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1、材料的拉伸压缩实验【实验目的】1研究低碳钢、铸铁的应力应变曲线拉伸图。2拟定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限R、下屈服强度ReL、强度极限Rm、延伸率、断面收缩率等等）。3. 拟定铸铁在拉伸时的力学机械性能。4.研究和比较塑性材料与脆性材料在室温下单向压缩时的力学性能。【实验设备】1. 微机控制电子万能实验机；2. 游标卡尺。3、记号笔 4、低碳钢、铸铁试件 【实验原理】、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，转换和解决，并输入计算机，得到FDl曲线,即低碳钢拉伸曲线,见图1。对于低碳钢材料，由图1曲线中发现OA直线,阐明正比于D,此阶段称为弹性阶段。屈服阶段(
2、B-)常呈锯齿形,表达载荷基本不变，变形增长不久，材料失去抵御变形能力,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；点为下屈服点。下屈服点比较稳定，因此工程上均如下屈服点相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/ 0(0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。图低碳钢拉伸曲线屈服阶段终了后，要使试件继续变形,就必须增长载荷，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明显变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。应用公式sb=Fb/A计算强度极限(A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，
3、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，为颈缩处的横截面积。2、压缩实验铸铁试件压缩过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集，AD转换和解决,并输入计算机,得到F-Dl曲线,即铸铁压缩曲线,见图2。图2 铸铁压缩曲线对铸铁材料，当承受压缩载荷达到最大载荷Fb时,忽然发生破裂。铸铁试件破坏后表白出与试件横截面大概成455的倾斜断裂面，这是由于脆性材料的抗剪强度低于抗压强度，使试件被剪断。材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表达。铸铁受压时曲线上没有屈服阶段,但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑性变形。由于试件承受压缩时,上下两端面与压头之
4、间有很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。铸铁压缩实验的强度极限：sb=Fb/A（A0为试件变形前的横截面积)。【实验环节及注意事项】、拉伸实验环节（1）试件准备：在试件上划出长度为0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个互相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）实验机准备:按实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”，运营配套软件。（3)安装夹具:根据试件状况准备好夹具，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：若在上空间实验，则先将试件夹持在上夹头上,力
5、清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间实验，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；按运营命令按钮,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1（一般从互相垂直方向测量两次后取平均值）。压缩实验环节（1)试件准备：用游标卡尺在试件中点处两个互相垂直的方向测量直径d0，取其算术平均值，并测量试件高度h。（2)实验机准备:按实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
6、件使用手册”,运营配套软件。（3）安装夹具：根据试件状况准备好夹具,并安装在夹具座上。若夹具已安装好,对夹具进行检查。（4）放置试件：实验力清零；把试件放在压盘中间,通过小键盘调节横梁位置，通过肉眼观测,到上压盘离试件上平面尚有一定缝隙时停止。(注意:尽量将试件放在压盘中心，如放偏的话对实验成果甚至是实验机均有影响。）（5)开始实验：位移清零；按运营命令按钮,按照软件设定的方案进行实验。（6)记录数据：试件压断后，取下试件；记录强度载荷Fb。二.铸铁Fl压缩曲线1铸铁的极限强度：2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性。这表白,铸
7、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限度时,才瞬时断裂。【实验数据记录及解决成果】试件材料低碳钢实验前截面直径测量部位上中下2112测量数值10010.0410.02.061.060.10平均值0.06.04.0810.04截面面积9.17标距长度11354实验后断口截面直径测量数值1252.70平均值5.7截面面积2561标距长度.21屈服载荷26铸铁拉伸屈服极限28无强度载荷4.67.85强度极限50(衡量铸铁强度的唯一指标）延伸率29.5%拉断的伸缩率很小断面收缩率67.65% 压缩铸铁压缩低碳钢压缩前：截面面积.49742
8、0断面4斜面压成铁饼，越压越扁，横截面积不断增大，试样抗压能力也继续增强。强度极限625越压越扁,横截面积不断增大，试样抗压能力也继续增强,因此无压缩时的强度极限强度载荷4.85但由于它是不断向上延伸的，随压缩抗压能力也逐渐增强,故最大强度荷载不可知【实验结论】铸铁作为脆性材料，抗拉强度很低,不适宜作为抗拉材料。但是其抗压能力强，宜于作为抗压构件的材料。低碳钢压缩时的弹性模量和屈服极限与拉伸时大体相似,进入屈服阶段后,试样越压越扁，横截面积不断增大,抗压能力也继续增强，因而得不到压缩时的强度极限。3低碳钢抗压抗拉能力都很高。合适于抗压抗拉。【实验感想】1通过实验,把课本知识与实践结合起来,更加深刻的理解了材料在拉伸压缩时的性能。2本次实验锻炼了小组内成员的分工合伙与协调能力。较好的锻炼了我们的实践动手能力。力学实验中注意安全是非常重要的，这规定我们实验前把该实验的注意事项弄清晰，做好实验的预习。
