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若对试件预先施加轴向拉力，使之达到强化阶段，然后卸载，则再加负载时，试件在弹性范围内所能承受的最大负载将增大，这称为材料的冷作硬化现象，这可用来提高材料在弹性范围内所能承受的最大负载。 （4）应力—应变曲线或σ—ε曲线 (图5)
比例极限：A点以下，应力和应变成正比，符合虎克定律 σp 弹性极限：弹性阶段最高点B，是卸载后不发生塑性变形的极限 σe
σp 与 σe 数值相差不多，可统称弹性极限。
屈服极限：屈服阶段σ有幅度不大的波动，最高点C应力为屈服高限，D点为屈服低限。从试验结果可知，屈服低限较为稳定，故称为屈服极限 σs
强度极限：强化阶段的G点为最高点，此点应力达到最大值，称为强度极限 σb
对低碳钢来讲，极限应力：σs，σb是衡量材料强度的两个重要指标。 延伸率：??L?L1×100% (L＝10d时) L L1 拉断后的杆长； L 原长
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E 材料名称 牌号 GPa 低碳钢 中碳钢 Q235 200-210 45 209 200 σs MPa 240 360 σb MPa 400 610 δ5% (L＝5d时) 25-27 16 19-21 低合金钢 16Mn 290-350 480-520 泊桑比 μ 横向线应变ε/，在应力不超过比例极限σp时，它与纵向线应变的绝对值之比为一常数。
?' μ＝︱︱
?3 术语和公式
(1) 挠度：轴线上的点在垂直于X轴方向的线位移υ称为该点的挠度。横截面绕其中性轴转动的角度θ称为该截面的转角。(图6)
(2) 梁(把钢板当成两端被固定支撑的梁)在弯曲时，在横截面上既有拉应力也有压应力，在中性轴为对称轴时，拉压应力在数值上相等。 (3) 弯应力： σmax＝
M WZ 1 πd3 321对矩形截面 抗弯矩 WZ＝ bh2 (图7)
6对圆形截面 抗弯矩 WZ＝
三 经验公式
外壳的强度问题，归根结底是外壳壁厚的计算，
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按照GB3836的有关规定，爆炸压力若以静压力考虑，对Ⅰ类ⅡA和ⅡB产品的外壳为1MPa ；ⅡC为1.5MPa。
受内压操作的筒体外壳壁厚的计算：
??式中：
230?????PPDe?C
δ：筒壁厚 mm P： 容器工作压力 MPa De：容器内径 mm φ： 焊缝强度系数
De＝400-500mm 采用人工单面焊接取 φ＝0.7 De≥600mm 采用人工双面焊接取 φ＝0.95 [σ]：许用拉伸应力 [σ]＝σb/n
σb材料的强度极限 σb＝380-400 MPa (Q235) n：安全系数取3.5
C：为弥补钢板负公差所增加的厚度
钢板厚度在20mm以下取C＝1；厚于20mm取C＝0
这一公式是大容器的经验公式，在防爆电器中壁厚大于20mm的很少，所以系数C要酌情考虑。
四 大型矩形外壳的计算基础 1 考虑材料塑性时梁的极限弯矩
一般的计算考虑材料是在弹性范围内工作，我们需要要进一步研究材料在受到弯曲时的最大正应力达到材料屈服极限以后的弯曲问题。
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纯弯曲时，梁的容许弯矩 [W]＝W×[σ] *
由以下分析可知，对于塑性材料制成的梁，以此[W]为梁的容许弯矩在强度方面尚未发挥材料的潜力。
把低碳钢的σ—ε曲线简化
(1) 当应力不超过σS时，材料符合虎克定律； (2) 拉伸、压缩时的弹性模量相等，σS也相等；(图8) (3) 应力达到σS后，应变在此应力下增加，当外 力大到一定时，距中性轴最远的应力为 σmax＝σS 此时MS＝σS×W，这即(*)式所允许的最大弯矩， 此时，材料并无塑性变形。(图9)
当外力继续增加，横截面上的正应力将按σS值 逐渐向中性轴发展，最后，全部达到σS，此时 的弯矩，就是考虑材料塑性时的极限弯矩 Mjx，(图10) 此时横截面上各点均发生塑性变形，在不增加外 力的情况下，整个梁将继续变形，前已说，由于 卸载规律，材料发生强化作用，实际的Mjx比理想值 要大。
具体分析一下Mjx的变化。 按静力平衡条件，整个横截面上的法向内所有元素所 组成的合力N＝0 (图11) N＝?
A1
σSdA＋?Aa (-σS)dA＝0
得 A1＝Aa A1：受拉面积 Aa：受压面积
N＝0 也是确定中性轴位置的条件，在此条件下，法向内力元素所组成的力偶矩就
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是梁的极限弯矩Mjx
Mjx＝?A1yσSdA＋?A1
Aa (-y)(-σS)da y dA]
＝σS[?ydA＋?Aa ＝σS(S1＋Sa)
对于具有水平对称轴的横截面S1＝Sa＝S；
S1＋Sa＝2S
S为半个横截面的面积对中性轴的面积矩 ∴ Mjx＝σSWS WS＝2S WS 为塑性抗弯截面模量 (cm3) 对于矩形截面 (图12)
hhbh2Ah S＝×＝b××＝
82424bh2 ∴ WS＝2S＝
4 将 Mjx＝σSWS 与 M＝σSW 相比较得：
MjxM＝
WS W 对不同的截面形状Mjx/M的比值不同，但都大于1，
所以，在考虑材料塑性时梁的容许弯矩[Mjx]也就相应地会比[M]有所增大。见下表：
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隔爆外壳的设计（供参考）
