仿真必懂：实用力学知识大汇总！

工程应力与工程应变    

    依据构件原始尺寸计算的应力和应变称为工程应力和工程应变。材料试验得到的应力应变数据一般为工程应力和工程应变。

(断后)伸长率

    用试样断裂后测得的距离减去试验前两标记之间的距离，由此所得的长度变化给出一个应变值，采用该应变值便可确定断裂后的伸长率。

    需要强调，当试样断裂后，应力下降到零时，弹性应变就消失了，因而该伸长率是塑性应变。

(断面)收缩率

    断面收缩率，称为%RA，通过将试样断裂后的横截面面积与原始横截面面积相比较而得到。

应变强化

    应力-应变曲线在屈服后继续上升称为应变强化(硬化)阶段。抗拉强度与屈服强度的比值称为应变强化比。对于金属材料而言，这个比值在大约1.4以上时被认为是相对较高的，而这个比值在1.2以下时被认为是相对较低的。

常用金属材料的力学性能

    工程金属材料的强度和塑性变化范围非常大，从下表可以看出。

真实应力与真实应变

    对于塑性材料，通过拉伸试验所获得的真实应力-应变曲线明显不同于工程应力-应变曲线。图4.18给出了一个很好的例子。

   

    真实应变和工程应变的关系如下：

   

    假设材料变形前后体积不变，真实应力和工程应力的关系如下：

   

    需要注意，当材料出现缩颈，工程应变是不均匀变形区的平均值，所以不能用于以上公式计算真实应变和真实应力。并且以上应力转化公式基于体积不变假设，所以不适用于小应变场景。

Bridgman修正

    当拉伸试验后期出现大量缩颈时，对于拉伸试验结果的分析尤为复杂。P.W.Bridgman在1944年指出，大量缩颈会导致在缩颈区周围产生环向拉应力。因而应力状态不再是假定的单向应力状态，而且材料的力学行为会受影响。尤其是轴向应力会增加，要大于原来未缩颈的情况。所以需要对真实应力进行修正。

总结