塑性成形原理实验指导书.docVIP

第一章 塑性成形原理 实验一 真实应力-------应变曲线的测定 一、实验目的： 测定铝的静态（室温、低速）真实应力——应变曲线。 二、实验原理： 在塑性成形力学分析中，真实应力——应变曲线是不可缺少的重要参数，例如材料进入塑性状态。必须满足等效应力等于单向应力状态下的屈服应力。而这个应力是随变形温度、变形速度和变形程度而变化的。 在一定温度、变形速度情况下，真实应力随变形程度的关系称为真实应力——应变曲线（也称硬化曲线）。这里真实应力是指在单向应力状态下，任一瞬时作用在试件上的变形力与该瞬时试件横截面积之比： -------------------------------（1） 真实应力——应变曲线可通过单向拉伸；均匀镦粗试验获得或通过扭转等试验间接获得。由于单向拉伸试验出现颈缩，变形程度爱到一定的限制，所以广泛采用均匀镦粗获得真实应力——应变曲线。 本实验采取以下措施： （1）、上下压板经淬硬、回火、硬削和抛光； （2）、试件尺寸比为； （3）、试件端面置浅坑，储存润滑剂 。 （4）、试件每压下10%时，重新涂润滑剂。 压缩时对数应变： ---------------------------------------------（2） ——压缩前试件高度 ——压缩瞬时试件高度 压缩时的真实力按平均压力计算： -----------------------------（3） ——试件变形某一瞬时面积 ； ——试件变形前面积； ——轴向载荷。 三、实验设备和仪器： 实验是在材力试验机上进行（也可在锤上或曲柄压力机上进行）。力和变形的测量采用传感器、应变仪。由X—Y记录仪记录变形和位移的变化。 二个传感器及X—Y记录仪简要说明见附录。 四、实验步骤： （1）、精确测量试件原始尺寸，； （2）、安装测力、测位移传感器并将其接入动态应变仪，再将应变仪输出端接入X—Y记录仪； （3）、标定传达传感器（可直接用标定曲线）； （4）、将试件上下端涂润滑剂（石腊），放在试件压板之间； （5）、加压变形，每变形△H= mm卸载，重涂润滑剂； （6）、再加压直至所需变形程度； （7）、X—Y记录仪记录变形过程。 五、实验记录： （1）试件尺寸： mm mm (2)标定曲线： （3）X—Y记录曲线 ： 实验报告： 实验报告先根据X—Y记录曲线，选定几个变形瞬时，由标定曲线计算S及，再根据S—绘制真实应力——应变曲线。 附 录 测力传感器及其标定曲线 采用自制测力传感器进行压力测定。测力传感器的弹性元件用40 Cr钢制成柱形。弹性元件的布片和接桥方法如图1所示。 图1 将测力传感器接入动态应变仪，函数记录仪测试系统，材料实验机上进行标定。根据测量范围分级加载，加载一次记录—对应的数值，然后依次卸载，即完成一次标定。根据精度要求，可做几次标定，标定曲线如图2，即P—X曲线（吨一毫米）。X为记录仪笔录高度（毫米）。 图2 位移传感器及其标定曲线 小位移的确定，采用自制等截面悬梁式位移传感器。 由材料力学可知，在比例极限内，等截面悬梁自由端的挠度关系式为：（图3） 图3 ——测得c处应变值； ——梁的厚度； ——梁自由端至固定端的距离； ——从自由端至被测处距离。 因此，当确定L、h、x 后，即可通过应变片测出，进而求得相应的△H值。 将位移传感器的悬梁弹性元件上贴片接入动态应变仪、记录仪系统，置于专用的标定装置上（图5），用千分表进行标定。做出△H—Y标定曲线，如图4。Y 为记录仪笔录高度。 图4 图5为专用的标定装置简图。 图5 三、X—Y函数记录仪 该函数记录仪是一种通用的笔式自动记录器，可以同时输入两个具有函数关系的变量信号，使记录笔按函数关系沿直角坐标的X轴和Y轴运动，在记录纸上描绘出两变量间的函数关系曲线（同时还可以记录某一变量的时间历程）。其工作原理如图6所示。 由于记录仪具有衰减器，可记录的信号电压达到几毫伏至三百伏的范围。该记录仪即可记录电量的函数关系曲线，也可配合传达感器测量和记录非电量的函数关系曲线。 常用的