A-Level物理材料學應力-應變曲線的解讀

2021-01-07 川北在線網

A-Level物理材料學應力-應變曲線的解讀

時間：2016-07-06 17:49   來源：川北在線   責任編輯：青青

川北在線核心提示：固體材料在我們的生活中隨處可見，因此其力學性能，包括其韌性，剛性，可塑性以及抗拉伸性能，抗壓性能等等都具有非常重要的意義。 固體材料在我們的生活中隨處可見，因此其力學性能，包括其韌性，剛性，可塑性以及抗拉伸性能，抗壓性能等等都具有非常重要的意義。而應

　　固體材料在我們的生活中隨處可見，因此其力學性能，包括其韌性，剛性，可塑性以及抗拉伸性能，抗壓性能等等都具有非常重要的意義。

 

　　固體材料在我們的生活中隨處可見，因此其力學性能，包括其韌性，剛性，可塑性以及抗拉伸性能，抗壓性能等等都具有非常重要的意義。而應力-應變曲線是研究材料力學性能的一個重要工具，是一種固體材料非常重要的表徵。在A-Level物理中，對於這方面內容的考察也是非常重視和靈活的，因為我們有必要去理解應力-應變曲線及其應用。

 

　　環球教育上海學校常彩仙老師為大家實例講解如何解讀應變曲線。

 

　　物體由於外因(受力、溼度、溫度場變化等)而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，並試圖使物體從變形後的位置恢復到變形前的位置。在所考察的截面某一點單位面積上的內力稱為應力。機械零件和構件等物體內任一點(單元體)因外力作用引起的形狀和尺寸的相對改變就稱為應變。應變為材料的變形量與其原來大小長度的比值。

　　上圖為應力-應變測試儀，對材料施加不斷加大的應力，直至斷裂為止，其應變也可測量得到，這個變化過程可以用應力-應變曲線表示。曲線的橫坐標是應變，縱坐標是外加的應力。曲線的形狀反應材料在外力作用下發生的脆性、塑性、屈服、斷裂等各種形變過程，是一個材料性能的重要特徵。

　　上圖為一個典型的韌性材料，比如低碳鋼的應力-應變曲線。開始階段ab是直線，應力與應變在此段成正比關係，材料符合胡克定律，直線的斜率就是材料的楊氏模量，直線部分 點所對應的應力稱為材料的比例極限(b)。曲線超過比例極限點後將不符合胡克定律。在ac階段內撤銷外力，變形也隨之消失，說明ac段也發生彈性變形，所以ac段稱為彈性階段。c點所對應的應力值稱為材料的彈性極限。超過彈性極限後，材料將發生塑性形變。

　　從d點開始，應力增加不大而應變在快速增加，材料好像失去了抵抗變形的能力，把這種應力不增加而應變顯著增加的現象稱作屈服，屈服階段曲線開始點所對應的應力稱為屈服點(或屈服極限)。如果應力繼續增加，在試件比較薄弱的某一局部(材質不均勻或有缺陷處)，變形顯著增加，有效橫截面急劇減小，出現了縮頸現象，試件很快被拉斷，稱為縮頸斷裂階段。

 

　　材料斷裂時所對應的應力值稱為材料的抗拉強度(或強度極限)，它是衡量材料強度的又一個重要指標。

 

　　不同的材料對應的應力-應變曲線形狀各不相同，通過曲線可以判斷一種材料的基本性質，比如韌性還是脆性，抗拉伸性能好不好等等。通過理解應力-應變曲線的各個部分，我們會對於材料的性質有更加深入的理解。

 

　　以上是對A-Level應力-應變曲線的簡單分析，更多出國留學資訊敬請關註上海環球教育官方網站。

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