铸铁低碳钢压缩实验哈工程大学.ppt

一、试验目的
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二、试验仪器
万能材料试验机和游标卡尺。
三、试样
标准试样:
d0
h0
粗短圆柱体:
d0=10~25mm
h0=1~3d0
压缩试验
,并进行比较。
四、试验原理

O
F
Dl
压缩屈服点:
拉伸试验
压缩试验
低碳钢在压缩过程中,当应力小于屈服应力时,其变形情况与拉伸时基本相同。当达到屈服应力后,试样产生塑性变形,随着压力的继续增加,试样的横截面面积不断变大直至被压扁。故只能测其屈服载荷Fsc。
Fsc
低碳钢压缩试验现象:
塑性材料在单向压缩轴力的作用下,只能随着外力的加大,试件将越压越扁(材料的滑移引起截面的迅速加大)。轴力虽然加大,应力并不成比例增大。由于压缩过程不存在拉伸时的塑性失稳现象,压缩作用下材料的晶格滑移将在整个试件内普遍达到很高的水平。延性好的材料只能被压扁,发生充分的塑性流动,而不会发生明显的断裂破坏。只有部分材料的试件在被充分压扁的同时,沿其边缘出现齿状的裂痕。
压缩试验

O
F
Dl
强度极限:
拉伸试验
Fbc
压缩试验
脆性材料的应力应变曲线的特点:
1、初始弹性阶段的线性部分不明显,其原因和拉伸时一样。但曲线仍需要在弹性变形范围内,用线性拟合技术,确定最佳逼近直线,取其斜率作为材料压缩时的弹性模量。
2、比较铸铁拉伸,压缩时试件能发生明显的一些永久变形。由于存在空穴、裂纹及相变会引起应力集中,强度较小的脆相可能发生断裂,局部宏观裂纹可能发生扩展、汇合。竖向界面的存在又能产生类似偏心压缩的弯曲效应,这些局部损伤会改变材料的内部构造,而产生永久变形。
3、材料的弹性极限取试验全过程横截面上的最大压应力,大约是材料拉伸时强度极限的四至八倍,因此,铸铁材料适合用来制作抗压构件。
灰口铸铁压缩试验现象:
tmax引起
通常脆性材料试件压缩破坏的断口发生与轴线成45度到55度的方向上,这恰好是单向压缩材料的最大剪应力方向。由此可以说材料的断裂是由最大剪应力引起的剪切断裂。
五、实验步骤
1、测量试件的尺寸。用游标卡尺测量相互垂直方向的直径各一次,取其平均值作为试件的直径。
2、检查实验机。估算试件拉断所需的最大载荷,在实验机的刻度盘上选择适当的量程,并调节刻度盘指针于零点。
3、将试件放在实验机上下两个压头之间,开动实验机进行实验。
压缩试验
4、在压缩过程中要注意观察试件变形及刻度盘上指针的走动情况,并记录必要的数据。如在均匀位移加载的低碳钢压缩实验中,起先缓慢匀速走动的指针达到某时刻后,开始来回摆动,对应指针回摆过程中的载荷的最小值,为相应于屈服极限的屈服载荷。由于低碳钢是越压越扁的,所以过屈服之后将试件再压一段时间,就可以将试件取下。此时的载荷值不用记录。
5、实验完毕后取下试件,恢复实验机。
压缩试验
1、低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能有什么区别?
2、分析低碳钢和铸铁在压缩时的破坏原因。
压缩试验
六、思考题
一、试验目的
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二、试验仪器
扭转试验机
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扭转试验
三、试样
测低碳钢ts和灰口铸铁tb采用标准试样:
d0
扭转试验