「材料的强度」机械设计中必不可少的 '许用应力' 是什么？

本文介绍一下在机械设计中的基础知识——许用应力；

一、什么是材料的强度？

先了解一下弹性变形和塑性变形，所谓弹性变形就是撤去外力可以恢复原状，而塑性变形是撤去外力后无法恢复原状；

在设计过程中，我们应用的强度应该是 '撤去外力可以恢复原状的强度' ，即材料仅发生了弹性变形；

二、应力-应变图；

在验证金属材料的强度时，一般需要进行 '拉伸试验' ，即通过将材料上下拉动直至断裂的试验来确认伸长率和拉力之间的关系，其测试结果由应力-应变图来表示，如下图；

应力σ是作用在单位面积上的力 (P/S)，应变是变形长度 Δl 除以原始长度 l；

在弹性变形区域，应力和应变成正比关系；如果继续施力，材料将进入塑性变形区域；在进入塑性变形区域后，材料先慢慢变硬，即使增大施力也不容易发生变形；当达到抗拉强度最大值后，所需的外力会有所减小，直到材料最终断裂；

在弹性变形区内，材料发生线性变形，撤掉外力后材料会恢复到原来的形状；

在塑性变形区撤掉外力后，弹性变形区的变化量立即恢复，但塑性变形区的变形量不能恢复；

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