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1、材料的拉伸压缩实验徐浩 1221241020 机械一班一、实验目的1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 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。3. 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。二、实验设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 游标卡尺。三、实验材料拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图所示， d0l0l四、实验原理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2。对于低碳钢材料，由图
2、2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2 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=F
3、b/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。（4）夹持试件：若在上空间
4、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：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1.低碳钢F-l拉伸曲线2.实验数据及数据处理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121212测量数值10.0810.0410.0210.0610.0610
5、.10平均值10.0610.0410.0810.04截面面积79.17标距长度113.54实验后断口截面直径测量数值125.725.70平均值5.71截面面积25.61标距长度147.21屈服载荷23.80屈服极限301强度载荷34.48强度极限436延伸率29.65%断面收缩率67.65%试件材料铸铁试件规格实验前截面直径测量部位上中下121212测量数值10.0010.0410.049.9810.0210.02平均值10.0210.0110.0210.01截面面积79.17标距长度112.84实验后断口截面直径测量数值1210.009.98平均值5.71截面面积25.61标距长度113.8
6、1屈服载荷屈服极限强度载荷强度极限延伸率0.86%断面收缩率0.2%3.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。压缩实验报告徐浩 1221241020 机械一班一、实验目的4. 观察试件受力和变形之间的相互关系；5. 观察铸铁在压缩时的破坏现象。6. 测定压缩时铸铁的强度极限sb。二、 实验设备1.微机控制电子万能试验机；2.游标卡尺。三、实验材料压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图所示：四、实验原理铸铁
7、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，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-Dl曲线，即铸铁压缩曲线，见图4。图4 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，突然发生破裂。铸铁试件破坏后表明出与试件横截面大约成4555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示。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/A0（A0为
8、试件变形前的横截面积）。低碳钢试样压缩时同样存在弹性极限、比例极限、屈服极限而且数值和拉伸所得的相应数值差不多，但是在屈服时却不像拉伸那样明显。从进入屈服开始，试样塑性变形就有较大的增长，试样截面面积随之增大。由于截面面积的增大，要维持屈服时的应力，载荷也就要要维持屈服时的应力，载荷也就要相应增大。因此，在整个屈服阶段，载荷也是上升的，在测力盘上看不到指针倒退现象，这样，判定压缩时的Ps要特别小心地注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针是等速转动的，当材料发生屈服时，测力指针的转动将出现减慢，这时所对应的载荷即为屈服载荷Ps。由于指针转动速度的减慢不十分明显，故还要结合自动绘图装置上绘出的压缩曲
9、线中的拐点来判断和确定Ps。因此，在整个屈服阶段，载荷也是上升的，在测力盘上看不到指针倒退现象，这样，判定压缩时的Ps要特别小心地注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针是等速转动的，当材料发生屈服时，测力指针的转动将出现减慢，这时所对应的载荷即为屈服载荷Ps。由于指针转动速度的减慢不十分明显，故还要结合自动绘图装置上绘出的压缩曲线中的拐点来判断和确定Ps。低碳钢超过屈服之后，低碳钢试样由原来的圆柱形逐渐被压成鼓形继续不断加压，试样将愈压愈扁，但总不破坏。所以，低碳钢不具有抗压强度极限（也可将它的抗压强度极限理解为无限大）。五、实验步骤及注意事项（1）试件准备：用游标卡尺在试件中点处两个相互垂直的
10、方向测量直径d0，取其算术平均值，并测量试件高度h0。（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。（4）放置试件：试验力清零；把试件放在压盘中间，通过小键盘调节横梁位置，通过肉眼观察，到上压盘离试件上平面还有一定缝隙时停止。（注意：尽量将试件放在压盘中心，如放偏的话对试验结果甚至是试验机都有影响。）（5）开始实验：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：试件压断后，取下试件；记录强度载荷Fb。六、实验数据记录及处理结果试样宽度 （b）试样
11、长度 （L）横截面积 （So）上端受力 （Fo）实际压缩力 （F）抗压强度（Rmc）mmmmmm2kNkNMPa第 1 个78.5489.3289.321140第 2 个78.5469.7269.72890材料力学实验报告徐浩 1221241020 机械一班（实验项目：扭转）一、实验目的1.测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限bt。2.比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。二、设备及试样：1.扭转试验机;2.扭角仪；3.游标卡尺；4.试样，扭装试样一般为圆截面。三、实验原理和方法测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限bt对于低碳钢：3Tb/4Wt，而对于铸铁，变形很小即突然断裂，b可按线弹性公式
12、计算，即b= Tb/Wt四，实验数据记录试样标距试样直径100 mm9.2 mm最大扭矩 Tm剪切模量 G上屈服强度 eh下屈服强度 el最大非比例切应变 max Nm MPa MPaMPa 第 1 根40.6826237.81 1.85第 2 根102.5766724.21300.38265.27 235.86五、实验总结报告：通过实验得到以下体会：1.圆轴扭转的平面假设不但使理论推导变得简单，而且也符合试验结果，以低碳钢扭转试验为例，在低碳钢扭转变形而又不断裂的情况下，横向划线基本没有什么变化，而纵向划线成为螺旋线，且螺旋线逐渐接近，直至断裂，从实验的角度证明了平面假设；2.铸铁与低碳钢在断裂时的断裂面不同，低碳钢沿横截面断裂，而铸铁沿45o螺旋面断裂；3.对物理现象过程的分析具有重要意义，过程不同得出的结果甚至计算公式都不同，例如低碳钢和铸铁的断裂过程不相同，剪切强度极限b的计算公式不尽相同。 温馨提示：最好仔细阅读后才下载使用，万分感谢！
