题目
缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响?如何理解塑性材料的“缺口强化”现象?
缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响?如何理解塑性材料的“缺口强化”现象?
题目解答
答案
答:(1)缺口的第一个效应:缺口造成应力应变集中。缺口越尖,应力集中越大。(2)缺口的第二个效应:缺口改变了缺口前方的应力状态。对于薄板,缺口根部内侧还出现了横向拉应力σx。(3)缺口的第三个效应:产生“缺口强化”现象,缺口使塑性材料得到“强化” 。在有缺口条件下,由于出现了三向应力,试样的屈服应力比单向拉伸时要高,即产生了所谓“缺口强化”现象。我们不能把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段,因缺口“强化”纯粹是由于三向应力约束了材料塑性变形所致。此时材料本身的σs值并未发生变化。
解析
步骤 1：缺口造成应力应变集中
缺口的存在导致材料在缺口处的应力和应变集中，使得局部应力远高于平均应力。缺口越尖锐，应力集中系数越大，应力集中现象越明显。
步骤 2：改变缺口前方的应力状态
缺口的存在改变了缺口前方的应力状态。对于薄板材料，缺口根部内侧还出现了横向拉应力σx，这使得材料在缺口处的应力状态变得更加复杂。
步骤 3：产生“缺口强化”现象
由于缺口处的应力集中和应力状态的改变，塑性材料在缺口处的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了“缺口强化”现象。这种现象并不是材料本身的屈服强度发生了变化，而是由于三向应力约束了材料的塑性变形所致。
缺口的存在导致材料在缺口处的应力和应变集中，使得局部应力远高于平均应力。缺口越尖锐，应力集中系数越大，应力集中现象越明显。
步骤 2：改变缺口前方的应力状态
缺口的存在改变了缺口前方的应力状态。对于薄板材料，缺口根部内侧还出现了横向拉应力σx，这使得材料在缺口处的应力状态变得更加复杂。
步骤 3：产生“缺口强化”现象
由于缺口处的应力集中和应力状态的改变，塑性材料在缺口处的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了“缺口强化”现象。这种现象并不是材料本身的屈服强度发生了变化，而是由于三向应力约束了材料的塑性变形所致。