
【化】 tensile strength
抗拉強度(tensile strength)是材料力學中的核心概念,指材料在單向拉伸載荷作用下,斷裂前所能承受的最大應力值,單位為兆帕(MPa)或磅每平方英寸(psi)。根據材料科學理論,抗拉強度可通過公式表示為:
$$
sigma{text{max}} = frac{F{text{max}}}{A0}
$$
其中,$F{text{max}}$為試樣斷裂前的最大拉力,$A_0$為試樣原始橫截面積。
在工程實踐中,抗拉強度是評估金屬、塑料、複合材料等結構材料性能的關鍵指标。例如,建築鋼材的抗拉強度需符合國家标準《GB/T 228.1-2021 金屬材料 拉伸試驗 第1部分》,而高分子材料則參照國際标準《ISO 527-1:2019》進行測試。研究表明,材料内部的晶格結構缺陷和雜質分布會顯著影響其抗拉強度,這一結論在《材料科學與工程基礎》教材中有詳細闡述。
抗拉強度與屈服強度、延伸率等參數共同構成材料力學性能評價體系,廣泛應用于航空航天、汽車制造及土木工程領域。例如,飛機起落架用钛合金的抗拉強度需達到900 MPa以上,以确保安全冗餘度(《航空材料手冊》。
抗拉強度是材料力學性能的核心指标之一,其定義和特性可綜合多個權威來源進行解釋:
抗拉強度(Tensile Strength)指材料在拉伸過程中能夠承受的最大應力值,即材料斷裂前所能達到的最大均勻塑性變形抗力。它反映了材料在靜拉伸條件下的極限承載能力。
物理意義
當材料受拉時,在達到抗拉強度前會經曆均勻塑性變形;超過該臨界值後,材料局部出現縮頸現象(集中變形),最終斷裂。對于脆性材料(如鑄鐵),抗拉強度直接表征其斷裂抗力。
工程應用
抗拉強度是工程設計和材料選擇的重要依據,用于評估材料在承受拉力時的可靠性,例如橋梁鋼索、建築結構等場景。
測量方法
通過萬能材料試驗機進行拉伸測試,計算公式為:
$$sigma_b = frac{F_b}{S_0}$$
其中,( sigma_b )為抗拉強度,( F_b )為最大拉力,( S_0 )為試樣原始橫截面積。
抗拉強度不同于屈服強度:後者是材料開始發生塑性變形的臨界應力,而抗拉強度是材料斷裂前的最大應力。
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