金属材料试验机/电子拉力试验机中应力-应变曲线关系

中应力-应变曲线关系

应力（工程应力或名义应力）σ=P/A，变形（工程应变或名义应变）ε=（L-L。）/L。

 

　　式中，P为载荷；A。为试样的原始截面积；L。为试样的原始标距长度；L为试样变形后的长度。

 

　　这种应力-应变曲线通常称为工程应力-应变曲线，它与载荷-变形曲线相似，只是坐标不同。从此曲线上，可以看出低碳钢的变形过程有如下特点

中应力-应变曲线当应力低于σe 时

应力与试样的应变成正比，应力去除，变形消失，即试样处于弹性变形阶段，σe 为材料的弹性极限，它表示材料保持*弹性变形的zui大应力。

 

　　当应力超过σe 后，应力与应变之间的直线关系被破坏，并出现屈服平台或屈服齿。如果卸载，试样的变形只能部分恢复，而保留一部分残余变形，即塑性变形，这说明钢的变形进入弹塑性变形阶段。σs称为材料的屈服强度或屈服点，对于无明显屈服的塑性材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，又叫名义屈服极限或δ0.2。

中应力-应变曲线当应力超过σs后

试样发生明显而均匀的塑性变形，若使试样的应变增大，则必须增加应力值，这种随着塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或形变强化。当应力达到σb时试样的均匀变形阶段即告终止，此zui大应力σb称为材料的强度极限或抗拉强度，它表示材料对zui大均匀塑性变形的抗力。

中应力-应变曲线在σb值之后

试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈，应力下降，zui后应力达到σk时试样断裂。σk为材料的条件断裂强度，它表示材料对塑性的极限抗力。

 

　

　上述应力-应变曲线中的应力和应变是以试样的初始尺寸进行计算的，事实上，在拉伸过程中试样的尺寸是在不断变化的，此时的真实应力S应该是瞬时载荷（P）除以试样的瞬时截面积（A），即：S=P/A；同样，真实应变e应该是瞬时伸长量除以瞬时长度de=dL/L。下图是真应力-真应变曲线，它不像应力-应变曲线那样在载荷达到zui大值后转而下降，而是继续上升直至断裂，这说明金属在塑性变形过程中不断地发生加工硬化，从而外加应力必须不断增高，才能使变形继续进行，即使在出现缩颈之后，缩颈处的真实应力仍在升高，这就排除了应力-应变曲线中应力下降的假象。