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脆性材料与塑性材料的应力应变曲线有何区别?

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脆性材料与塑性材料的应力应变曲线有以下主要区别:

变形特性

脆性材料:在拉伸断裂前不产生塑性变形或塑性变形不明显,仅发生弹性变形,在最高载荷点处断裂,形成平断口,断口平面与拉力轴线垂直。这类材料通常没有明显的屈服阶段,压缩极限远大于拉伸极限。

塑性材料:在拉伸断裂前会发生明显的塑性变形,包括均匀伸长和颈缩现象。其应力-应变曲线可分为弹性变形阶段、屈服阶段、应变强化或加工硬化阶段、缩颈阶段和断裂阶段。断裂后形成杯状断口。

应力-应变曲线形态

脆性材料:应力-应变曲线在拉伸和压缩过程中都看不到明显的屈服阶段,呈现为直线或近似直线,压缩断裂呈现倾斜的断裂面。

塑性材料:应力-应变曲线在弹性变形阶段后出现明显的屈服阶段,拉伸与压缩的屈服极限接近,拉伸断裂形成颈缩,压缩不会断裂,只会变粗。

能量吸收

脆性材料:在破坏时吸收的能量较少,冲击功较小。

塑性材料:在破坏时吸收的能量较多,冲击功较大。

应用领域

脆性材料:由于其较高的抗压强度和较低的抗拉强度,通常用于受压构件,如混凝土、石材和陶瓷等。

塑性材料:由于其较高的抗拉强度和较好的塑性,通常用于受拉杆件,如钢材和铝合金等。

总结:脆性材料与塑性材料在应力应变曲线上的主要区别在于脆性材料没有明显的塑性变形阶段,而塑性材料有明显的屈服和塑性变形阶段。这些区别使得它们在不同的工程应用中有不同的表现和适用性。