材料拉伸與壓縮試驗報告

1、材料的拉伸壓縮實驗【實驗?zāi)康摹?研究低碳鋼、鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸圖。2確定低碳鋼在拉伸時的機械性能（比例極限Rp、下屈服強度ReL、強度極限Rm、延伸率A、斷面收縮率Z等等）。3. 確定鑄鐵在拉伸時的力學(xué)機械性能。4.研究和比較塑性材料與脆性材料在室溫下單向壓縮時的力學(xué)性能。【實驗設(shè)備】1. 微機控制電子萬能試驗機；2. 游標(biāo)卡尺。3、記號筆 4、低碳鋼、鑄鐵試件 【實驗原理】1、拉伸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(jìn)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1。對于低碳鋼材料，由圖1曲線中發(fā)現(xiàn)OA直線，說明F正比于Dl，此階段稱為

2、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(yīng)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(yīng)用ss=Fs/ A0（A0為試件變形前的橫截面積）計算屈服極限。圖1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(jìn)入強化階段。當(dāng)載荷達(dá)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(yīng)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

3、伸前后試件的標(biāo)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(biāo)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(jìn)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，即鑄鐵壓縮曲線，見圖2。圖2 鑄鐵壓縮曲線對鑄鐵材料，當(dāng)承受壓縮載荷達(dá)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4555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(xué)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

4、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（A0為試件變形前的橫截面積）。【實驗步驟及注意事項】1、拉伸實驗步驟（1）試件準(zhǔn)備：在試件上劃出長度為l0的標(biāo)距線，在標(biāo)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(zhǔn)備：按試驗機計算機打印機的順序開機，開機后須預(yù)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(zhǔn)備好夾具，并安裝在夾具座上。若夾具已安裝好，對夾具進(jìn)行檢查。（4）夾持試

5、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(hù)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(jìn)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(biāo)卡尺測出試件斷裂后的標(biāo)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）。2壓縮實驗步驟（1）試件準(zhǔn)備：用游標(biāo)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(zhǔn)備：按試驗機計算機

6、打印機的順序開機，開機后須預(yù)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(zhǔn)備好夾具，并安裝在夾具座上。若夾具已安裝好，對夾具進(jìn)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(jìn)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。二.鑄鐵F-l壓縮曲線1鑄鐵的極限強度：2鑄鐵斷口呈不平整狀，是典型的脆性斷裂；低炭鋼斷口外圍光滑，

7、是塑性變形區(qū)域，中部區(qū)域才呈現(xiàn)脆性斷裂的特征。這表明，鑄鐵在超屈服應(yīng)力下，瞬時斷開；而低碳鋼在超應(yīng)力的時候，有塑性形變過程，發(fā)生頸縮，直到斷面面積減小到一定程度時，才瞬時斷裂?！緦嶒灁?shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果】試件材料低碳鋼實驗前截面直徑測量部位上中下121212測量數(shù)值10.0810.0410.0210.0610.0610.10平均值10.0610.0410.0810.04截面面積79.17標(biāo)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25.61標(biāo)距長度147.21屈服載荷22.56鑄鐵拉伸屈服極限285無強度載荷34.767.85強度極限445100（衡量

8、鑄鐵強度的唯一指標(biāo)）延伸率29.65%拉斷的伸縮率很小斷面收縮率67.65% 壓縮鑄鐵壓縮低碳鋼壓縮前:截面面積79.4974.20斷面45斜面壓成鐵餅，越壓越扁，橫截面積不斷增大，試樣抗壓能力也繼續(xù)增強。強度極限625越壓越扁，橫截面積不斷增大，試樣抗壓能力也繼續(xù)增強，所以無壓縮時的強度極限強度載荷49.85但由于它是不斷向上延伸的，隨壓縮抗壓能力也逐漸增強，故最大強度荷載不可知【實驗結(jié)論】1鑄鐵作為脆性材料，抗拉強度很低，不宜作為抗拉材料。但是其抗壓能力強，宜于作為抗壓構(gòu)件的材料。2低碳鋼壓縮時的彈性模量和屈服極限與拉伸時大致相同，進(jìn)入屈服階段后，試樣越壓越扁，橫截面積不斷增大，抗壓能力也繼續(xù)增強，因而得不到壓縮時的強度極限。3低碳鋼抗壓抗拉能力都很高。適宜于抗壓抗拉?！緦嶒灨邢搿?通過實驗，把課