拉伸應(yīng)力(σ)是物體對(duì)可能將其撕裂的力的抵抗力。它是用所討論的物體承受的最高張力計(jì)算的,沒(méi)有撕裂,并以牛頓/毫米為單位進(jìn)行測(cè)量。但最初以噸/英寸表示拉伸應(yīng)力可以定義為沿彈性棒施加的力的大小,其除以桿在垂直于所施加力的方向上的橫截面積。拉伸意味著材料處于張力之下,并且有力作用在它上面試圖拉伸材料。
應(yīng)力是材料每單位面積的力,因此:
拉伸應(yīng)力 = 力/橫截面積
拉伸應(yīng)力測(cè)量材料的強(qiáng)度;因此,它指的是試圖拉開(kāi)或拉伸材料的力。材料的許多機(jī)械性能可以通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)確定。
拉伸應(yīng)力也可以稱為正常應(yīng)力或張力。當(dāng)施加的應(yīng)力小于材料的拉伸強(qiáng)度時(shí),材料將*或部分恢復(fù)到其原始形狀和尺寸。當(dāng)應(yīng)力接近拉伸強(qiáng)度值時(shí),材料已經(jīng)開(kāi)始以可塑性流動(dòng)并迅速形成一個(gè)稱為頸部的收縮區(qū)域,這是其斷裂的點(diǎn)。
拉伸應(yīng)力加速腐蝕過(guò)程,并導(dǎo)致晶間腐蝕和晶間應(yīng)力引起的鋼腐蝕開(kāi)裂。因此,應(yīng)力會(huì)降低腐蝕鋼的機(jī)械性能和整體強(qiáng)度。
拉伸應(yīng)力是施加的載荷傾向于在所施加載荷的軸線上拉伸材料的狀態(tài),或者換句話說(shuō),它是由拉動(dòng)材料引起的應(yīng)力。拉伸應(yīng)力是與拉伸力或拉伸力相關(guān)的直接載荷量,負(fù)責(zé)材料在所施加載荷軸上的拉伸。具有相等橫截面積且在張力中載荷的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與橫截面的形狀無(wú)關(guān)。
加載有張力的材料在材料缺陷位置受到應(yīng)力集中和幾何形狀的突然變化,從而加速材料的應(yīng)變。一些材料可能表現(xiàn)出延展性,并且可以在失效前容忍一定數(shù)量的缺陷,而脆性材料可能失效,低于其總材料強(qiáng)度。
拉伸應(yīng)力是導(dǎo)致膨脹的應(yīng)力狀態(tài)。拉伸應(yīng)力可能會(huì)增加,直到拉伸強(qiáng)度極限,這被稱為應(yīng)力的極限狀態(tài),并且定義為與拉伸相關(guān)的單位面積的力。它由符號(hào)σ表示。
計(jì)算桿中拉伸應(yīng)力的公式為:拉伸應(yīng)力 = F / A
拉伸應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC),這是拉伸應(yīng)力和腐蝕性環(huán)境的綜合影響。所需的拉伸應(yīng)力可以是直接施加應(yīng)力或殘余應(yīng)力的形式。
導(dǎo)致環(huán)境開(kāi)裂的應(yīng)力可能由以下行為引起:
殘余冷作
焊接
研磨
熱處理
在服務(wù)期間外部應(yīng)用
為了有效,這些應(yīng)力必須是拉伸的(而不是壓縮的)。
控制應(yīng)力腐蝕的一種方法是消除應(yīng)力,或至少將其降低到應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的閾值應(yīng)力以下。殘余應(yīng)力可以通過(guò)去應(yīng)力退火來(lái)消除,這被廣泛用于碳鋼。
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