低碳钢的拉伸实验.doc

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1、实验一低碳钢的拉伸实验实验项目性质：验证性所涉及课程：材料力学计划学时：2学时【实验目的】1．研究低碳钢的应力—应变曲线拉伸图。2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限Re、下屈服强度ReL、强度极限Rm、延伸率A、断面收缩率Z等等）。【实验设备】1.微机控制电子万能试验机一台，型号WDD-LCJ-150；2.游标卡尺；3.记号笔；4.低碳钢试件（Q235）；【实验原理】低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-DL曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图1。F(KN)m屈服阶段强化阶段颈缩阶段弹性阶段 k H L FeFm

2、FeLe   DL　o图1低碳钢拉伸曲线低碳钢材料，由图1曲线中发现oe直线，说明F正比于Dl，此阶段称为弹性阶段。屈服阶段（e-L）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。其中，H点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；L点为下屈服点。下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷FeL时，必须缓慢而均匀地加载，并应用ReL=FeL/S0（S0为试件变形前的横截面积）计算屈服强度。屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷Fm后，在试件的某一局部发生

3、显著变形，出现颈缩现象，载荷逐渐减小，直至试件断裂。应用公式Rm=Fm/S0计算强度极限（S0为试件变形前的横截面积）。根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率A和端面收缩率Z，即，式中，L0、Lu为试件拉伸前后的标距长度，Su为颈缩处的横截面积。【实验步骤及内容】（1）试件准备：在试件上划出长度为L0的标距线（默认值为100mm），在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。（2）试验机准备：按试验机®计算机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”，运行配套软件。

4、（3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。若夹具已安装好，对夹具进行检查。（4）夹持试件：先将试件夹持在下夹头上，点击软件初始试验消除试件自重后再夹持试件的另一端。（5）开始实验：点击软件界面工具菜单，选择试验为拉伸试验，在弹出窗口设置低碳钢标距、直径、横截面积等参数；按启动命令按钮，开始加载，加载速度可自行设置。（6）记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧，用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度Lu及断口处的最小直径d1（一般从相互垂直方向测量两次后取平均值）。【实验数据记录及处理】试件材料低碳钢（Q235）实验前截面直径测量部位上中下121

5、212测量数值平均值截面面积标距长度实验后断口截面直径测量数值12平均值截面面积标距长度屈服载荷屈服极限强度载荷强度极限延伸率断面收缩率【实验结论】1.利用MATLAB软件绘制低碳钢拉伸应力-应变曲线，并打印。2.分析低碳钢拉伸断口特点与形状，拍照并打印。3.提交实验报告。【思考问题】1.为什么不做铸铁的拉伸试验？2.分析低碳钢和铸铁拉伸断口的不同提示：铸铁断口呈不平整状，是典型的脆性断裂；低炭钢断口外围光滑，是塑性变形区域，中部区域才呈现脆性断裂的特征。这表明，铸铁在超屈服应力下，瞬时断开；而低碳钢在超应力的时候，有塑性形变过程，发生颈缩，直到断面面积减小到一定程度时，才瞬

6、时断裂。