材料拉伸與壓縮實驗報告參考資料.doc

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1、碳鋼與鑄鐵的拉伸?壓縮實驗(實驗一)一?實驗目的1?測定碳鋼在拉伸時的屈服極限,強度極限,延伸率和斷面收縮率,測定鑄鐵拉伸時的強度極限?2?觀察碳鋼?鑄鐵在拉伸過程中的變形規(guī)律及破壞現(xiàn)象,并進行比較,使用繪圖裝置繪制拉伸圖(P-ΔL曲線)?二?實驗設(shè)備微機控制電子萬能材料試驗機?液壓式萬能材料試驗機?游標卡尺?三?實驗試祥1.為使各種材料機械性質(zhì)的數(shù)值能互相比較,避免試件的尺寸和形狀對試驗結(jié)果的影響,對試件的尺寸形狀GB6397-86作了統(tǒng)一規(guī)定,如圖1所示:圖1用于測量拉伸變形的試件中段長度(標距L0)與試件直徑d?必零滿足L0/d0=10或5,其延伸率分

2、別記做和δ10和δ52?壓縮試樣:低碳鋼和鑄鐵等金屬材料的壓縮試件一般做成很短的圓柱形,避免壓彎,一般規(guī)定試件高度h直徑d的比值在下列范圍之內(nèi):圖21≤≤3為了保證試件承受軸向壓力,加工時應使試件兩個端面盡可能平行,并與試件軸線垂直,為了減少兩端面與試驗機承墊之間的摩擦力,試件兩端面應進行磨削加工,使其光滑?四?實驗原理圖2為試驗機繪出的碳鋼拉伸P-△L曲線圖,拉伸變形ΔL是整個試件的伸長,并且包括機器本身的彈性變形和試件頭部在夾頭中的滑動,故繪出的曲線圖最初一段是曲線,流動階段上限B‘受變形速度和試件形式影響,下屈服點B則比較穩(wěn)定,工程上均以B點對應的載荷

3、作為材料屈服時的載荷PS,以試樣的初始橫截面積A0除PS,即得屈服極限:屈服階段過后,進入強化階段,試樣又恢復了承載能力,載荷到達最大值Pb,時,試樣某一局部的截面明顯縮小,出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象,這時示力盤的從動針停留在Pb不動,主動針則迅速倒退表明載荷迅速下降,試樣即將被拉斷?以試樣的初始橫截面面積A?除Pb得強度極限為延伸率δ及斷面收縮率φ的測定,試樣的標距原長為L0拉斷后將兩段試樣緊密地對接在一起,量出拉斷后的標距長為L1延伸率應為斷口附近塑性變形最大,所以L1的量取與斷口的部位有關(guān),如斷口發(fā)生于Lο的兩端或在Lο之外,則試驗無效,應重做,若斷口距L?的一

4、端的距離不在標距長度的中央?yún)^(qū)域內(nèi),要采用斷口移中的辦法;以度量試件位斷后的標距,設(shè)兩標點CC1之間共有10格,斷口靠近左段,如圖3,從臨近斷口的第一刻線d起,向右取10/2=5格,記作a,這就相當于把斷口擺在標距中央,再看a點到C1點有多少格,就由a點向左取相同的格數(shù),記作b,令Lˊ表示C至b的長度,L’表示b至a的長度,則L′+2L‘′的長度中包含的格數(shù)等于標距長度內(nèi)的格數(shù)10,即L′+2L‘′=L1?圖3試樣拉斷后,設(shè)頸縮處的最小橫截面面積為A1,由于斷口不是規(guī)則的圓形,應在兩個相互垂直的方向上量取最小截面的直徑,以其平均值計算A1,然后按下式計算斷面收

5、縮率:鑄鐵試件在變形極小時,就達到最大載荷Pb而突然發(fā)生斷裂?沒有屈服和頸縮現(xiàn)象,其強度極限遠小于低碳鋼的強度極限?圖4圖5圖4為低碳鋼試件的壓縮圖,在彈性階段和屈服階段,它與拉伸時的形狀基本上是一致的,而且也基本相同,所以說,低碳鋼材料在壓縮時的E和都與拉伸時大致相同,低碳鋼的塑性好,由于泊松效應,試件越壓越粗,不會破壞,橫向膨脹在試件兩端受到試件與承墊之間巨大摩擦力的約束,試件被壓成鼓形,進一步壓縮,會壓成圓餅狀,低碳鋼試件壓不壞,所以沒有強度極限?圖5為鑄鐵試件壓縮圖,P-ΔL比同材料的拉伸圖要高4-5倍,當達到最大載荷時鑄鐵試件會突然破裂,斷裂面法線

6、與試件軸線大致成~的傾角?這表面,鑄鐵壓縮破壞主要是由剪應力引起的?五?實驗步驟拉伸試驗步驟:1?試件準備(1)測量試樣尺寸測定試樣初始橫截面面積Aο時,在標距Lο的兩端及中部三個位置上,沿兩個互相垂直的方向,測量試樣直徑,以其平均值計算各橫截面面積,取三個橫截面面積中的最小值為Aο?2?試驗機準備使用電子萬能試驗機時(1)檢查試驗機的夾具是否安裝好,各種限位是否在實驗狀態(tài)下就位;(2)啟動試驗機的動力電源及計算機的電源;(3)調(diào)出試驗機的操作軟件,按提示逐步進行操作;(4)安裝試件?安裝時僅將試件上端夾緊,下端懸空,然后再試件上夾持引伸計;(5)啟動下降按

7、鈕將試件移下,停止安裝好試件,進行調(diào)零,回到試驗初始狀態(tài);(6)根據(jù)實驗設(shè)定,啟動實驗開關(guān)進行加載,注意觀察試驗中的試件及計算機上的曲線變化;(7)實驗完成,保存記錄數(shù)據(jù),打印實驗數(shù)據(jù)報告;(8)試件破壞后(非破壞性試驗應先卸載),斷開控制器并關(guān)閉,關(guān)閉動力系統(tǒng)及計算機系統(tǒng),清理還原?使用液壓萬能試驗機時(1)調(diào)整試驗機按要求調(diào)整檢查萬能材料試驗機,根據(jù)Pb=σb×Α?估計試件的最大載Pb,按最大載荷數(shù)值為度盤測力范圍的40%-80%的標準來選擇度盤和與其相匹配的擺錘,并調(diào)整示力指針為零?(2)安裝試樣先將試件安裝在試驗機上夾頭內(nèi),再移動下夾頭使之達到適當位

8、置,須注意使試樣垂直,并把試樣下端夾緊?(3)檢查及