《工力c实验讲义》word版

《《工力c实验讲义》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、长沙理工大学备课纸金属材料的拉伸与压缩实验（电子式）一、实验的工程背景拉伸试验和压缩试验是研究材料力学性能的最基本试验，方法简单，数据可靠。工矿企业、研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，用测得的σs、、σb、δ、、ψ等指标来评定材质和进行强度、刚度计算。因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试验具有工程实际意义。不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。低碳钢和铸铁分别是典型的塑性材料和脆性材料。低碳钢材料具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清楚。低碳钢材料在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相

2、同，低碳钢试样最后只能被压扁而不能被压断，无法测定其压缩强度极限σb值。因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而不进行压缩试验。铸铁材料的抗压强度σb远远大于抗拉强度。通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。二、实验目的1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

3、5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。三、实验原理　本实验以低碳钢和铸铁分别作为塑性材料和脆性材料的代表，利用电子万能材料试验机进行金属材料的拉伸与压缩实验来测试和比较两类材料各项力学性能指标。以下按低碳钢的拉伸、铸铁的拉伸、铸铁压缩分别介绍。(1)低碳钢的拉伸：分为四个阶段a弹性阶段（曲线的OAB段)：又分为线弹性阶段OA段和非线弹性阶段AB段，共同特点是卸载后变形能恢复，且线弹性阶段还特别具有荷载与变形成正比的特点；b屈服阶段(曲线的BC段)：出现滑移线，材料问题1、为何不做低碳钢材料的压缩实验？如何确定其抗压强度？2、为何不测

4、铸铁材料的变形指标？第14页长沙理工大学备课纸屈服，需能判断屈服现象的出现及特点，并读取屈服载荷Ps的大小。c强化阶段(曲线的CD段)：抵抗变形能力增强，曲线继续上升d颈缩阶段(曲线的DE段)：主、从动指针再次分开，标志进入颈缩阶段，D点为拉伸图的最高点，载荷达到强度极限值Pb，出现颈缩现象。需能判断颈缩现象的出现及特点，并读取极限载荷Pb的大小。⑵铸铁的拉伸铸铁在拉伸时没有屈服阶段，也没有明显的直线部分，材料近似服从胡克定律。⑶铸铁的压缩铸铁在压缩过程中，与其拉伸时具有相似的P-△L压缩曲线，所不同的是铸铁压缩到极限载荷Pb之前要产生较大的变形，试件由圆

5、柱形被压缩成微鼓形直至破裂。且铸铁的抗压强度远高于抗拉强度。四、试件与实验机介绍1、试件介绍问题3、如何确定屈服荷载的大小？对照低碳钢拉伸图讲清楚拉伸的四个阶段特点及力和变形的规律，在实验中怎样准确的获取要测的实验数据低碳钢力学特性归纳为：四个阶段、三个现象、两类指标此处强调写实验报告原理部分的要求第14页长沙理工大学备课纸在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直

6、径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。试件材料的判断：一听声音，二看颜色和标距点。拉伸试件的标距点和标距的定义。几何尺寸测量内容与方法：【截面直径d0的测量】低碳钢拉伸：在标距范围内取中间和两端处三个对称截面，每个截面在两垂直的方向上各测量一次，取均值作为该截面的平均直径，取三个平均直径值中的最小者作为d0计算试件横截面面积A0；铸铁拉伸：只需测量中截面两个互相垂直方向的直径各一次，并取均值作为试件的d0值；铸铁压缩：只需测量中截面两个互相垂直方向的直径各一次，并取均值作为试件的d0值；【低碳钢原始标距L

7、0的测量】测量两标距点之间的距离一次作为L0值。【铸铁压缩h0的测量】测量铸铁两端面之间的距离一次作为h0值。【截面直径d1的测量】将拉断的试件紧密对接好，尽量使其轴线位于一条直线，在试件颈缩处选择一最小截面，在此截面的两个互相垂直的方向各测量一次直径，取其平均值作为拉断以后截面直径d1的值；【标距L1的测量】将拉断的试件紧密对接好，尽量使其轴线位于一条直线，量取两标距点之间的距离。2、试验机介绍：讲解清楚为什么要采用比例试样问题4、两个拉伸试件，如何分辩低碳钢和铸铁两种材料？问题5、如何确定低碳钢试件d0的大小？强调尺寸测量的要求第14页长沙理工大学备课

8、纸电子式万能材料试验机主要由主机部分和微机控制部分组成，其由于测试