抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的區(qū)別
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2018-10-09 瀏覽：
材料的拉伸實(shí)驗(yàn)中，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度是非常重要的兩個(gè)值，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度決定了材料是否安全與結(jié)實(shí)，那么兩者到底有哪些區(qū)別呢？下面我們將從概念，原理等角度分別對(duì)比分析一下：
要說(shuō)這兩個(gè)概念，先從材料是如何被破壞的說(shuō)起。任何材料在受到不斷增大或者持續(xù)恒定或者持續(xù)交變的外力作用下，最終會(huì)超過(guò)某個(gè)極限而被破壞。對(duì)材料造成破壞的外力種類(lèi)很多，比如拉力、壓力、剪切力、扭力等。
屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度這兩個(gè)強(qiáng)度，僅僅是針對(duì)拉力而言。這兩個(gè)強(qiáng)度是通過(guò)拉伸試驗(yàn)得出的，是通過(guò)拉力試驗(yàn)機(jī)（一般是萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，可以進(jìn)行各種拉和壓以及彎曲的試驗(yàn)），用規(guī)定的恒定的加荷速率(就是單位時(shí)間內(nèi)拉力的增加量)，對(duì)材料進(jìn)行持續(xù)拉伸，直到斷裂或達(dá)到規(guī)定的破壞程度（比如有些對(duì)接焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)可以不拉斷），這個(gè)造成材料最終破壞的力，就是該材料的抗拉極限載荷。
抗拉極限載荷是一個(gè)力的表述，單位為牛頓（N），因?yàn)榕ｎD是一個(gè)很小的單位，所以，大部分情況下用千牛（KN）的比較多。因?yàn)楦鞣N材料大小不一，所以抗拉極限載荷很難評(píng)判材料的強(qiáng)度。所以，用抗拉極限載荷除以實(shí)驗(yàn)材料的截面積，就得到單位面積的抗拉極限載荷。單位面積上受的力，這是一個(gè)強(qiáng)度的表述，單位是帕斯卡（Pa），同樣，帕斯卡是一個(gè)極小的單位，一般都用兆帕（MPa）來(lái)表述。所以，抗拉極限載荷與實(shí)驗(yàn)材料的截面積之比，就是抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度是材料單位面積上所能承受外力作用的極限。超過(guò)這個(gè)極限，材料將被解離性破壞。
材料受外力破壞示意圖
那什么是屈服強(qiáng)度呢？屈服強(qiáng)度僅針對(duì)具有彈性材料而言，無(wú)彈性的材料沒(méi)有屈服強(qiáng)度。比如各類(lèi)金屬材料、塑料、橡膠等等，都有彈性，都有屈服強(qiáng)度。而玻璃、陶瓷、磚石等等，一般沒(méi)有彈性，這類(lèi)材料就算有彈性，也微乎其微，所以，沒(méi)有屈服強(qiáng)度一說(shuō)。
彈性材料在受到恒定持續(xù)增大的外力作用下，直到斷裂。究竟發(fā)生了怎樣的變化呢？ 首先，材料在外力作用下，發(fā)生彈性形變，遵循胡克定律。什么叫彈性形變呢？就是外力消除，材料會(huì)恢復(fù)原來(lái)的尺寸和形狀。當(dāng)外力繼續(xù)增大，到一定的數(shù)值之后，材料會(huì)進(jìn)入塑性形變期。材料一旦進(jìn)入塑性形變，當(dāng)外力，材料的原尺寸和形狀不可恢復(fù)！而這個(gè)造成兩種形變的的臨界點(diǎn)的強(qiáng)度，就是材料的屈服強(qiáng)度！對(duì)應(yīng)施加的拉力而言，這個(gè)臨界點(diǎn)的拉力值，叫屈服點(diǎn)。從晶體角度來(lái)說(shuō)，只有拉力超過(guò)屈服點(diǎn)，材料的晶體結(jié)合才開(kāi)始被破壞！材料的破壞，是從屈服點(diǎn)就已經(jīng)開(kāi)始，而不是從斷裂的時(shí)候開(kāi)始的！ 弄清楚這兩個(gè)強(qiáng)度怎么來(lái)的了，所以說(shuō)，屈服強(qiáng)度高的材料，能承受的破壞力就大，這是正確的。
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