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什么是拉伸应力

发布时间: 2022-08-11  点击次数: 177次

拉伸应力(σ)是物体对可能将其撕裂的力的抵抗力。它是用所讨论的物体承受的最高张力计算的,没有撕裂,并以牛顿/毫米为单位进行测量。但最初以吨/英寸表示拉伸应力可以定义为沿弹性棒施加的力的大小,其除以杆在垂直于所施加力的方向上的横截面积。拉伸意味着材料处于张力之下,并且有力作用在它上面试图拉伸材料。

 

应力是材料每单位面积的力,因此:

拉伸应力 = 力/横截面积

拉伸应力测量材料的强度;因此,它指的是试图拉开或拉伸材料的力。材料的许多机械性能可以通过拉伸试验来确定。

拉伸应力也可以称为正常应力或张力。当施加的应力小于材料的拉伸强度时,材料将完全或部分恢复到其原始形状和尺寸。当应力接近拉伸强度值时,材料已经开始以可塑性流动并迅速形成一个称为颈部的收缩区域,这是其断裂的点。

拉伸应力加速腐蚀过程,并导致晶间腐蚀和晶间应力引起的钢腐蚀开裂。因此,应力会降低腐蚀钢的机械性能和整体强度。

拉伸应力是施加的载荷倾向于在所施加载荷的轴线上拉伸材料的状态,或者换句话说,它是由拉动材料引起的应力。拉伸应力是与拉伸力或拉伸力相关的直接载荷量,负责材料在所施加载荷轴上的拉伸。具有相等横截面积且在张力中载荷的结构的强度与横截面的形状无关。

加载有张力的材料在材料缺陷位置受到应力集中和几何形状的突然变化,从而加速材料的应变。一些材料可能表现出延展性,并且可以在失效前容忍一定数量的缺陷,而脆性材料可能失效,低于其总材料强度。

拉伸应力是导致膨胀的应力状态。拉伸应力可能会增加,直到拉伸强度极限,这被称为应力的极限状态,并且定义为与拉伸相关的单位面积的力。它由符号σ表示。

 

计算杆中拉伸应力的公式为:拉伸应力 = F / A

拉伸应力会导致应力腐蚀开裂(SCC),这是拉伸应力和腐蚀性环境的综合影响。所需的拉伸应力可以是直接施加应力或残余应力的形式。

 

导致环境开裂的应力可能由以下行为引起:

残余冷作

焊接

研磨

热处理

在服务期间外部应用

 

为了有效,这些应力必须是拉伸的(而不是压缩的)。

控制应力腐蚀的一种方法是消除应力,或至少将其降低到应力腐蚀开裂的阈值应力以下。残余应力可以通过去应力退火来消除,这被广泛用于碳钢。


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