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1、实验一 低碳钢的拉伸实验一、实验目的和要求1. 了解电子万能试验机的工作原理，熟悉其操作步骤和正确的使用方法，并学会 正确使用材料力学参数测试软件。2. 观察低碳钢试件在拉伸过程中的各种现象，绘F制AL曲线。3. 测定低碳钢试件的弹性性能E屈服性能指标屈服点aS上屈服点asU（ReH）sUeH下屈服点asL（ReL）sLeL强度性能指标ab（Rm）bm断后伸长率A断面收缩率Z二、实验设备和试件CSS-44000 万能试验机、电脑、材料参数测试软件、打印机、应变片式引伸计、 游标卡尺、试样打点机。本次金属材料拉伸实验所用材料为低碳钢，试件规格形状如图 1.1 所示。图 中工作段长度l0称为标距，
2、试件的拉伸变形量即由该段变形来测定，试件头部较 粗，以便装入试验机的夹头内。三、实验原理及方法1. 弹性性能对于低碳钢试件，从图 1.2 中可以看出，当载荷在符合胡克定律的弹性变形范围之内时，在拉伸图上该段是直线，表明此阶段内载荷与试件的变形成线性比例关系，材料处于弹性状态。在弹性范围内，在试件上安装测量轴向伸长的引伸仪，加载即可得到引伸仪在标距范围内的轴向伸长量。弹性模量的计算方法详述如下：取“ 力变形”曲线线段上的两个点，对应的力和变形量的值分别为F , F ； AL , AL。由轴向拉 1 2 1 2伸作用下的变形公式FLAL = i o ，i ES0FLAL = 2 0 ，2ES0软件
3、根据计算式(F -F)L21 04(F - F )L21 020E =(笔-冲 s 0 (AL2-AL$ d计算得到弹性模量值。2屈服强度指标当载荷增加到上屈服点时，实验力值不变或突然下降到某点，然后在小的范 围内摆动，这时变形增加很快，载荷增加很慢，说明材料产生了屈服。与上屈服 点相应的应力叫上屈服极限，与下降后的点相应的应力叫下屈服极限，因下屈服 极限比较稳定，所以材料的屈服极限一般规定按下屈服极限取值。以下屈服点相 对应的载荷值 F 除以试件的原始截面积 A ，即得到低碳钢的屈服极限 R ， eLeLR 二 F / A。eL eL3抗拉强度指标当载荷达到最大值 F 时，试件的塑性变形集中
4、在某一截面处的小段内，此段m发生截面收缩，即出现“颈缩”现象。此时记下最大载荷值F，用F除以试件的mm原始截面积A，就得到低碳钢的强度极限R，R二F / A。在试件发生颈缩后，m m m 由于截面积的减小，载荷迅速下降，然后试件断裂。4塑性指标断面收缩率 Z试样拉断后,其颈缩处横截面面积的最大减缩亀-S与原始截面积S0）之比的百分S - s数Z二0 u X100%。对于圆形截面，只需测出断口处的最小直径du （一般从相互垂直方S0 向测两次，取平均值）后，即可求出 Su。断后伸长率 AL 一 L断后标距的残余伸长（Lu-L0）与原始标距（L0）的百分比A二一ox 100%。L0四、实验步骤1.
5、 试件打点：取一根低碳钢棒材试件，利用打点机在试样的平直段均匀打出 十一个点，每两点间的距离为10mm，则原始标距L为100mm。03. 打开主机控制箱电源后打开电脑，运行材料力学参数测试软件，单击“联 机”图标，将软件和万能试验机联机。4. 实验参量设置：在软件的试验条件设置向导进行条件设置：数据文件名设 为：低碳钢拉伸试验；输入试样的初始标距和初始直径，分别为100mm和初始直 径测量值；选择“要计算的项目”为：上屈服力、下屈服力、最大力、上屈服点、 下屈服点、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、弹性模量;实验速度设为7mm/min； 数据跟踪方式：力位移；实时曲线坐标范围设置为默认设置。选
6、择显示的坐标 体系中横坐标为“位移（mm）”，纵坐标为“力（kN）”。5. 装夹低碳钢试件6. 开始实验：实验前要对所有实验显示进行清零，在材料力学参数测试软件中单击“开始实验”。可以看到力在连续加载，“力位移”曲线也在屏幕上逐渐 显示出来。当加载的力达到最大后，可以看到试样变形明显加快，很快试样就被 拉断。7卸载并取下试样。8. 断后试样参数确定：利用游标卡尺测得的断后标距L为mm。缩颈最小u处相互垂直的两个方向上直径的测量值为mm和 mm。在软件中输入上述测量值，可得到要求计算的物理量的值。9. 打印：单击“结果”下拉菜单中的“打印”，可得到试样的拉伸曲线以及要 计算的各个物理量。10. 单击“脱机”图标，完成实验。
