材料力学实验指导书

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1、实验一拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢(Q235)的屈服点，强度极限，延伸率，断面收缩率。2．测定铸铁的强度极限。3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。4．熟悉试验机和其它有关仪器的使用。二、实验设备1．电子万能试验机；2．游标卡尺；3．试样刻线机。三、试件L0d00.8图1-1圆形试件试件可制成圆形或矩形截面，圆形试件如图1-1所示。试件中段用于测量拉伸变形，此段长度称为“标距”L0，两端较粗部分是夹持部分，为装入试验机夹头用。试件的形状和尺寸对试验结果有所影响，为了使各种材料的机械性能可以互相比较。所以《国家标准》对试件的形状和尺寸

2、作了统一的规定（见GB6394-86）。四、试验方法1．低碳钢拉伸实验（1）在画线器上对试件画上标距L0=10d0（或5d027）两端打上冲眼，并在其内分若干等分格，刻上不深的线纹。（2）量试件直径。在标距范围内取中间及两端三个截面位置按两个相互垂直方向用游标卡尺各测一次，计算每个位置所测结果的平均值，并取其中最小数作为直径d0。并将测量结果填入表1-1。（3）根据低碳钢的强度极限，估计所需要的最大载荷，选择测力度盘。（4）调整试验机。将试件夹于上夹头中，开动油泵电机，使横梁上升10mm左右，然后关闭油门，但电机不停，调整平衡锤使摆杆上的刻线对准机座上的横线。转动螺杆使指针对零

3、，这样可补偿工作台重量造成的误差。开动下夹头的电机，使下夹头处于适当的位置，然后关闭电机，把试件夹好。调整自动绘图装置。（5）加载适当打开进油阀，缓慢加载，自动绘图装置绘出外力和变形的关系曲线。低碳钢的拉伸图如图1-2所示。DEFBO'FSOB'AΔLFbΔL图1-2低碳钢拉伸曲线试件在开始受力时，由于夹头和试件之间的空隙，随着加载试件的慢慢夹紧，在拉伸图上出现了0O’曲线段。当完全夹紧之后，出现O'A直线段，表明变形与载荷是成比例增加的。当载荷继续增加时，指针倒退一下，并作小的摆动时，图上出现锯齿形，说明材料到达屈服极限。习惯上称B为上屈服点，B’为下屈服点，因下屈服点较稳定

4、，故取下屈服点所对应的载荷为屈服载荷Fs,继续增加载荷，曲线上升至D点达最大值Fb，记录Fb的数值。27试件断口呈凸凹状，即韧性杯状断口。在试件加载时，（测力指针又称主动针）随载荷的增加向前移动，同时还推动另一个被动针前进。当达到最大载荷时，测力指针开始后退，而被动针则停留在载荷最大值刻度上。此时读数即为破坏载荷Fb。（6）关闭送油阀，关闭油泵电机。将描绘笔抬起取下拉伸曲线图。图1-3铸铁拉伸曲线（7）打开回油阀，将工作油缸中的油放回油箱。注意当油将要放尽时，速度要缓慢，以免活塞受到冲击。（8）取下试件。测量拉断后的标距长L1，颈缩处最小直径d1。并将测量结果填入表1-2。2．

5、铸铁的拉伸其方法步骤完全与低碳钢相同。因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。在很小的变形下试件就突然断裂（图1-3），只需记录下最大载荷Fb即可。的计算与低碳钢的计算方法相同。六、试验结果及数据处理根据试验记录，计算应力值。屈服点强度极限断面收缩率延伸率27表1-1试验前试样尺寸材料原始标距L0/mm原始直径d0/mm原始横截面面积A0/mm2截面Ⅰ截面Ⅱ截面Ⅲ(1)(2)平均(1)(2)平均(1)(2)平均低碳钢铸铁表1-2试验后试样尺寸和形状断裂后标距长度L1/mm断口（颈缩处最小直径d1/mm）断口处最小横截面面积A1/mm2（1）（2）平均试样断裂后简图低碳钢铸铁七、试

6、验报告要求材料力学实验报告中应写明专业、班级、姓名、试验日期和试验环境条件等。其具体内容应有：（1）试验名称；（2）试验目的；（3）试验设备和仪器；（4）试验原理和方法的简述；（5）试验数据记录（如表格、F-△L曲线）、试验数据处理和试样断口形貌图；（6）试验误差和试验结果的讨论分析，回答本书中列出的思考题。采用统一的实验报告纸。八、思考题1．根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。2．根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同?3．低碳钢试样在最大载荷D点不断裂，在载荷下降至E点时反而断裂，为什么？27实验二压缩实验一、实验目的1．测定低碳钢的压缩屈服极限

7、和铸铁的压缩强度极限。2．观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。二、实验设备电子万能材料试验机、游标卡尺。三、实验试件金属材料压缩试件一般制成圆柱形，高与直径的比是3：1。具体规定见国家标准GB6394-86。四、实验方法1．用游标卡尺量出试件的直径d和高度h。2．根据低碳钢或铸铁的压缩极限估计所需最大载荷，选择相应的测力度盘。3．调整试验机，将试件置于活动中央的垫板上，并在试件与上下压头接触处涂少量腊油，以减少磨擦。4．开动试验机，当工作台上升5mm左右时，指针调零。然后使工作台继续上