钢材拉伸实验中,应力－应变曲线变化分那几个阶段?不同阶段钢材受力状态怎样?

Question

钢材拉伸实验中，应力-应变曲线变化分那几个阶段？不同阶段钢材受力状态怎样？

Answer 1

正确答案：

应力-应变曲线中，可明显地看出钢材拉伸变形过程可划分为四个阶段。
　　第Ⅰ阶段：（O→A）弹性阶段
　　OA成一直线。在OA范围内，如卸去拉力，试件能恢复原状，这种性质称为弹性。和A点对应的应力称为弹性极限，用fP表示。OA成直线表明，在这个阶段里，应力与应变的比值为常数。
　　第Ⅱ阶段：（A→B）屈服阶段
　　应力超过A点以后，应力与应变不再成正比关系，这时，如卸去拉力，试件变形不能全部消失，表明已出现塑性变形。拉力继续增加则曲线达到B点，此时钢材似乎不能承受拉力而屈服。故与B点对应的应力成为屈服点，又称屈服强度，用fy表示。
　　屈服强度是钢材的重要指标，是钢材弹性变形转变为塑性变形的转折点，如果钢材在超过屈服强度下工作，将会引起塑性变形。钢材在正常使用情况下，不允许超过屈服点，控制在弹性范围内。
　　第Ⅲ阶段：（B→C）强化阶段
　　钢材应力超过屈服点B以后，变形即迅速发展，进入（B→C）阶段，此阶段尽管钢材尚未破坏。但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值的依据。试件在屈服阶段以后，由于钢材内部组织产生晶格畸变，钢材得到强化，其抵抗塑性变形的能力又重新提高、强化，故称（B→C）为强化阶段。对应于最高点C的应力称为抗拉强度，用fu表示。
　　抗拉强度在结构设计上虽然不能应用，超过抗拉强度钢材会被拉断。但是屈服强度与抗拉强度的比值，即σS/σb却有一定的意义。比值小时，表示结构的安全度大。合理的比值，一般在0.60～0.75范围内。
　　第Ⅳ阶段：（C→D）颈缩阶段
　　应力-应变曲线超过C点以后，变形加快，应力迅速下降，钢材试件断面收缩，在D点被拉断，（C→D）颈缩阶段是钢材从拉伸到破坏的最后阶段。