材料拉伸压缩实验报告.doc

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一、实验目的
观察试件受力和变形之间的相互关系;
观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象;观察铸铁在压缩时的破坏现象。
测定拉伸时低碳钢的强度指标(ss、sb)和塑性指标(d、y);测定压缩时铸铁的强度极限sb。
学****掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
二、实验设备
微机控制电子万能试验机;
游标卡尺。
三、实验材料
拉伸实验所用试件(材料:低碳钢)如图1所示,
d0
l0
l
图1拉伸试件
四、实验原理
1、拉伸实验
低碳钢试件拉伸过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集,A/D转换和处理,并输入计算机,得到F-Dl曲线,即低碳钢拉伸曲线,见图3。
对于低碳钢材料,由图3曲线中发现OA直线,说明F正比于Dl,此阶段称为弹性阶段。屈服阶段(B-C)常呈锯齿形,表示载荷基本不变,变形增加很快,材料失去抵抗变形能力,这时产生两个屈服点。其中,B¢点为上屈服点,它受变形大小和试件等因素影响;B点为下屈服点。下屈服点比较稳定,所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs时,必须缓慢而均匀地加载,并应用ss=Fs/A0(A0为试件变形前的横截面积)计算屈服极限。
图3低碳钢拉伸曲线
屈服阶段终了后,要使试件继续变形,就必须增加载荷,材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷Fb后,在试件的某一局部发生显著变形,载荷逐渐减小,直至试件断裂。应用公式sb=Fb/A0计算强度极限(A0为试件变形前的横截面积)。
根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积,计算出低碳钢的延伸率d和端面收缩率y,即
,
式中,l0、l1为试件拉伸前后的标距长度,A1为颈缩处的横截面积。
五、实验步骤及注意事项
1、拉伸实验步骤
(1)试件准备:在试件上划出长度为l0的标距线,在标距的两端及中部三个位置上,沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值,再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。
(2)试验机准备:按试验机®计算机®打印机的顺序开机,开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”,运行配套软件。
(3)安装夹具:根据试件情况准备好夹具,并安装在夹具座上。若夹具已安装好,对夹具进行检查。
(4)夹持试件:若在上空间试验,则先将试件夹持在上夹头上,力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端;若在下空间试验,则先将试件夹持在下夹头上,力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。
(5)开始实验:点击主机小键盘上的试样保护键,消除夹持力;位移清零;按运行命令按钮,按照软件设定的方案进行实验。
(6)记录数据:试件拉断后,取下试件,将断裂试件的两端对齐、靠紧,用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度
l1及断口处的最小直径d1(一般从相互垂直方向测量两次后取平均值)。
六、实验数据记录及处理结果
-△l拉伸曲线

试件材料
低碳钢
试件规格
实验前
截面直径
测量部位
上
中
下
1
2
1
2
1
2
测量数值






平均值




截面面积

标距长度

实验后
断口截面直径
测量数值
1
2


平均值

截面面积

标距长度

屈服载荷

屈服极限
301
强度载荷

强度极限
436
延伸率
%
断面收缩率
%
铸铁的极限强度:
铸铁断口呈不平整状,是典型的脆性断裂;低炭钢断口外围光滑,是塑性变形区域,中部区域才呈现脆性断裂的特征。这表明,铸铁在超屈服应力下,瞬时断开;而低碳钢在超应力的时候,有塑性形变过程,发生颈缩,直到断面面积减小到一定程度时,才瞬时断裂。