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1、材料的拉伸壓縮實驗一、實驗目的1.觀察試件受力和變形之間的相互關(guān)系；2.觀察低碳鋼在拉伸過程中表現(xiàn)出的彈性、屈服、強化、頸縮、斷裂等物理現(xiàn)象；觀察鑄鐵在壓縮時的破壞現(xiàn)象。3.測定拉伸時低碳鋼的強度指標（ss、sb）和塑性指標（d、y）；測定壓縮時鑄鐵的強度極限sb。4.學習、掌握電子萬能試驗機的使用方法及工作原理。二、實驗設(shè)備1.微機控制電子萬能試驗機；2.游標卡尺。三、實驗材料拉伸實驗所用試件（材料：低碳鋼）如圖1所示，壓縮實驗所用試件（材料：鑄鐵）如圖2所示：d0l0l圖1拉伸試件圖2壓縮試件四、實驗原理1、拉伸
2、實驗低碳鋼試件拉伸過程中，通過力傳感器和位移傳感器進行數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換和處理，并輸入計算機，得到F-Dl曲線，即低碳鋼拉伸曲線，見圖3。對于低碳鋼材料，由圖3曲線中發(fā)現(xiàn)OA直線，說明F正比于Dl，此階段稱為彈性階段。屈服階段（B-C）常呈鋸齒形，表示載荷基本不變，變形增加很快，材料失去抵抗變形能力，這時產(chǎn)生兩個屈服點。其中，B￠點為上屈服點，它受變形大小和試件等因素影響；B點為下屈服點。下屈服點比較穩(wěn)定，所以工程上均以下屈服點對應的載荷作為屈服載荷。測定屈服載荷Fs時，必須緩慢而均勻地加載，并應用ss=Fs/A0
3、（A0為試件變形前的橫截面積）計算屈服極限。圖3低碳鋼拉伸曲線屈服階段終了后，要使試件繼續(xù)變形，就必須增加載荷，材料進入強化階段。當載荷達到強度載荷Fb后，在試件的某一局部發(fā)生顯著變形，載荷逐漸減小，直至試件斷裂。應用公式sb=Fb/A0計算強度極限（A0為試件變形前的橫截面積）。根據(jù)拉伸前后試件的標距長度和橫截面面積，計算出低碳鋼的延伸率d和端面收縮率y，即，式中，l0、l1為試件拉伸前后的標距長度，A1為頸縮處的橫截面積。2、壓縮實驗鑄鐵試件壓縮過程中，通過力傳感器和位移傳感器進行數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換和處理，并輸
4、入計算機，得到F-Dl曲線，即鑄鐵壓縮曲線，見圖4。圖4鑄鐵壓縮曲線對鑄鐵材料，當承受壓縮載荷達到最大載荷Fb時，突然發(fā)生破裂。鑄鐵試件破壞后表明出與試件橫截面大約成45°～55°的傾斜斷裂面，這是由于脆性材料的抗剪強度低于抗壓強度，使試件被剪斷。材料壓縮時的力學性質(zhì)可以由壓縮時的力與變形關(guān)系曲線表示。鑄鐵受壓時曲線上沒有屈服階段，但曲線明顯變彎，斷裂時有明顯的塑性變形。由于試件承受壓縮時，上下兩端面與壓頭之間有很大的摩擦力，使試件兩端的橫向變形受到阻礙，故壓縮后試件呈鼓形。鑄鐵壓縮實驗的強度極限：sb=Fb/A0（
5、A0為試件變形前的橫截面積）。五、實驗步驟及注意事項1、拉伸實驗步驟（1）試件準備：在試件上劃出長度為l0的標距線，在標距的兩端及中部三個位置上，沿兩個相互垂直方向各測量一次直徑取平均值，再從三個平均值中取最小值作為試件的直徑d0。（2）試驗機準備：按試驗機?計算機?打印機的順序開機，開機后須預熱十分鐘才可使用。按照“軟件使用手冊”，運行配套軟件。（3）安裝夾具：根據(jù)試件情況準備好夾具，并安裝在夾具座上。若夾具已安裝好，對夾具進行檢查。（4）夾持試件：若在上空間試驗，則先將試件夾持在上夾頭上，力清零消除試件自重后再夾
6、持試件的另一端；若在下空間試驗，則先將試件夾持在下夾頭上，力清零消除試件自重后再夾持試件的另一端。（5）開始實驗：點擊主機小鍵盤上的試樣保護鍵，消除夾持力；位移清零；按運行命令按鈕，按照軟件設(shè)定的方案進行實驗。（6）記錄數(shù)據(jù)：試件拉斷后，取下試件，將斷裂試件的兩端對齊、靠緊，用游標卡尺測出試件斷裂后的標距長度l1及斷口處的最小直徑d1（一般從相互垂直方向測量兩次后取平均值）。1、壓縮實驗步驟（1）試件準備：用游標卡尺在試件中點處兩個相互垂直的方向測量直徑d0，取其算術(shù)平均值，并測量試件高度h0。（2）試驗機準備：按試
7、驗機?計算機?打印機的順序開機，開機后須預熱十分鐘才可使用。按照“軟件使用手冊”，運行配套軟件。（3）安裝夾具：根據(jù)試件情況準備好夾具，并安裝在夾具座上。若夾具已安裝好，對夾具進行檢查。（4）放置試件：試驗力清零；把試件放在壓盤中間，通過小鍵盤調(diào)節(jié)橫梁位置，通過肉眼觀察，到上壓盤離試件上平面還有一定縫隙時停止。（注意：盡量將試件放在壓盤中心，如放偏的話對試驗結(jié)果甚至是試驗機都有影響。）（5）開始實驗：位移清零；按運行命令按鈕，按照軟件設(shè)定的方案進行實驗。（6）記錄數(shù)據(jù)：試件壓斷后，取下試件；記錄強度載荷Fb。六、實驗
8、數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果1.低碳鋼F-△l拉伸曲線2.實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理試件材料低碳鋼試件規(guī)格實驗前截面直徑測量部位上中下121212測量數(shù)值10.0810.0410.0210.0610.610.10平均值10.0610.0410.0810.04截面面積79.17標距長度113.54實驗后斷口截面直徑測量數(shù)值125.725.70平均值5.71截面面積
