷变形金属材料冷变形金属材料S S第15页（3 3）理想刚塑性材料模型（无）理想刚塑性材料模型（无）理想刚塑性材料模型（无）理想刚塑性材料模型（无硬化材料）硬化材料）硬化材料）硬化材料）理想刚塑性材料模型特点是理想刚塑性材料模型特点是理想刚塑性材料模型特点是理想刚塑性材料模型特点是忽略材料强化和弹性变形忽略材料强化和弹性变形忽略材料强化和弹性变形忽略材料强化和弹性变形，数学表示式为数学表示式为数学表示式为数学表示式为O O s s适合于热加工和超塑适合于热加工和超塑适合于热加工和超塑适合于热加工和超塑性金属材料性金属材料性金属材料性金属材料S S第16页（4 4）刚塑性线性硬化材料）刚塑性线性硬化材料）刚塑性线性硬化材料）刚塑性线性硬化材料模型模型模型模型 假如弹性变形能够忽略，假如弹性变形能够忽略，假如弹性变形能够忽略，假如弹性变形能够忽略，材料硬化认为是线性材料硬化认为是线性材料硬化认为是线性材料硬化认为是线性。其其其其数学表示式为数学表示式为数学表示式为数学表示式为O O s s适合于经过较大冷变适合于经过较大冷变适合于经过较大冷变适合于经过较大冷变形量之后，而且其加工形量之后，而且其加工形量之后，而且其加工形量之后，而且其加工硬化率几乎不变金属材硬化率几乎不变金属材硬化率几乎不变金属材硬化率几乎不变金属材料料料料S S第17页