金属的拉伸实验

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1、实验1金属的拉伸实验一、实验目的测定低碳钢在拉伸过程中几个力学性能指标：屈服极限σs，强度极限σb，断后伸长率δ和断面收缩率Ψ；观察低碳钢在拉伸过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P-△L曲线的特征；观察低碳钢拉伸试样断口特征；掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。二、实验原理材料的力学性能反映了材料受力后变形及破坏的特性，而力学性能只有通过试验才能得到。拉伸实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。金属的力学性能如：强度极限、屈服极限、伸长率、断面收缩率等指标均是由拉伸破坏实验确定的。图1-

2、1低碳钢拉伸应力-应变曲线低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线。用准确的拉伸曲线可直接换算出应力应变曲线。低碳钢的P-△L（σ-ε）曲线是一个典型的形式，整个拉伸变形试验依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段。O到a为弹性阶段，b-c为屈服阶段，b点所对应的应力值称为屈服极限。确定屈服载荷Ps时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。测力显示系统第一次下降的最小载荷即为屈服载荷，继续加载，测得最大载荷Pb（e点）。试件达到最大载荷前，伸长变形在标距范围内是均匀分布的。从最大载荷开始，产生局部伸长和颈缩。

3、颈缩出现后，截面面积迅速减小，继续拉伸所需的载荷也变小了，直到f点断裂。三、实验仪器设备及材料WDW-T100微机控制电子万能试验机；游标卡尺；材料：20#钢。试件：矩形截面试样，示意图如图1-2所示。本实验取L0=40mm。图1-2矩形横截面试样其中，a0为试样原始厚度；b0为试样平行长度的原始宽度；L0为原始标距；Lc为平行长度；Lt为试样总长度；S0为平行长度的原始横截面积；1代表夹持部分。四、实验步骤1.试件准备。在试件上用铅笔在平行试验段中部划出长度为l0=40mm的标距线，并把它分成十等份。在标距的两端及中部三个位置

4、上，沿两个相互垂直方向分别测量试样宽度和厚度，然后计算各横截面的面积，再取三者中的最小值为试件的A0。2.夹具安装或检查。常规拉伸试验辅具如图1-3所示：由固定螺母1、连接销4、调节手柄5、钳口6、钳口压板7、固定螺钉8、安装底座9、定位销10和螺钉11组成。上下夹具体是通过连接销4分别和万向节13及安装底座连接，万向节13由连接杆12和传感器2连接，用固定螺母1紧定。安装底座则通过螺钉11固定在工作台上，并通过定位销10定位。钳口的更换应首先讲钳口压板7和固定螺钉8拧下，然后换上需要的钳口。钳口装好后，必须将钳口压板和固定螺钉

5、固定牢靠，以防出现故障。装夹试样时，应先把试样的上端装在上钳口内，试样在钳口内的夹持长度不得小于钳口长度的三分之二。旋转手柄5即可使钳口张开或闭合，当夹持试样时，一定要用力把试样夹紧、当上试样夹持完毕以后，再使移动横梁下降到适当位置，把试样下端夹牢。图1-3常规拉伸试验辅具3．拉伸试验电气系统的操作：（1）打开计算机，启动Windows后，在桌面上点击“TensonTest”图标进入试验主界面，选择适当的速度，利用“上升”、“下降”、“停止按钮”调整横梁位置（也可用主机上的手控器操作），装夹好试样。试样两端夹持部分至少2/3长度

6、被夹具夹紧为宜。（2）在数据板下拉菜单中选择所需试验的方法，点击“新建”图标建立数据库记录，输入试样信息，关闭数据板。（3）将左上角的“拉”“压”切换按钮选择为“拉”；若需要断裂自动停机时，则须按下左上角的“破型判断”按钮；传感器档位选择最小档即可。（4）选择适当的控制方式和加载速度。本次试验选用“金属拉伸”方式，并且应在“分析设置”中预先设置分析方法；并且试验时按下“闭环控制”按钮选用闭环控制。经指导老师检查后，点击“开始”按钮，试验自动进行，待试样断裂后，自动停机。试验中仔细观察拉伸过程，直到断裂。（5）打开数据板，查看试验

7、结果。4.试件拉断后，取下试件，将断裂两段尽量对紧在一起，用游标卡尺测量拉断后的标距Lu和颈缩断口处的最小直径d1(测量互相垂直的两个方向，取其平均值）填入表1-1内。观察试件的破坏断口形状，分析破坏原因。5.试验结束后，存储数据和试验曲线图。6.一个试验完成后，再点下一个试样或再建一条记录，输入信息以及尺寸后，关闭数据板；在控制板点击“复位”，停机后清零，再按“开始”进行试验。7.工具复原，经指导教师检查后关软件，关闭试验机电源。五、实验结果将实验结果填入表1。表1实验数据记录表实验前实验后原始标距断后标距截面Ⅰa0断裂处a1

8、b0截面Ⅱa0b1b0截面Ⅲa0b0截面面积截面面积用以下公式验算试验中所用到的数据及实验结果。强度指标：屈服载荷：屈服极限：最大载荷:强度极限:塑性指标：断后伸长率δ:断后收缩率ψ:另外，对于上述实验中的原始数据和实验结果数据要进行修约，以便使整理出的实验数据