力學(xué)性能試驗(yàn)是指測定材料在拉伸、壓縮、彎曲、剪切等外力作用下所表現(xiàn)出的力學(xué)性能指標(biāo)，包括強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度、剛度、疲勞等。常用的力學(xué)性能試驗(yàn)方法包括：靜載荷試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變率試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)、缺口沖擊試驗(yàn)、低周疲勞試驗(yàn)、高溫持久蠕變試驗(yàn)、濕熱循環(huán)試驗(yàn)等。力學(xué)性能試驗(yàn)一般有拉伸試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等。拉伸試驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。
低碳鋼的應(yīng)力－應(yīng)變曲線
a、拉伸過程的變形：
彈性變形，屈服變形，加工硬化（均勻塑性變形），不均勻集中塑性變形。
b、相關(guān)公式：
工程應(yīng)力 σ=F/A0 ；工程應(yīng)變?chǔ)?ΔL/L0；比例極限σP；彈性極限σε；屈服點(diǎn)σS；抗拉強(qiáng)度σb；斷裂強(qiáng)度σk。
真應(yīng)變 e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真應(yīng)力 s=σ(1+ε)= σ*eε 指數(shù)e為真應(yīng)變。
c、相關(guān)理論：
真應(yīng)變總是小于工程應(yīng)變，且變形量越大，二者差距越大；真應(yīng)力大于工程應(yīng)力。
彈性變形階段，真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線和應(yīng)力—應(yīng)變曲線基本吻合；塑性變形階段兩者出線顯著差異。

關(guān)于彈性變形的問題
a、相關(guān)概念
彈性：表征材料彈性變形的能力
剛度：表征材料彈性變形的抗力
彈性模量：反映彈性變形應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的常數(shù)， E=σ/ε ；工程上也稱剛度，表征材料對(duì)彈性變形的抗力。
彈性比功：稱彈性比能或應(yīng)變比能，是材料在彈性變形過程中吸收變形功的能力，評(píng)價(jià)材料彈性的好壞。
包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低的現(xiàn)象。
滯彈性：（彈性后效）是指材料在快速加載或卸載后，隨時(shí)間的延長而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。
彈性滯后環(huán)：非理想彈性的情況下，由于應(yīng)力和應(yīng)變不同步，使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線。
金屬材料在交變載荷作用下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性，也叫內(nèi)耗
b、相關(guān)理論：
彈性變形都是可逆的。
理想彈性變形具有單值性、可逆性，瞬時(shí)性。但由于實(shí)際金屬為多晶體并存在各種缺陷，彈性變形時(shí)，并不是完整的。
彈性變形本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子或離子或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆變形的反映
單晶體和多晶體金屬的彈性模量，主要取決于金屬原子本性和晶體類型。
包申格效應(yīng)；滯彈性；偽彈性；粘彈性。
包申格效應(yīng)消除方法：預(yù)先大塑性變形，回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。
循環(huán)韌性表示材料的消震能力。

關(guān)于塑形變形的問題
a、相關(guān)概念
滑移：滑移系越多，塑性越好；滑移系不是唯一因素（晶格阻力等因素）；滑移面——受溫度、成分和變形的影響；滑移方向——比較穩(wěn)定
孿生：fcc、bcc、hcp都能以孿生產(chǎn)生塑性變形；一般在低溫、高速條件下發(fā)生；變形量小，調(diào)整滑移面的方向
屈服現(xiàn)象：退火、正火、調(diào)質(zhì)的中、低碳鋼和低合金鋼比較常見，分為不連續(xù)屈服和連續(xù)屈服；
屈服點(diǎn)：材料在拉伸屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，σs；
上屈服點(diǎn)：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力值，σsu；
下屈服點(diǎn)：試樣屈服階段中最小應(yīng)力，σsl；
屈服平臺(tái)（屈服齒）：屈服伸長對(duì)應(yīng)的水平線段或者曲折線段；
呂德斯帶：不均勻變形；對(duì)于沖壓件，不容許出現(xiàn)，防止產(chǎn)生褶皺。
屈服強(qiáng)度：表征材料對(duì)微量塑性變形的抗力
連續(xù)屈服曲線的屈服強(qiáng)度：用規(guī)定微量塑性伸長應(yīng)力表征材料對(duì)微量塑性變形的抗力
（1）規(guī)定非比例伸長應(yīng)力σp：
（2）規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr：試樣卸除拉伸力后，其標(biāo)距部分的殘余伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力；殘余伸長的百分比為0.2%時(shí)，記為σr0.2
（3）規(guī)定總伸長應(yīng)力σt：試樣標(biāo)距部分的總伸長（彈性伸長加塑性伸長）達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。
晶格阻力（派納力）；位錯(cuò)交互作用阻力
Hollomon公式：S=Ken ，S為真應(yīng)力，e為真應(yīng)變；n—硬化指數(shù)0.1~0.5，n=1,完全理想彈性體，n=0，沒有硬化能力；K——硬化系數(shù)
縮頸是：韌性金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象。
抗拉強(qiáng)度：韌性金屬試樣拉斷過程中最大試驗(yàn)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。代表金屬材料所能承受的最大拉伸應(yīng)力，表征金屬材料對(duì)最大均勻塑性變形的抗力。與應(yīng)變硬化指數(shù)和應(yīng)變硬化系數(shù)有關(guān)。等于最大拉應(yīng)力比上原始橫截面積。
塑性是指金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。
b、相關(guān)理論
常見的塑性變形方式：滑移，孿生，晶界的滑動(dòng)，擴(kuò)散性蠕變。
塑性變形的特點(diǎn)：各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性（取向不同；各晶粒力學(xué)性能的差異）；各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性（金屬是一個(gè)連續(xù)的整體，多系滑移；Von Mises 至少5個(gè)獨(dú)立的滑移系）。
硬化指數(shù)的測定：①試驗(yàn)方法；②作圖法lgS=lgK+nlge
硬化指數(shù)的影響因素：與層錯(cuò)能有關(guān),層錯(cuò)能下降，硬化指數(shù)升高；對(duì)金屬材料的冷熱變形也十分敏感；與應(yīng)變硬化速率并不相等。
縮頸的判據(jù)（失穩(wěn)臨界條件）拉伸失穩(wěn)或縮頸的判據(jù)應(yīng)為dF=0
兩個(gè)塑性指標(biāo)：斷后伸長率δ=(L1-L0)/LO*100%；
斷后收縮率：ψ=(A0-A1)/A0*100%
ψ>δ，形成為縮頸
ψ=δ或ψ<δ，不形成縮頸

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