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什么是屈服强度?

发布时间: 2022-08-12  点击次数: 324次

屈服强度是指可以在材料中产生的最大应力的指示,而不会引起塑性变形。它是材料表现出变形的应力,是弹性极限的实际近似值。

在工程结构设计中,屈服强度非常重要。例如,在设计组件时,它必须支撑使用过程中产生的力,并且组件不得在可塑性上变形。换句话说,应该选择具有足够屈服强度的材料。

由于它表示在不引起变形的情况下可以施加的力的上限,因此屈服强度通常用于计算机械零件中的最大允许载荷。对于各种材料,已经建立了各种屈服标准。

然而,当材料受到应力时,它会以可以恢复的方式变形。材料的屈服强度是应力,其变形后变为塑性。任何由大于屈服强度的应力引起的变形都是不可逆的。由于弹性变形的线性,屈服强度也称为无偏差可以达到的最大应力。应力和应变成比例关系。在此点之后可以观察到宽变形,而施加的载荷几乎没有增加。屈服强度以 N/m2 或帕斯卡表示。

在设计组件时,了解材料的屈服强度非常重要,因为它通常表示可以施加的载荷的上限。屈服强度对于控制许多材料的生产技术非常重要,例如锻造,轧制或压制。

拉伸试验用于评估材料的屈服强度。测试结果绘制在应力-应变曲线上。材料的屈服强度是应力-应变曲线偏离比例的应力。

在设计应用中,屈服强度通常用作可施加到材料上的允许应力的上限。在需要高应力和高载荷下保持精确尺寸公差的材料应用中,这一点尤其重要。通过改变位错密度、杂质水平和晶粒尺寸(在结晶材料中),可以微调材料的屈服强度。对于没有明确屈服点的材料,屈服强度通常表示为产生原始尺寸0.2%的变形的应力,称为0.2%屈服应力。

屈服强度的值在结构的构造中很重要,使得结构能够在正常工况下在弹性区域中发挥作用。然而,当面对意外的冲击载荷(如爆炸,火灾或自然灾害,如地震)时,材料的塑料区域变得至关重要,因为在这种情况下,材料吸收的大部分能量主要由塑料区域贡献。因此,具有更高的韧性意味着材料能够在更长的时间内承受这种不可预见的载荷,以便为执行安全措施留出更多时间。

通常,屈服强度随应变速率而增加,并随温度而降低。当后者不是这种情况时,据说该材料表现出屈服强度异常,这是高温合金的典型特征,并导致它们在高温下需要高强度的应用中使用。屈服强度异常也称为“屈服应力异常"。通常很难确定屈服开始的确切点,这就是为什么在实践中使用证明应力的原因。这是应力被认为产生一定量应变的地方,这用于定义屈服强度。


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