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【试验机科普】屈服强度的计算方法有哪些?

 更新时间:2022-11-02 点击量:9426

屈服强度是工程材料中常用来代表产品性能的重要指标,屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,也就是抵抗微量塑性变形的应力,通俗点讲就是每种产品都存在一个极限破坏值,当产品受到大于此极限的外力作用,将会使其永jiu失效,没法恢复。这个压强就叫做屈服强度。那么屈服强度是如何计算的?屈服强度的计算方式有哪些?本文科准测控】小编将为大家作一个详细介绍

 

总体上屈服强度的计算方法:屈服强度=屈服时载荷/试样的面积。

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工程上采用规定一定的残留变形量的方法,确定屈服强度,常用的标准有三种:

 

第一种是比例极限,应力-应变曲线上符合线性关系的*高应力值,用σP表示,超过σP时,即认为材料开始屈服;第二种是弹性极限,试样加载后再卸载,以不出现残留的永jiu变形为标准,材料能够弹性恢复的*高应力值,用σd表示,超过σd时,即认为材料开始屈服;第三种是屈服强度,以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,用σ0.2或σys表示。

 

上述定义都是以残留变形为依据的,彼此区别在于规定的残留变形量不同。现行国家标准将屈服强度规范为下列三种情况。

 

1)规定非比例伸长应力(σP)试样在加载过程中,标距长度内的非比例伸长量达到规定值(以%表示)的应力,如σP0.01,σP0.05等。

 

σP通常用图解法测定,对有明显弹性直线段的材料,可利用自动记录的载荷-伸长(P-ΔL)曲线。自弹性直线段与伸长轴的交点O起,截取一相应于规定非比例伸长的线段OC(OC=nLeεp,其中n为拉伸图放大倍数,Le为引伸计标距,εp为规定的非比例伸长率),过C点作弹性直线段的平行线CA,交曲线于A点,A点对应的载荷Pp即为所测定的非比例伸长载荷,规定非比例伸长应力由下式计算:

σP=Pp/S0

 

(2)规定残余伸长应力(σr)试样卸载后,其标距部分的残余伸长达到规定比例时的应力,常用的为σr0.2,即规定残余伸长率为0.2%时的应力值。

 

测定σr通常用卸载法,即当卸载后所得残余伸长为规定残余伸长载荷Pr,规定残余伸长应力由下式计算:

σr=Pr/S0

 

(3)规定总伸长应力(σt)试样标距部分的总伸长(弹性伸长与塑性伸长之和)达到规定比例时的应力。应用较多的规定总伸长率为0.5%、0.6%和0.7%,相应地,规定总伸长应力分别记为σt0.5,σt0.6和σt0.7。

 

测定σt也用图解法,操作与测定σP相同,拉伸图横轴放大倍数不小于50倍。在P-ΔL曲线上,自曲线原点O起,截取相应于规定总伸长的线段OE(OE=n·Le·εt,式中εt为规定总伸长率),过E点作纵轴平行线EA交曲线于A点,A点对应的载荷即为规定总伸长的载荷,规定总伸长应力由下式计算:

σt=Pt/S0

 

在上述屈服强度的测定中,σP和σt是在试样加载时直接从应力-应变(载荷-位移)曲线上测量的,而σr则要求卸载测量。由于卸载法测定残余伸长应力σr比较困难,而且效率低,所以,在材料屈服抗力评定中,更趋于采用σP和σt。σt在测试上又比σP方便,而且不失σP表征材料屈服特征的能力,所以,可以用σt,代替σP,尤其在大规模工业生产中,采用σt的测定方法,可以提高效率。

 

对于不连续屈服即具有明显屈服点的材料,其应力-应变曲线上的屈服平台就是材料屈服变形的标志,因此,屈服平台对应的应力值就是这类材料的屈服强度,记作σys按下式计算:

σys=Py/S0

式中Py——为物理屈服时的载荷或下屈服点对应的载荷。

 

屈服强度是应用最多的一个性能指标。因为任何机械零件在工作过程中,都不允许发生过量的塑性变形,所以,机械设计中,把屈服强度作为强度设计和选材的依据。

 

经过以上【科准测控】小编给大家介绍的三种测试屈服强度的标准方法以及屈服强度计算方式,相信大家看完后都有所了解。科准的技术团队还整理了以下资料,如果你也遇到这些问题,例如:屈服强度符号是什么?屈服强度和抗拉强度的关系、单位等,如果你也想了解,欢迎给我们私信或留言!