河海大学 材料力学 实验一 拉伸实验(材料班) (2)

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1、实验一拉伸实验一．实验目的1．测定低碳钢拉伸时的屈服极限ssl，强度极限sb，断后伸长率d和断面收缩率c；2．测定铸铁拉伸时的强度极限sb；3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等），并绘出拉伸曲线；4．熟悉试验机和其他有关仪器的使用。二．实验仪器和设备1.DDL-100电子万能材料试验机；3．游标卡尺及划线机4.拉伸试件。三．实验原理和方法1.拉伸实验原理和方法由拉伸试验来确定低碳钢材料的拉伸力学性能ssl、sb、d、c和铸铁材料的拉伸力学sb。由材料力学知首先，将被测材料按国标（GB6397-86）加工成标准试件，再根据（GB228-87）对其进行测定，用电子万能

2、试验机进行加载。试验时，利用CSS-44000电子万能试验机的计算机操作系统，输入有关参数，不但可以绘出被测材料的拉伸曲线图，同时可以计算出ssl、sb、d、c。下4图分别为低碳钢和铸铁的拉伸图。对于低碳钢，屈服阶段（B’-C）常呈锯齿形。上屈服点B’受变形速度和试件形式等影响较大，而下屈服点B则比较稳定。故工程上均以B点对应的载荷作为材料的屈服载荷Ps，称为下屈服载荷Psl。过了屈服阶段，继续加载，曲线上升，直至载荷达到最大值，这时试件中的名义应力达到最大值。D点的工程应力即为材料的强度极限sb。过了D点，拉伸曲线开始下降，这时可观察到试件在某一截面附近产生的局部变形，既有颈缩现象，

3、直至E点试件断裂。对于铸铁，由于拉伸时的塑性变形很小，因此在变形（主要是弹性变形）很小时，就达到了最大载荷，而突然断裂，没有屈服阶段和颈缩现象。其强度极限sb即为试件断裂时的工程应力。2.拉伸实验步骤⑴试件准备*低碳钢试件(a).在低碳钢试件长度L0=100mm的标距内，用刻线机每隔10mm刻一圆周线，即在长度标距内均匀地分为10格，以便观察试件变形沿轴向分布的情况和计算断后伸长率。铸铁试件不需要划圆周线。(b).用游标卡尺在标距两端和中间部位，分别沿互相垂直的两个方向各测量一次直径，并计算这三处的平均值，取其最小值作为试件直径d0。*铸铁试件用游标卡尺在试件两端和中间部位，分别沿互相

4、垂直的两个方向各测量一次直径，并计算这三处的平均值，取其最小值作为试件直径d0。分别对低碳钢试件、铸铁试件进行试验。⑵试验机准备根据DDL-100电子万能试验机的试验步骤，打开EDC系统，打开计算机，根据计算机提示（或根据计算机操作详细说明）输入有关参数，系统进入试验状态。⑶安装试件先将试件装夹在上夹头中，然后使用手动盒升降旋扭移动横梁至合适位置，把试件下端夹持在下夹头中。⑷进行实验根据计算机提示（或根据计算机操作详细说明）进行试验，直至试件拉断，系统退出试验状态。对于低碳钢试件则进行下一步；对于铸铁试件则根据计算机提示打印拉伸曲线图和试验结果。(5)低碳钢试件断后标距测量和断口直径测

5、量（铸铁没有这一步）(a).测量断后标距将被拉断试件的两段断口对齐并靠紧，如果断口到邻近标距点的距离大于1/3L0，则用游标卡尺直接测量断后的标距长度，此长度即为L1。若断口到邻近标距点的距离小于1/3L0，则需进行断口移中计算，计算所得长度即为断后标距L1。4(b).测量断口直径在断口处（即颈缩最细处）沿互相垂直方向各测量一次直径，取其平均直径d1。将L1、d1根据计算机提示输入。根据计算机提示打印出低碳钢的拉伸曲线图和试验结果。五．思考题1.测定材料的力学性能为什么要用标准试件？2.材料拉伸时有哪些力学性能指标？3.测定断后伸长率d时，若断面邻近标距点的距离小于或等于L0/3时，应

6、如何处理？4.试述低碳钢、铸铁拉伸由哪种应力引起破坏，为什么？(写到注意事项里，如果写不下，如果写不下写到下一个实验)5.实验记录参考表1．试件原始尺寸材料标距L0（mm）直径d0（mm）最小横截面面积A0（mm）截面Ⅰ截面Ⅱ截面Ⅲ12平均12平均12平均低碳钢铸铁/2。实验数据材料屈服载荷（KN）最大载荷（KN）拉断后标距（mm）颈缩处直径（mm）颈缩处横截面面积（mm2）低碳钢12平均铸铁////3．试验结果1)低碳钢：屈服极限ssl，强度极限sb，断后伸长率d和断面收缩率c；42）铸铁拉伸时的强度极限sb；4