
【化】 notched tensile strength
breach; gap; indentation; jag; nick; separation
【化】 gap; nick; notch; slot
【醫】 incisio; incision
【化】 tensile strength
缺口抗拉強度(Notch Tensile Strength)是材料力學領域的重要參數,指含有預制缺口的材料試樣在單向拉伸載荷作用下發生斷裂時的最大應力值。該指标反映了材料在應力集中條件下的抗斷裂能力,常用于評估金屬、複合材料等工程材料的韌性。
根據國家标準GB/T 228.1-2021《金屬材料 拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法》[中國國家标準化管理委員會],缺口抗拉強度的測試需采用特制缺口試樣(通常為V型或U型缺口),通過萬能試驗機加載直至斷裂。計算公式為: $$ sigma{nt} = frac{F{max}}{A0} $$ 其中$sigma{nt}$為缺口抗拉強度,$F_{max}$為最大載荷,$A_0$為試樣原始橫截面積。
該參數的工程應用主要體現在三個方面:
需要特别說明的是,缺口抗拉強度與常規抗拉強度的比值(稱為缺口敏感系數)可作為材料脆性傾向的判定依據。根據《金屬學原理》(徐祖耀著)的論述,該系數小于1時表明材料對應力集中敏感,大于1則說明材料具備良好的缺口韌性。
缺口抗拉強度是材料在存在缺口(人為制造的幾何不連續結構,如V型或U型切口)時,抵抗拉伸載荷直至斷裂的能力。它通過拉伸試驗中試樣的最大載荷與缺口處原始截面積的比值計算得出,單位為MPa。以下是詳細解釋:
缺口抗拉強度反映了材料在應力集中條件下的抗斷裂性能。與普通抗拉強度不同,缺口會導緻局部應力顯著升高,使材料更易在缺陷處發生斷裂。
指标 | 普通抗拉強度 | 缺口抗拉強度 |
---|---|---|
試樣狀态 | 光滑無缺口 | 預制缺口 |
應力分布 | 均勻分布 | 缺口處應力集中 |
數值關系 | 通常較高 | 因應力集中效應,數值較低 |
缺口抗拉強度($σ{nt}$)的計算公式為: $$ σ{nt} = frac{F_{text{max}}}{A0} $$ 其中,$F{text{max}}$為最大拉伸載荷,$A_0$為缺口處原始截面積。
如需更深入的力學分析(如應力集中系數),可參考材料力學相關文獻或标準測試方法(如ASTM E8)。
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