探秘|从顽强到崩溃的钢铁的一生
大家好，我是团长。
是的，就算是钢铁侠，也不是不可以被打败。
你所崇拜的那一套战甲，也终归不过是一层钢铁。
一力降十会，是这个世界颠破不灭的真理。
本期分享材料力学里的应力应变曲线的知识点。
解读钢铁从顽强到奔溃的一生。
我们来看看典型钢铁材料的生命力曲线。
横坐标可以看成是外界力量的强度，纵坐标看作是钢铁的生命力顽强度。可以看到，在外力不断增加的情况下，钢铁的抵抗力并不是一成不变的，而是一根十分神秘的曲线。
我们用官方的话来解释一下这根【迷之曲线】。
曲线的横坐标是应变，纵坐标是外加的应力。
曲线的形状反应材料在外力作用下发生的脆性、塑性、屈服、断裂等各种形变过程。
这种应力-应变曲线通常称为工程应力-应变曲线，它与载荷-变形曲线外形相似，但是坐标的单位不同。
金属材料具有弹性变形性，若在超过其屈服强度之后 继续加载，材料将发生塑性变形直至破坏。这一过程一般分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形。
我们分开来讲。
在oa线段内，应力与应变成正比，当应力去除后，变形会完全消失，样件将返回原样，oa阶段因此叫做线性弹性变形阶段。在ab线段内，应力应变不呈现正比关系，但仍属于弹性变形范围，撤销外力，样件仍然能返回原样。ab阶段叫做非线性弹性变形阶段。σe 为材料的弹性极限（在b点），表示材料保持完全弹性变形的最大应力。oa阶段为弹性阶段，也称为比例阶段，该阶段的σ与ε满足胡克定律：E称为材料的弹性模量，一般钢材E=210GPa。比例极限σp是应力应变之间服从胡克定律的应力的最大值。注：只有当σ<σp时，σ与ε才服从胡克定律。当σp<σ<σe时，ab段内胡克定律不再成立，但仍为弹性变形。（由于σp、σe一般非常接近，工程实际中通常不对二者作严格区分，而近似的用比例极限代替弹性极限。）当应力超过σe达到某一数值 后，应力与应变之间的直线关系被破坏，应变显著增加，而应力先是下降，然后微小波动，在曲线上出现接近水平线的小锯齿线段，可以近似的人为应力没有增加，而应变显著增加，材料好像失去了抵抗变形的能力。如果卸载，试样的变形只能部分恢复，而保留一部分残余变形，即塑性变形。 屈服阶段曲线的最低点所对应的应力称为屈服强度，以σs表示，也称为材料的屈服点。 工程上一般不允许构建发生塑性变形，并把塑性变形作为材料被破坏的标志，它是塑性材料一个重要指标。 （对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。）
当应力超过屈服极限后，试样发生明显而均匀的塑性变形，若使试样的应变增大，则必须增加应力值，这种随着塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或形变强化。
当应力达到σb时试样的均匀变形阶段即告终止，此最大应力σb称为材料的强度极限或抗拉强度，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力，也表示材料在拉伸破坏之前能承受的最大应力。 在应力到达强度极限值σb之前，变形是整体而均匀的发生的，在应力达到强度极限σb之后，试样开始发生局部的不均匀变形并形成局部缩颈（一般发生在样件比较薄弱的区域，如材质不均匀处或者有微观缺陷处），应力骤降，最后应力达到σf时试样断裂。σf为材料的条件断裂强度，它表示材料对塑性的极限抗力。总结一下：
作为一个CAE工程师，对零件的材料属性进行定义是必备的技能，理解材料的性能，也能更好的帮助我们理解仿真计算的结果。此处省略1万字。
