铸铁低碳钢压缩实验哈工程大学：.ppt

压 缩 试 验 压 缩 试 验 压 缩 试 验 压 缩 试 验 五、实验步骤 1、测量试件的尺寸。用游标卡尺测量相互垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件的直径。 2、检查实验机。估算试件拉断所需的最大载荷，在实验机的刻度盘上选择适当的量程，并调节刻度盘指针于零点。 3、将试件放在实验机上下两个压头之间，开动实验机进行实验。 4、在压缩过程中要注意观察试件变形及刻度盘上指针的走动情况，并记录必要的数据。如在均匀位移加载的低碳钢压缩实验中，起先缓慢匀速走动的指针达到某时刻后，开始来回摆动，对应指针回摆过程中的载荷的最小值，为相应于屈服极限的屈服载荷。由于低碳钢是越压越扁的，所以过屈服之后将试件再压一段时间，就可以将试件取下。 此时的载荷值不用记录。 5、实验完毕后取下试件，恢复实验机。 六、思考题 1、低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能有什么区别？ 2、分析低碳钢和铸铁在压缩时的破坏原因。 扭 转 试 验 扭 转 试 验 扭 转 试 验 圆轴扭转时所发生的变形是各圆周线的形状、大小和间距均未改变，仅绕轴线相对转动；各纵向线则倾斜了同一微小角度。 圆轴的横截面在扭转后仍保持为平面，其形状和大小不变，半径仍保持为直线，且相邻两截面间的距离不变。 由材料力学我们知道圆轴扭转时横截面上距圆心为ρ的任意点处的剪应力计算公式 圆轴扭转时在与截面成00或900的方向上存在 最大剪应力，且最大剪应力产生在试件的外表 层，其值等于 所以 对于低碳钢塑性材料，其抗剪能力较差，所以扭 转时会在剪应力最大的横截面上被剪坏。对于铸 铁脆性材料，其抗拉能力较差，所以扭转时将沿 着最大拉应力面被拉断。 五、扭转试验机 在机体上有一个基本固定的夹头，用两平面和夹紧螺栓固定扭转试样的一端。基座上有一个能水平移动的电动减速装置，其左端是一个可旋转的夹头，以夹持试样的另一端。当电动减速器转动时，带动活动夹头转动，而使试样的一端相对于另一端发生了转动，故试件受扭而产生变形。 扭 转 试 验 活动夹头转动速度设置如下 快速设置：速度设置开关扳于0～360°/min，表示活动夹头转动速度在0～360°/min的范围内变化，具体的速度由速度调节钮的转动来决定。 慢速设置：速度设置开关搬于0～36°/min之间变化。具体的速度由速度调节钮的转动量来决定。 电机开关按钮：电机的转动由三个按钮决定，“正”为正转，“反”为反转，“停”为不转。改变电机转向时，应先按“停”然后再换回。 六、扭转实验操作 1、打开试验机电源预热仪器，测量试样尺寸。 2、将试样的一端安装于活动夹头中，并夹紧。 3、慢慢移动电动减速装置，使试样的未夹持端移动至固定夹头的近旁。开动电机转动试样，使试样端部截面形状转动到与固定夹头处的形状正对上时就停机。推动电动减速装置，使试样插入固定夹头之中，并夹紧。 4、启动电机（正转或反转）。低碳钢试件在弹性范围内和铸铁试样的全过程的变形较小，应用较低的速度，低碳钢试样在塑性范围内应用较高一点的速度。 5、实验中应注意记录屈服时的扭转力矩和破坏时的扭转力矩。刻度盘上有一从动指针，可利用来指示最大荷载。 6、作完试验后，关闭总电源。 七、思考题 1、低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同现象？断口有何不同？试分析其原因。 2、综合分析低碳钢和铸铁在拉、压、扭实验中 的破坏形式和原因。 * 一、试验目的 1．测定低碳钢压缩屈服极限ssc； 2．测定灰口铸铁抗压强度sbc； 二、试验仪器 万能材料试验机和游标卡尺。 三、试样 标准试样： d0 h0 粗短圆柱体： d0 10~25mm h0 1~3d0 3．观察低碳钢和铸铁在压缩时的变形及破坏形式，并进行比较。 四、试验原理 1．测定低碳钢压缩屈服点ssc O F Dl 压缩屈服点： 拉伸试验 低碳钢在压缩过程中，当应力小于屈服应力时，其变形情况与拉伸时基本相同。当达到屈服应力后，试样产生塑性变形，随着压力的继续增加，试样的横截面面积不断变大直至被压扁。故只能测其屈服载荷Fsc。 Fsc 低碳钢压缩试验现象： 塑性材料在单向压缩轴力的作用下，只能随着外力的加大，试件将越压越扁（材料的滑移引起截面的迅速加大）。轴力虽然加大，应力并不成比例增大。由于压缩过程不存在拉伸时的塑性失稳现象，压缩作用下材料的晶格滑移将在整个试件内普遍达到很高的水平。延性好的材料只能被压扁，发生充分的塑性流动，而不会发生明显的断裂破坏。只有部分材料的试件在被充分压扁的同时，沿其边缘出现齿状的裂痕。 2．测定灰口铸铁抗压强度sbc O F Dl 强度极限： 拉伸试验 Fbc 脆性材料的应力应变曲线的特点： 1、初始弹性阶段的线性部分不明显，其原因和拉伸时一样。但曲线仍需要在弹性变形范围内，用线性拟合技术