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屈服點

材料的屈服點是在材料測試過程中通常測量的機械性能。當材料從彈性行為(去除施加的載荷將使材料恢復到其原始形狀)轉變為塑性行為(變形是永久性的)時,就會出現材料的屈服點。在應力/應變曲線上,彈性區域通常表示為曲線中具有恆定斜率的部分。

屈服可以通過多種不同的方式測量,具體取決於材料的類型和所執行的測試類型(拉伸、壓縮等)。測量屈服率的最重要結果是屈服強度和屈服應變,因為這些值通常用於評估材料是否適合某種應用。屈服強度尤為重要,因為需要確定材料是否滿足所需的安全係數 (FoS)。例如,如果工程師正在採購用於電梯電纜的材料,則標準要求FoS至少為10,以確保電纜保證承受最大施加應力的十倍。FoS 是通過將屈服強度除以電纜的有效最大施加應力來確定的。

在測試金屬時,降伏值的計算特別重要。金屬的降伏值通常使用偏移降伏法計算,即繪製一條與彈性模量平行並偏移預定量的線(偏移量以百分比表示,由所使用的 ASTM 或 ISO 標準決定)。對於金屬,降伏值通常在 2% 偏移量處計算。在這種情況下,降伏點被定義為偏移線與應力/應變曲線的交點。這僅適用於表現出連續降伏的金屬,而不適用於非連續降伏的金屬,後者是由於某些合金的局部降伏而產生的現象。

屈服點

 

並非所有材料都表現出屈服率。複合材料和陶瓷在非常低的應變下都會失效,而不會表現出屈服。塑膠和彈性體可以表現出許多不同類型的應力應變曲線,但大多數都屬於以下三類之一,其中只有一類表現出真實、可測量的屈服點。

塑膠和彈性體的屈服性能

A:一種會破裂而不會屈服的脆性材料,例如填充的塑膠材料。

B:一種表現出零斜率曲線的材料,就像許多熱塑性塑料一樣。

C:一種彈性材料,會緩慢增加施加的載荷直到失效,例如矽橡膠。

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