工程力学实验-低碳钢和铸铁的拉压实验

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1、2013工程力学实验安排：对应书上的目录实验地点实验一理论力学实验4－14－3南一楼E221实验二材料的拉压实验1－1－11－1－2南一楼E119实验三扭转实验1－2南一楼E122实验四电测基础实验3－1南一楼E323实验五梁的弯曲实验3－2南一楼E324A实验六组合变形实验3－3南一楼E324B1低碳钢（Q235钢）和铸铁的拉伸实验一、实验目的：1．测定低碳钢（Q235钢）的强度性能指标：上屈服强度，下屈服强度和抗拉强度。2．测定低碳钢（Q235钢）的塑性性能指标：断后伸长率和断面收缩率。3．测定铸铁的强度性能指标：抗拉强度。4．观察、比较低碳钢（Q235钢

2、）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。5.学习试验机的使用方法。实验二、低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验2二、设备和仪器1．材料试验机（见下图）。2．电子引伸计（见下图）。3．游标卡尺。345678三、试样国标GB/T228－2002“金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图1-1所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。平行部分中测量伸长用的长度称为标距。受力前的标距称为原始标距，记作L0，通常在其两端划细线标志。本次实验采用d0=10mm,原始标距等于5d0的圆形截面短比例试样。l0lbh(a)(b)图1-1试样

3、9四、实验原理低碳钢（Q235钢）的拉伸实验（图解方法）将试样安装在试验机的上下夹头中，引伸计装卡在试样上，启动试验机对试样加载，试验机将自动绘制出载荷位移曲线（F-ΔL曲线），如图1-2。观察试样的受力、变形直至破坏的全过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段）。10上屈服强度下屈服强度抗拉强度式中：A0为试样原始横截面面积。11测量断后的标距部分长度Lu和颈缩处最小直径du，按以下两式计算其主要塑性指标：断后伸长率式中：L0为试样原始标距长度,工程上把δ>5%的材料称为塑性材料，把δ<5%的材料称为脆性材料断面

4、收缩率式中A0和AU分别是试样原始横截面积和断后最小横截面积12移位法测定断后标距长度如果断口到邻近标距端距离小于或等于L0/3，就需要用移位法测定断后标距长度，因为断口附近发生严重的塑性变形，近的一端的颈缩端就只有一部分在标距长度内,如果直接测量，塑性伸长量就小。13铸铁的拉伸实验铸铁拉伸时没有屈服阶段，拉伸曲线微微弯曲，在变形很小的情况下即断裂，断口为平端口。因此对铸铁只能测得其抗拉强度，即铸铁的抗拉强度远低于低碳钢的抗拉强度△LFFb0图1-4铸铁拉伸14五、实验步骤1．测量试样尺寸直径d0在试样标距两端和中间三个截面上测量直径，每个截面在相互垂直方向各

5、测量一次，取其平均值。用三个平均值中最小者计算横截面面积，数据列表记录。标距长度L0量取计算长度L0（取L0=5d0），在试样两端划细线标志，用刻线机将其划分成10等分（或5等分）。2.开机打开电源开关；启动计算机进入Windos操作系统；点击试验机控制软件，进入试验机操作界面；按复位按扭使控制系统上电。153.系统参数设置点击“模式设置”选项，选择试验模式--拉伸实验。4.试验基本参数设置点击“操作”按扭，进入“试验基本参数”界面，选择变形测量模式—引伸计。5.试验过程设置主要有：试样基本参数设定；试验力档位设定；变形调零；变形档位设定；曲线参数设定等。详细

6、设置请参见“电子拉力试验机”。6．装夹试样，安装引伸计上下夹头均为斜锲夹块，将试样的夹持部位放入V型槽中央。注意低碳钢拉伸实验须测定标距范围内的变形，因此试样上下夹持部位均须留出5-10mm，以便安装引伸计。铸铁拉伸实验则不用安装引伸计。167．测试待一切准备工作完成后，点击“上行”按扭，开始拉伸实验。测试完毕保存实验文件。注意实验过程中观察图形和数据显示窗口以及试样破坏情况。特别提请注意的是，当实验曲线出现水平线一定程度后，试样开始进入局部变形阶段时，点击“取引伸计”按扭，迅速取下引伸计，以免引伸计损伤。8．打印点击“报告打印”，输出实验曲线。9．卸载并取出

7、试样卸载并取出试样，注意保护试样断口形貌。1710．测量断后标距L1和断后颈缩处最小直径d1（仅对低碳钢拉伸实验）测量时应注意将低碳钢试样两段的断口紧密对接，若断口到邻近标距端距离小于或等于L0/3时，则应用移位法（亦称为补偿法）测定断后标距长度L1。测量颈缩处最小直径du时，在最小处互相垂直的两个方向测量直径。注意应用卡尺测量前端较窄的部位，以免由于弧线的影响而测量不到实际的最小值。11．关机注意清理实验现场，将相关仪器还原。18六、实验结果处理1．实验原始数据记录参考表1-1和表1-2填写表1-1试样原始尺寸数据记录材料标距L0/mm直径do/mm横截面面

8、积A0/mm2IIIIII12平均12