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材料力学拉伸实验报告
材料力学拉伸实验报告
中山大学工学院、理论与应用力学刘广编制
实验编号及题目:实验一 低碳钢、铸铁拉伸试验
《材料力学》课程实验报告纸
院系:工学院 实验人姓名:刘广 日期:2021 年 10 月 18 号 专业:理论与应用力学 年级:2021 级
参加人姓名:刘广、马鹏程、杨航、罗嘉辉、林泽鹏、
刘志豪、林静榕、刘海峰
温度:28° C
学号 实验一:低碳钢、铸铁拉伸试验 一、实验目的 本试验以低碳钢和铸铁为代表,了解塑性材料在简单拉伸时的机械性质。它是力学性能 试验中最基本最常用的一个。一般工厂及工程建设单位都广泛利用该实验结果来检验材料的 机械性能。试验提供的 E,ReL,Rm,A 和 Z 等指标,是评定材质和进行强度、刚度计算的重要 依据。本试验具体要求为: 1.了解材料拉伸时力与变形的关系,观察试件破坏现象。 2.测定强度数据,如屈服点 ReL,抗拉强度 Rm。 3.测定塑性材料的塑性指标:拉伸时的伸长率 A,截面收缩率 Z。 4.比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。 二:实验仪器与设备: ① 微机控制电液伺服万能试验机 ② 全数字闭环测控系统 ③ 电子引伸计 ④ 游标卡尺 ⑤ 刻度尺 ⑥ 橡皮筋 三、实验原理 进行拉伸试验时,外力必须通过试样轴线,以确保材料处于单向应力状态。一般试验机都 设有自动绘图装置,用以记录试样的拉伸图即 F-ΔL 曲线,形象地体现了材料变形特点以及 各阶段受力和变形的关系。但是 F-ΔL 曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸 的影响。因此,拉伸图往往用名义应力、应变曲线(即 R-ε曲线)来表示: 0-150mm 0-30cm 最小刻度 0.02mm 最小刻度 0.5mm 2条 型号 SHT5305 型号 DCS-300 最大负荷 300kN 1台 1台 1个
F ——试样的名义应力 S0
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中山大学工学院、理论与应用力学刘广编制
实验编号及题目:实验一 低碳钢、铸铁拉伸试验
《材料力学》课程实验报告纸
院系:工学院 姓名:刘广 学号日期:2021 年 10 月 18 号
?L ——试样的名义应变 L0
S0 和 L0 分别代表初始条件下的面积和标距。R-ε曲线与 F-ΔL 曲线相似,但消除了几何 尺寸的影响。因此,能代表材料的属性。单向拉伸条件下的一些材料的机械性能指标就是在 R-ε曲线上定义的。如果试验能提供一条精确的拉伸图,那么单向拉伸条件下的主要力学性 能指标就可精确地测定。 不同性质的材料拉伸过程也不同,其 R-ε曲线会存在很大差异。低碳钢和铸铁是性质截 然不同的两种典型材料,它们的拉伸曲线在工程材料中十分典型,掌握它们的拉伸过程和破 坏特点有助于正确、合理地认识和选用材料。 低碳钢具有良好
的塑性,由 R-ε曲线(图 1-1)可以看出,低碳钢断裂前明显地分成四个 阶段: 弹性阶段(OA):试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载,试样仍恢复原来的尺寸,没 有任何残余变形。习惯上认为材料在弹性范围内服从虎克定律,其应力、应变为正比关系, 即 R ? E? (1-1) 比例系数 E 代表直线 OA 的斜率,称作材料的弹性模量。 屈服(流动)阶段(BC):R-ε曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧失抵抗继续 变形的能力。这时,应力基本上不变化,而变形快速增长。通常把下屈服点(Bˊ)作为材料 屈服极限 ReL。ReL 是材料开始进入塑性的标志。结构、零件的应力一旦超过 ReL,材料就会屈服, 零件就会因为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限 ReL 作为确定许可应力的基础。 从屈服阶段开始,材料的变形包含弹性和塑性两部分。如果试样表面光滑,材料杂质含量少, 可以清楚地看到表面有 45°方向的滑移线。
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中山大学工学院、理论与应用力学刘广编制
实验编号及题目:实验一 低碳钢、铸铁拉伸试验
《材料力学》课程实验报告纸
院系:工学院 姓名:刘广 学号日期:2021 年 10 月 18 号
强化阶段(CD):屈服阶段结束后,R-ε曲线又开始上升,材料恢复了对继续变形的抵抗 能力,载荷就必须不断增长。如果在这一阶段卸载,弹性变形将随之消失,而塑性变形将永 远保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后若重新加载,加载线仍与弹性阶 段平行,但重新加载后,材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高,而塑性却相应下降。这 种现象称作为形变强化或冷作硬化。冷作硬
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