实验四十二材料机械强度的测定.ppt

㈥ 测试报告 在试验报告中要说明： 试样制备方法 试样形状与尺寸 试体的横截面积、 断裂负荷、 一组试样的抗压强度、相对误差等。 Ⅳ. 陶瓷机械强度的测定 一：目的意义 陶瓷是一种脆性材料，在检选、加工、搬运和使用的过程中容易破损。因此，测定陶瓷的机械强度对陶瓷材料的科学研究、生产质量控制及使用都有重要的意义。测定陶瓷强度的负荷形式，一般用弯曲、拉伸或压缩。本实验的目的： 1. 了解影响陶瓷材料机械强度的各种因素。 2. 掌握陶瓷强度的测试原理与测试方法； [Ⅰ]：陶瓷抗张强度的测定 [Ⅱ]：陶瓷抗压强度的测定 Ⅳ. 陶瓷机械强度的测定 二．实验器材 1. 材料试验机，要求荷载50～100 KN吨，本试验采用WE-100型液压式万能试验机，最大试验力100 KN。如“实验六”中的图6-7所示。 2. 磨片机 3. 游标卡尺。 [Ⅰ] 陶瓷抗张强度的测定 ㈠ 实验原理 陶瓷材料中含有结晶颗粒、玻璃相及气孔，这使陶瓷结构中存在许多缺陷。特别是组成陶瓷材料的主要晶体和玻璃相多是脆性的的，因此，陶瓷在室温下呈现脆性，在外力的作用下会突然断裂。 测定陶瓷材料抗张强度有弯曲法、直接法和径向压缩法等多种方法。 弯曲法利用杆件试样做弯曲实验，可以求得抗张强度值，但这种方法有缺陷，常因施加的应力分布不均匀，使测定值偏高；直接法将试验制成“8”字形或“哑铃”形，对试样直接施加拉伸负荷。但是，陶瓷是脆性材料，应变小，只要试样的负荷中心线有偏差，就会受到剪应力和弯应力的影响，使测定结果偏低。径向压缩法则是比较先进和科学的方法。 σt = 2 P /πD L （42— 7） 根据弹性理论，如在陶瓷圆柱体试样的径向平面沿着试样长度L施加两个方向相反，均匀分布的集中载荷P，在承受载荷的径向平面上，将产生与该平面相垂直的左右分离的均匀拉伸应力。当这种应力逐渐增加到一定程度时，试样就沿径向平面劈裂破坏。这是径向压缩引起拉伸的基本原理。用这种方法测定时，试样的抗张强度按下式计算： 式中 σt —— 试样的抗张强度，N / m2 或Kgf/cm2 ； P —— 试样破坏时的压力值，N 或K g f ； D —— 圆柱体试样的直径，m 或cm ； L —— 圆柱体试样的长度，m 或cm 。 （a） 试样受力分析 (b) 沿中心线各点的应力状态 图42-17 径向压缩试验法原理 ㈡ 试样夹具 试样夹具是一个辅助压具。是两个相互平行的板，它由钢材制造，并淬火到足以防止负荷过量时变形。 ㈢ 试样的制备 1．按生产工艺条件制备直径（D）为20±2 mm，长度（L）为20±2 mm的规整圆柱体试样10～15件。试样不允许有轴向变形。 2．将试样清洗干净，剔除有明显缺陷和有圆度误差的试样，干燥后待用。 ㈣ 测试步骤 1．按试验机的操作规程，选择量程，调校仪器。将两压板效验平行。如加压板出现不平整时，应加工使之平整。 2．将试样横放在加压板正中，两中心线与加压板之间垫衬厚为1 mm 的马粪纸。 3．以4×102 N/sec（即40 kgf/sec）的速度均匀加载，准确读取并记录试验破坏时的压力值。 ㈤ 结果记录与计算 1．测定记录 将有关的测试数据记入下表中。 2．结果计算 试样的抗张强度按（42— 7）进行计算。在计算中，各种数据按修约规则处理。舍弃异常数据。以5个试样的平均值为抗张强度的最终结果。 试样名称 测定人 测定日期 试样处理 试样编号 D×L( cm × cm m × m ) 最大压力测值( N 或K g f ) σ( N / m2 或K g f / cm2 ) 舍弃情况 最终测定结果 1 2 3 …… 陶瓷材料抗张强度测定记录表 [Ⅱ] 陶瓷抗压强度的测定 本实验为日用陶瓷材料烧结试样在常温下抗压强度的测定。 ㈠ 实验原理 陶瓷抗压强度的测定一般采用轴心受压的形式。陶瓷材料的破裂往往从表面开始，因此试样大小和形状对测量结果有较大的影响。试样的尺寸增大，存在缺陷的几率也增大，测得的抗压强度值偏低。因此，试样的尺寸应当小一点，以降低缺陷的几率，减少“环箍效应”对测试结果的影响。 试验证明，圆柱体试样的抗压强度略高于立方体的试样的抗压强度。这是因为，在制取试样时，圆柱体试样的一致性优于立方体。圆柱体的内部应力较立方体均匀。在对试样施加压力时，圆柱体受压方向确定；而立方体受压方向难于统一确定，不同方向的抗压强度有差异。 此外，试样的高