极限抗拉强度
编辑极限抗拉强度是材料在断裂前被拉伸或拉动时可以承受的xxx应力。在脆性材料中,极限拉伸强度接近屈服点,而在延性材料中,极限拉伸强度可能更高。
通常通过进行拉伸试验并记录工程应力与应变来确定极限拉伸强度。应力-应变曲线的最高点是极限抗拉强度并具有应力单位。压缩情况的等效点,而不是拉伸,称为抗压强度。
抗拉强度在延性构件的设计中很少有任何影响,但它们对于脆性构件很重要。它们针对常见材料制成表格,例如合金、复合材料、陶瓷、塑料和木材。
定义
材料的极限抗拉强度是一种强度特性;因此其值不取决于试样的尺寸。然而,取决于材料,它可能取决于其他因素,例如试样的制备、表面缺陷的存在与否、以及测试环境和材料的温度。
有些材料断裂非常剧烈,没有塑性变形,称为脆性破坏。其他更具延展性的材料,包括大多数金属,在断裂前会经历一些塑性变形和可能的颈缩。
拉伸强度定义为应力,以每单位面积的力来衡量。对于某些非均质材料(或组装组件),它可以仅报告为力或每单位宽度的力。在国际单位制(SI)中,单位是帕斯卡(Pa)(或其倍数,通常是兆帕(MPa),使用SI前缀mega);或者,相当于帕斯卡,每平方米牛顿(N/m2)。甲美国常用单位是每平方英寸磅(磅/英寸2或磅/平方英寸)。每平方英寸千磅(ksi,有时是kpsi)等于1000psi,在美国通常用于测量拉伸强度。
韧性材料
编辑许多材料可以显示线性弹性行为,由线性应力-应变关系定义,如图1所示,直到点3。材料的弹性行为通常延伸到非线性区域,如图1中的点2(“屈服点”),在移除载荷后变形可以完全恢复;即,试样在弹性加载张力将伸长,但卸载时将返回到其原来的形状和大小。在这个弹性区域之外,对于韧性材料,如钢,变形是塑性的.塑性变形的试样在卸载时不会完全恢复到其原始尺寸和形状。对于许多应用,塑性变形是不可接受的,并被用作设计限制。
在屈服点之后,延性金属经历一段应变硬化,其中应力随着应变的增加而再次增加,并且随着试样的横截面积由于塑性流动而减小,它们开始颈缩。在具有足够延展性的材料中,当颈缩变得明显时,会导致工程应力-应变曲线反转;这是因为工程应力是假设缩颈前的原始横截面积计算的。反转点为工程应力-应变曲线上的xxx应力,该点的工程应力坐标为极限抗拉强度,由点1给出。
延性静态构件的设计中不使用极限抗拉强度,因为设计实践规定了屈服应力的使用。然而,由于易于测试,它被用于质量控制。它还用于粗略确定未知样品的材料类型。
极限抗拉强度是设计由脆性材料制成的构件的常用工程参数,因为此类材料没有屈服点。
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