从零开始学机械2018714
1金属拉伸试验,整个过程解释并描述其原理。
暂以低碳钢杆件为试验材料解:在钢杆两端缓慢施加载荷,使钢杆工作部分受轴向拉力,引起钢杆沿轴向伸长直至拉断为止。(杆件在拉伸试验时,宏观上可以看到杆件逐渐被均匀拉长,然后在某一界面处变细,直到在该处断裂。述过程一般可分解为6个阶段
1弹性变形oa:杆件变形是弹性的,载荷与伸长量呈正比例直线关系,如果卸除拉力,则杆件的伸长变形会消失,恢复到原来的样子。2滞弹性变形ab:此时的变形仍然是弹性的,此阶段很短一般不易观察到。3屈服前微塑性变形bc:此时开始出现连续均匀地微小塑性变形,这种变形在卸除拉力后也不会完全消失,这阶段也很短不易与滞弹性变形准确区分。4屈服变形cde:此时,杆件受拉伸外力的作用产生较大塑性变形,这种拉力不增加而变形仍能继续增加的现象,可以看作是金属材料从弹性变形到塑性变形的一个明显标志。
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5均匀塑性变形ef:过了屈服点,必须进一步增大载荷,才能使杆件继续被拉长,这一阶段,随着杆件变形量的增加,其材料本身也会被不断强化,直到达到强度极限,这现象叫应变硬化。6局部塑性变形fg:在拉力的继续作用下,应变硬化赶不上变形量,此时会在某个截面产生大量局部变形,使该截面积快速缩小,产生了缩颈现象,此时虽然外力不断下降,但缩颈部位面积迅速减小,因此缩颈处的实际应力仍在不断增长,缩颈部位的材料继续被拉长,直至拉断。出现此变形的开始点f所对应的力为Fm,是拉伸过程所能承受的最大外力。
2金属断裂和应力有什么关系?
解:金属材料有一定的抗拉强度,在杆件某一截面受到的应力超过抗拉强度,达到断裂点,就会产生断裂。
3受力大,金属一定会断裂吗?在什么情况下会断裂?
解:受力大并不一定会使金属断裂,只有受力超过强度极限,达到断裂点金属才会断裂。
4避免金属零件断裂有哪几种方法?(至少回答5种以上)
解:1首先思考机械的承载能力,选择适合的金属材料制造合适的零件。2考虑作用在材料上的力(同样的横截面,载荷作用于纵向时抗弯折能力更强。)3从材料形状及重量思考,采用中空的环状梁不仅减轻重量,虽
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然横截面积减少,但可以保证其强度指标。4避免金属零件有切口裂纹或小孔存在,不然,应力会集中在这些地方,使其容易断裂。5尽量避免应力集中。6尽量避免其承受集中载荷,若不是必须,可使其尽量承受均布载r