材料压缩时的力学性能在建筑力学中（第3版）

2023-08-26 理论教育版权反馈

【摘要】：一般塑性材料都存在上述情况，但有些塑性材料压缩与拉伸时的屈服点的应力不同，如铬钢、硅合金钢。（二）铸铁的压缩试验图7-22所示为铸铁压缩时的应力-应变曲线。木材是各向异性材料，其力学性能具有方向性，顺纹方向的强度要比横纹方向高得多，而且其抗拉强度高于抗压强度。

（一）低碳钢（塑性材料）的压缩试验

1.试件要求

金属材料（如低碳钢、铸铁等）压缩试验的试件为圆柱形，高为直径的1.5～3倍，如图7-21（a）所示，高度不能太大，否则受压后容易发生弯曲变形。

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图7-21

2.应力-应变图

低碳钢压缩时的应力-应变图如图7-16中的点画线mn，实线为拉伸试验的应力-应变图。比较两者可以看出，在屈服阶段以前，低碳钢拉伸与压缩的应力-应变曲线基本重合，两者的比例极限、屈服极限、弹性模量均相同。但在屈服极限以后，图形与拉伸时则大不相同，受压时σ-ε曲线不断上升，原因是试件的横截面在压缩过程中不断增大，试件由圆柱形变成鼓形，又渐变成饼形，越压越扁[图7-21（b）]，但并不破坏，无法测出强度极限。因此，低碳钢压缩时的一些力学性能指标可通过拉伸试验测定，一般不须做压缩试验。

一般塑性材料都存在上述情况，但有些塑性材料压缩与拉伸时的屈服点的应力不同，如铬钢、硅合金钢。因此，对这些材料还要测定其压缩时的屈服应力。

（二）铸铁（脆性材料）的压缩试验

图7-22所示为铸铁压缩时的应力-应变曲线。整个曲线与拉伸时相似，没有明显的屈服阶段。但压缩时塑性变形比较明显。铸铁压缩时的强度极限为拉伸时的4～5倍。破坏时不同于拉伸时沿横截面，而是沿与轴线大致为45°～55°的斜截面破坏，如图7-22所示。这说明铸铁的压缩破坏是由于抗剪强度低而造成的。由于脆性材料的抗压能力比抗拉能力强，通常用作受压构件，如基础、墩台、柱、墙体等。

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