航空材料应力与应变，力学性能检测

1.应力

应力是材料局部的受力集中程度，用于表征材料承受载荷的能力。在工程上，应力被定义为物体受外力作用时，单位截面积上的内力。垂直于截面的内力，称为正应力，以σ表示；平行于截面的内力，称为切应力，以τ表示。必须注意，应力不是“力”的单位，它不能单独地用来表示“力”的作用，而必须通过截面积才能表示“力”的作用。在单轴静拉伸条件下的正应力σ为

式中 F——拉伸载荷；

S₀——垂直于拉伸试样轴向的截面积，一般忽略加载过程中截面面积的变化，而以原始面积S_o计算，此时σ称为条件应力或工程应力。

2.应变

应变是表征物体变形程度的力学参量。在拉伸载荷F作用下，试样将伸长，截面积收缩，因此单位长度（或面积）上的伸长（或收缩）定义为应变。与条件应力相似，应变以条件应变或工程应变表示，即为伸长率A：

式中 F——拉伸载荷；

S₀——垂直于拉伸试样轴向的截面积，一般忽略加载过程中截面面积的变化，而以原始面积S_o计算，此时σ称为条件应力或工程应力。

2.应变

应变是表征物体变形程度的力学参量。在拉伸载荷F作用下，试样将伸长，截面积收缩，因此单位长度（或面积）上的伸长（或收缩）定义为应变。与条件应力相似，应变以条件应变或工程应变表示，即为伸长率A：

式中 l_o——原始标距长度；

l——试样在载荷F作用下的标距长度。

如果用截面积变化表示，则为断面收缩率Z：

式中 l_o——原始标距长度；

l——试样在载荷F作用下的标距长度。

如果用截面积变化表示，则为断面收缩率Z：

式中 S_o——原始截面积；

S——试样断后截面积。

在颈缩以前，根据体积不变的原则，可得伸长率A与断面收缩率Z的关系：

式中 S_o——原始截面积；

S——试样断后截面积。(www.xing528.com)

在颈缩以前，根据体积不变的原则，可得伸长率A与断面收缩率Z的关系：

3.真应力

在拉伸过程中，试样的截面积是逐渐变小的。用载荷F除以试样的瞬时截面积S，称为真应力，用σ_t表示为

3.真应力

在拉伸过程中，试样的截面积是逐渐变小的。用载荷F除以试样的瞬时截面积S，称为真应力，用σ_t表示为

由于，所以真应力与条件应力之间的关系为

由于，所以真应力与条件应力之间的关系为

4.真应变

在轴向加载过程中，瞬间标距l与原始标距l_o之比的自然对数称为真应变。即当负荷增加dF时，试样伸长dl，则此时的瞬时真应变为dl/l_o，其表达式为

4.真应变

在轴向加载过程中，瞬间标距l与原始标距l_o之比的自然对数称为真应变。即当负荷增加dF时，试样伸长dl，则此时的瞬时真应变为dl/l_o，其表达式为

同样，如用截面积的变化表示，则真应变为

同样，如用截面积的变化表示，则真应变为

真应变与条件应变的关系为

真应变与条件应变的关系为

5.应力-应变的关系

材料的应力与应变关系是表征材料在不同受力状态下的力学行为，通常用应力-应变曲线来表达，它是力学性能中最基本、最重要的力学行为特性。例如从应力-应变曲线上，可以直接测出金属材料拉伸、压缩、扭转、剪切等力学性能的各项指标，如弹性模量E、屈服强度、断裂强度、和塑性等。应力-应变曲线按其静、动态可分为静态应力-应变曲线和动态应力-应变曲线。前者称为单调应力-应变曲线，或全范围应力-应变曲线（参见第5章5.1.1节）；后者称为循环应力-应变曲线，详见第12章12.1.3节。

5.应力-应变的关系

材料的应力与应变关系是表征材料在不同受力状态下的力学行为，通常用应力-应变曲线来表达，它是力学性能中最基本、最重要的力学行为特性。例如从应力-应变曲线上，可以直接测出金属材料拉伸、压缩、扭转、剪切等力学性能的各项指标，如弹性模量E、屈服强度、断裂强度、和塑性等。应力-应变曲线按其静、动态可分为静态应力-应变曲线和动态应力-应变曲线。前者称为单调应力-应变曲线，或全范围应力-应变曲线（参见第5章5.1.1节）；后者称为循环应力-应变曲线，详见第12章12.1.3节。