材料拉伸与压缩试验报告.doc

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.确定低碳钢在拉伸时的机械性能(比例极限Rp、下屈服强度ReL、强度极限Rm、延伸率A、断面收缩率Z等等)。 3. 确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】 微机控制电子万能试验机; 游标卡尺。 3、记号笔 4、低碳钢、铸铁试件 【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-l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,说明F正比于l,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sFs/ A0(A0为试件变形前的横截面积)计算屈服极限。 图1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bFb/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和端面收缩率,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。 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,A/D转换和处理,并输入计算机,得到F-l曲线,即铸铁压缩曲线,见图2。 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45~55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:bFb/A0(A0为试件变形前的横截面积)。 【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)。 2压缩实验步骤 (1)试件准备:用游标卡尺在试件中点处两个相互垂直的方向测量直径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。若夹具已安装好,对夹具进行检查。 (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。 二.铸铁F-△l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。 【实验数据记录及处理结果】 试