比例极限(proportionallimit)在弹性变形阶段,金属材料所承受的和应变保持正比的最大应力,称为比例极限。应力小于比例极限时,应力一应变呈线性关系,材料处于弹性阶段。由于比例极限很难测定,所以常采用发生很微小的塑性变形量的应力值来表示,称为规定比例极限,用p表示,单位为帕斯卡。
基本介绍
比例极限是保证金属弹性变形按线性正比关系变化的最大抗力指标。生产中有许多在弹性状态下工作的机件,要求在承受负荷时其变形和负荷间维持严格的正比关系。如测力计的弹簧就依靠弹性变形应力与应变成正比关系来显示负荷的大小。炮筒为保证每发炮弹弹道的正确性,也要求每发炮弹通过炮筒所引起的炮筒内壁的弹性变形严格遵守正比关系。显然,制造这些零件的材料应该以能够保持弹性变形按正比变化的最大抗力(即比例极限)作为失效抗力指标。只有在能精确自动记录的负荷形变曲线上,找出刚刚偏离直线段的那一点所标志的负荷F,然后将F除以试样的截面积才能得到真正的比例极限。然而这样做要求负荷变形曲线必须足够大,否则误差很大。特别是不同单位人员测量时,因所使用的测量设备精度不同,结果误差可能很大。为此,国标GB22876中规定:在应力应变曲线上的切线与应力轴夹角的正切值(图1中的)已较其在直线部分与应力轴夹角的正切值()增加50时。切点所对应的应力值即为规定比例极限。
比例极限的计算
图2拉伸曲线中的op段为弹性变形阶段,在负荷p去除后,伸长量完全消失,试棒完全恢复原状,而且负荷p与伸长量为线性关系,即在p点以下时,p与成比例增加,超过p点,不再成单一的线性关系。p点的应力,即是能保持负荷p与伸长量成比例增长的最大应力,称为比例极限。
式中比例极限,单位为MPa(兆帕);
试样原始截面积;
p点时的负荷。
由于比例极限很难测定,所以常...
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