屈服强度的计算方法
来源：天氏库力 发布日期
2018-07-09 浏览：
屈服强度是工程材料中常用来代表产品性能的重要指标，屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力，通俗点讲就是每种产品都存在一个极限破坏值，当产品受到大于此极限的外力作用，将会使其永久失效，没法恢复。这个压强就叫做屈服强度。那么屈服强度是如何计算的呢？本文将为大家作一个详细介绍：
总体上屈服强度的计算方法：屈服强度=屈服时载荷/试样的面积。
工程上采用规定一定的残留变形量的方法，确定屈服强度，常用的标准有三种：
第一种是比例极限，应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力值，用σP表示，超过σP时，即认为材料开始屈服；第二种是弹性极限，试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值，用σd表示，超过σd时，即认为材料开始屈服；第三种是屈服强度，以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2％残留变形的应力作为屈服强度，用σ0.2或σys表示。
上述定义都是以残留变形为依据的，彼此区别在于规定的残留变形量不同。现行国家标准将屈服强度规范为下列三种情况。
（1）规定非比例伸长应力（σP） 试样在加载过程中，标距长度内的非比例伸长量达到规定值（以％表示）的应力，如σP0.01，σP0.05等。
σP通常用图解法测定，对有明显弹性直线段的材料，可利用自动记录的载荷-伸长（P-ΔL）曲线。自弹性直线段与伸长轴的交点O起，截取一相应于规定非比例伸长的线段OC（OC＝nLeεp，其中n为拉伸图放大倍数，Le为引伸计标距，εp为规定的非比例伸长率），过C点作弹性直线段的平行线CA，交曲线于A点，A点对应的载荷Pp即为所测定的非比例伸长载荷，规定非比例伸长应力由下式计算：
σP ＝Pp／S0
（2）规定残余伸长应力（σr） 试样卸载后，其标距部分的残余伸长达到规定比例时的应力，常用的为σr0.2，即规定残余伸长率为0.2％时的应力值。
测定σr通常用卸载法，即当卸载后所得残余伸长为规定残余伸长载荷Pr，规定残余伸长应力由下式计算：
σr＝Pr／S0
（3）规定总伸长应力（σt） 试样标距部分的总伸长（弹性伸长与塑性伸长之和）达到规定比例时的应力。应用较多的规定总伸长率为0.5％、0.6％和0.7％，相应地，规定总伸长应力分别记为σt 0.5，σt 0.6和σt 0.7。
测定σt也用图解法，操作与测定σP相同，拉伸图横轴放大倍数不小于50倍。在P-ΔL曲线上，自曲线原点O起，截取相应于规定总伸长的线段OE（OE＝n·Le·εt，式中εt为规定总伸长率)，过E点作纵轴平行线EA交曲线于A点，A点对应的载荷即为规定总伸长的载荷，规定总伸长应力由下式计算：
σt＝Pt／S0
在上述屈服强度的测定中，σP和σt是在试样加载时直接从应力-应变（载荷-位移）曲线上测量的，而σr则要求卸载测量。由于卸载法测定残余伸长应力σr比较困难，而且效率低，所以，在材料屈服抗力评定中，更趋于采用σP和σt。σt在测试上又比σP方便，而且不失σP表征材料屈服特征的能力，所以，可以用σt，代替σP，尤其在大规模工业生产中，采用σt的测定方法，可以提高效率。
对于不连续屈服即具有明显屈服点的材料，其应力-应变曲线上的屈服平台就是材料屈服变形的标志，因此，屈服平台对应的应力值就是这类材料的屈服强度，记作σys按下式计算：
σys＝Py／S0
式中 Py——为物理屈服时的载荷或下屈服点对应的载荷。
屈服强度是应用最广的一个性能指标。因为任何机械零件在工作过程中，都不允许发生过量的塑性变形，所以，机械设计中，把屈服强度作为强度设计和选材的依据。
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