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材料强度

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这条线的斜率称为杨氏模量,或弹性模量。弹性模量可用于确定应力-应变曲线的线弹性部分中的应力-应变关系。线弹性区域要么低于屈服点,要么如果在应力-应变图上不容易识别屈服点,则将其定义为介于0和0.2%之间的应变,并定义为其中没有应变的区域发生屈服(xxx变形)。

考虑一下胡萝卜和嚼过的泡泡糖之间的区别。胡萝卜在断裂前几乎不会拉伸。另一方面,咀嚼过的泡泡糖会在最终破裂之前发生巨大的塑性变形。

设计条款

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极限强度是与材料相关的属性,而不仅仅是由该材料制成的特定试样,因此它被引用为每单位横截面积的力(N/m2)。极限强度是材料在断裂或变弱之前所能承受的xxx应力。例如,AISI1018钢的极限抗拉强度(UTS)为440MPa。在英制单位中,应力单位为lbf/in²或磅力/平方英寸。该单位通常缩写为psi。一千psi缩写为ksi。

根据材料的极限值或屈服点值确定的设计应力仅在静载荷情况下提供安全可靠的结果。即使产生的应力低于屈服点,许多机器零件在承受不稳定和连续变化的载荷时也会失效。这种失效称为疲劳失效。失败是由于断裂似乎很脆,几乎没有或没有明显的屈服迹象。但是,当应力保持在疲劳应力或耐力极限应力以下时,零件将无限期地承受。纯粹的反向或循环应力是在每个操作循环期间在相等的正峰值应力和负峰值应力之间交替出现的应力。在纯循环应力中,平均应力为零。当零件受到循环应力,也称为应力范围(Sr)时,已经观察到,即使应力范围的大小低于材料的屈服强度,零件也会在多次应力反转(N)后发生故障。通常,范围应力越高,失效所需的反转次数越少。

材料强度

失败理论

失效理论有四种:xxx剪应力理论、xxx正应力理论、xxx应变能理论和xxx变形能理论。在这四种失效理论中,xxx法向应力理论仅适用于脆性材料,其余三种理论适用于延性材料。在后三种失效理论中,变形能理论在大部分应力下提供了最准确的结果条件。应变能理论需要零件材料的泊松比值,而这往往不是现成的。xxx剪应力理论是保守的。对于简单的单向法向应力,所有理论都是等价的,这意味着所有理论都会给出相同的结果。

材料的强度取决于其微观结构。材料所经历的工程过程可以改变这种微观结构。改变材料强度的各种强化机制包括加工硬化、固溶强化、沉淀硬化和晶界强化,可以定量和定性地解释。强化机制伴随着警告,即材料的一些其他机械性能可能会退化,以试图使材料更坚固。例如,在晶界强化中,虽然屈服强度随着晶粒尺寸的减小而最大化,最终,非常小的晶粒尺寸会使材料变脆。一般来说,材料的屈服强度是材料机械强度的充分指标。考虑到屈服强度是预测材料塑性变形的参数这一事实,人们可以根据材料的微观结构特性和所需的最终效果,就如何提高材料的强度做出明智的决定。强度以压应力、拉应力和剪应力的极限值表示。那会导致失败。动态载荷的影响可能是材料强度的最重要的实际考虑因素,尤其是疲劳问题。重复加载通常会引发脆性裂纹,这些裂纹会不断扩大,直到发生故障。裂缝总是从应力集中开始,特别是产品横截面的变化,在标称应力水平远低于材料强度的孔和角附近。


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  3. 失败理论

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