
【化】 tensile strength
抗拉强度(tensile strength)是材料力学中的核心概念,指材料在单向拉伸载荷作用下,断裂前所能承受的最大应力值,单位为兆帕(MPa)或磅每平方英寸(psi)。根据材料科学理论,抗拉强度可通过公式表示为:
$$
sigma{text{max}} = frac{F{text{max}}}{A0}
$$
其中,$F{text{max}}$为试样断裂前的最大拉力,$A_0$为试样原始横截面积。
在工程实践中,抗拉强度是评估金属、塑料、复合材料等结构材料性能的关键指标。例如,建筑钢材的抗拉强度需符合国家标准《GB/T 228.1-2021 金属材料 拉伸试验 第1部分》,而高分子材料则参照国际标准《ISO 527-1:2019》进行测试。研究表明,材料内部的晶格结构缺陷和杂质分布会显著影响其抗拉强度,这一结论在《材料科学与工程基础》教材中有详细阐述。
抗拉强度与屈服强度、延伸率等参数共同构成材料力学性能评价体系,广泛应用于航空航天、汽车制造及土木工程领域。例如,飞机起落架用钛合金的抗拉强度需达到900 MPa以上,以确保安全冗余度(《航空材料手册》。
抗拉强度是材料力学性能的核心指标之一,其定义和特性可综合多个权威来源进行解释:
抗拉强度(Tensile Strength)指材料在拉伸过程中能够承受的最大应力值,即材料断裂前所能达到的最大均匀塑性变形抗力。它反映了材料在静拉伸条件下的极限承载能力。
物理意义
当材料受拉时,在达到抗拉强度前会经历均匀塑性变形;超过该临界值后,材料局部出现缩颈现象(集中变形),最终断裂。对于脆性材料(如铸铁),抗拉强度直接表征其断裂抗力。
工程应用
抗拉强度是工程设计和材料选择的重要依据,用于评估材料在承受拉力时的可靠性,例如桥梁钢索、建筑结构等场景。
测量方法
通过万能材料试验机进行拉伸测试,计算公式为:
$$sigma_b = frac{F_b}{S_0}$$
其中,( sigma_b )为抗拉强度,( F_b )为最大拉力,( S_0 )为试样原始横截面积。
抗拉强度不同于屈服强度:后者是材料开始发生塑性变形的临界应力,而抗拉强度是材料断裂前的最大应力。
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