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1、金属材料静态力学性能测试一、实验目的和内容1、测定金属材料的拉伸、压缩和扭转时力学性能参数，如屈服极限，强度极限等；2、观察实验现象，并比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的变形及破坏形式。3、比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的力学性能特点。二、实验名称拉伸试验，压缩试验，扭转实验。三、实验设备电子式万能材料试验机（WDW3100 型）电子扭转试验机游标卡尺四、试件1、拉伸试验所采用的试件试件采用两种材料：低碳钢和铸铁。低碳钢属于塑性材料；铸铁属于脆性材料。试件的外形如图1 所示。本实验采用的试件是 GB228-87 规定的“标准试件”中的一种。试件的标距等截面测试部分长度，直径 。ml0md10
2、图 1 拉伸试件2、压缩试验所采用的试件试件的形状如图 2 所示，本实验采用的试件是国际规定的“标准试件”中的一种。h0 d0 图 2 压缩试件3、扭转试验所采用的试件采用标准试件，类似拉伸试件。五、实验原理拉伸实验原理：l0 d0压缩实验原理：扭转实验原理：六、实验方法及步骤（一）拉伸试验测定一种材料的力学性能，一般应用一组试件（36 根）来进行，而且应该尽可能每一根试件都测出所要求的性能。我们主要是学习试验方法，所以我们测定低碳钢 s、b、 的拉伸试验只用一根试件来进行。其试验步骤如下：1、测量试件尺寸，主要是测量试件的直径和标距。在标距部分取上、中、下三个截面，对每一个截面用游标卡尺（精
3、度 0.02mm）测量互相垂直方向的直径各一次，取其平均值最小截面处的平均直径作为试件的直径。2、顺时针旋转钥匙打开试验机。3、用远控盒调整上下夹头的位置，将试件装在实验机的夹具上。4、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。点击参数录入按钮,输入试验编号及试样参数等。点击参数设置按钮，输入试验开始点、横梁速度及方向等。5、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。6、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。7、试件被拉断后取下试件，量取拉断后的标距和颈缩处的直径。填入到软件中出现的对话框里。8、查看并保存数据。9、实验结束后，点击“脱机”按钮，关闭实验软件。
4、然后关闭试验机及计算机。（二）压缩试验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、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。3、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。点击参数录入按钮,输入试验编号及试样参数等。点击参数设置按钮，输入试验开始点、横梁速度及方向等。4、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。5、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。6、试件被压断（铸铁压断，而低碳钢过屈服或规定的载荷值）点击“实验结束”按钮，停止实验， 7、查看并保存数据。9、上升移动横梁取下试件。实验结束后，点击“
5、脱机”按钮，关闭实验软件，然后关闭试验机及计算机。（三）扭转实验1、测量试件直径 ，打开试验机电源预热仪器。0d2、将试件安装于机器夹头中，并夹紧。3、打开实验软件，点击试样录入按钮输入试验材料、试验方法、试验编号、试样参数等。点击参数设置按钮，输入试验速度和转动夹头的转动方向、选择是否计算、试验结束条件等。4、选择试验编号，将扭矩、扭角、转角清零。点击试验开始按钮开始试验。对于低碳钢试件在过屈服阶段后可逐渐加快试验速度。5、当试件被扭断时，停止试验，将试件取下。6、查看并保存数据。7、点击“脱机”按钮，关闭实验软件。关闭试验机及计算机。七、实验数据（一） 、拉伸试验1、试验数据记录将测得的试
6、件尺寸的原始数据填入表 1 中，将通过实验测得的试验数据填入表 2 中。表 1 试件尺寸原始数据（单位：mm）原始直径 d0截面 截面 截面拉断处直径d1材料标距l0 （1） （2） （1） （2） （1) （2）最小处平均值截面面积A0（1） （2） 平均断口处截面积A1拉断处的标距l1低碳钢铸铁表 2 测试数据材料 屈服载荷 （N）sP最大载荷 （N）bP低碳钢铸铁2、写出实验数据的处理过程，并将实验结果填入表 3 中。数据的处理过程：（1）屈服极限的计算过程低碳钢：（2）强度极限的计算过程低碳钢：铸铁：（3）延伸率的计算过程（4）断面收缩率的计算过程表 3 实验结果材料 屈服极限 （MP
7、a）s强度极限 （MPa）b延伸率 断面收缩率 低碳钢铸铁（二）压缩试验1、将试验测试数据填入表 42、写出实验数据处理的过程。（1）低碳钢的屈服极限的计算过程（2）铸铁的强度极限的计算过程3、将计算结果填入表 4表 4 测试数据及实验结果原始直径（mm）0d材 料（1）（2）平均截面积（mm 20A）屈服极限（NsP）屈服极限（MPas）最大载荷（N）bP强度极限 （MPab）低碳钢铸 铁（三）扭转试验1、试验数据记录试件尺寸的原始数据填入表 5 中，通过实验测得的试验数据填入表 6 中。表 5 试件尺寸原始数据（单位：mm）原始直径 0d截面 截面 截面材料（1） （2） （1） （2）（
8、1) （2）最小处平均值截面面积 0A低碳钢铸铁2、写出实验数据的处理过程，并将实验结果填入表 6 中（1）低碳钢的剪切屈服极限的计算过程（2）低碳钢的剪切强度极限的计算过程（3）铸铁的剪切强度极限的计算过程表 6 测试数据及实验结果材料 屈服扭矩（Nm）nsM剪切屈服极限 （MPa）s最大扭矩 （Nm）nbM剪切强度极限 （MPa）b低碳钢铸铁八、实验综合分析（包括对现象，所留数据比较，材料不同变形的优缺点，强度指标塑性指标的比较等，可以采用照片，图表，等方法来表述。 ）：（综合三个实验的结果分析低碳钢和铸铁在拉伸、压缩和扭转时的力学性能）学生可以发挥，但至少要包含以上内容。本次的实验报告在扭转试验完成后一周内交齐。力学实验教学中心2009-3-2
