07實驗一低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能(最新整理)

1、標(biāo)題：任務(wù) 2.2 實驗一低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能教學(xué)目標(biāo)：1） 能口述實驗原理；2） 能操作拉伸試驗機設(shè)備；3） 能根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線；4） 能描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特征；5） 能描述應(yīng)力屈服極限s、強度極限b、斷后伸長率 a、斷面收縮率 z 的概念。教學(xué)重點及難點：1） 重點：繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線2） 難點：分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特征教學(xué)內(nèi)容（教學(xué)時數(shù)：2h）力學(xué)原理與工程應(yīng)用教案實驗項目：低碳鋼拉伸時力學(xué)性能實驗時間：實驗地點：建筑工程學(xué)院力學(xué)實驗室實驗課時：2h同組成員：一、實驗?zāi)康?、研究低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2、測定低碳鋼屈服極限s、強度極限b、斷后伸長率 a、斷面收縮率 z

2、二、實驗設(shè)備：we-600b 型萬能材料試驗機、游標(biāo)卡尺三、實驗原理1、構(gòu)件的強度和變形不僅與構(gòu)件的尺寸和承受的載荷有關(guān)，而且與所選用材料的力學(xué)性能有關(guān)。2、材料的力學(xué)性能是指材料承載時，在強度和變形等方面所表現(xiàn)出來的特性， 一般由試驗來確定。3、只討論在常溫和靜載條件下材料的力學(xué)性能。所謂常溫就是指室溫，靜載是指載荷從零開始緩慢地增加到一定數(shù)值后不再改變（或變化極不明顯）的載荷。4、試件。必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)(gb22876)加工成標(biāo)準(zhǔn)試件。通常采用圓截面的標(biāo)準(zhǔn)長試件（ l = 10d ）或短試件（ l = 5d ）。5、由于加工中存在誤差，所以試驗前要進行相關(guān)尺寸的測量。6、將試件裝在夾頭中，

3、然后開動機器緩慢增加載荷。7、試件受到由零逐漸增加的拉力 f 作用，同時發(fā)生伸長變形，加載一直進行到試件斷裂為止。8、這一過程中，試驗機的測力示值系統(tǒng)會顯示出每一時刻的拉力 f ，試驗機的位移-載荷記錄系統(tǒng)會將每一時刻的拉力 f 和對應(yīng)的變形dl 自動繪制成拉伸圖。9、拉伸圖反映出試件的力學(xué)性能與試件的尺寸是相關(guān)的。為了消除試件幾何尺寸的影響，利用s= fna和e= dl ，將拉伸圖轉(zhuǎn)化為應(yīng)力-應(yīng)變曲線。應(yīng)力-應(yīng)l變曲線反映試件材料本身的力學(xué)性能。四、實驗步驟1、試件尺寸測量2、安裝試件，檢查并啟動機器3、緩慢增加載荷，直至試件斷裂為止4、收集機器自動繪制的拉伸圖5、繪制應(yīng)力-應(yīng)變圖6、計算分

4、析得到材料的屈服極限、強度極限、斷后伸長率、斷面收縮率五、結(jié)果分析低碳鋼是工程上廣泛使用的金屬材料，它在拉伸時表現(xiàn)出來的力學(xué)性能具有典型性。由圖可見，整個拉伸過程大致可分為四個階段，現(xiàn)分別說明如下：1、彈性階段1） 彈性階段是以彈性變形現(xiàn)象命名的。彈性變形是指將外力撤去后，隨之消失的那部分變形。2） 圖中oa 為一直線段，這說明該段內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變成正比，即為已知的胡克定律s= ee3） 直線部分的最高點a 所對應(yīng)的應(yīng)力值sp 稱為比例極限，低碳鋼的比例極限為sp = 190 200 mpa4） oa 直線的傾角為a，其正切值tga= s = e ，即為材料的彈性模量。e5） 當(dāng)應(yīng)力超過比例極限后

5、，圖中的a a 段已不是直線，胡克定律不再適用。6） 但當(dāng)應(yīng)力值不超過a 所對應(yīng)的應(yīng)力se 時，如將外力卸去，試件的變形也隨之全部消失，這種變形即為彈性變形，se 稱為彈性極限。7） 比例極限和彈性極限的概念不同，但實際上a 點和a 點非常接近，通常對兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，統(tǒng)稱為彈性極限。在工程應(yīng)用中，一般均使構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)工作。2、屈服階段1） 屈服階段是以屈服現(xiàn)象命名的。試件進入這一階段，即圖中bc 段，曲線會劇烈波動，應(yīng)力雖不再增加，但變形卻繼續(xù)加大，材料暫時失去抵抗變形的能力， 這一現(xiàn)象稱為屈服現(xiàn)象。2） 屈服現(xiàn)象發(fā)生時，試件表面會出現(xiàn)與軸線成45的條紋，稱為滑移線。對于拋光較好的試件，

6、滑移線是可以看到的。3） 屈服現(xiàn)象及滑移線的出現(xiàn)，表明材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生改變，從這一階段開始將產(chǎn)生塑性變形，即外力撤去后會有殘余的變形。4） 屈服階段最低點對應(yīng)的應(yīng)力值ss 稱為屈服極限，是屈服現(xiàn)象發(fā)生的臨界應(yīng)力值。5） 工程中的機械零件通常不允許產(chǎn)生較大的塑性變形，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限時，便認(rèn)為已經(jīng)喪失正常的工作能力，所以屈服極限是衡量材料強度的重要指標(biāo)之一。低碳鋼的屈服極限為ss = 220 240 mpa 。3、強化階段屈服階段后，圖上出現(xiàn)上凸的曲線段，這表明，若要使材料繼續(xù)變形，必須增加應(yīng)力，即材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱為材料的強化， cd 段對應(yīng)的過程稱為材料的強化階段

7、。曲線最高點d 所對應(yīng)的應(yīng)力值用sb 表示，稱為材料的抗拉強度?？估瓘姸仁遣牧喜槐黄茐乃试S的最大應(yīng)力值，是衡量材料強度的又一重要指標(biāo)。低碳鋼的抗拉強度sb = 370 460 mpa 。4、頸縮斷裂階段1） 應(yīng)力達(dá)到抗拉強度后，在試件較薄弱的橫截面處發(fā)生急劇的局部收縮，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。2） 頸縮處的橫截面面積迅速減小，最終試件沿頸縮處被迅速拉斷，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈下降的de 段形狀。3） 試件拉斷后，彈性變形消失，但塑性變形仍保留下來。工程中用試件拉斷后殘留的塑性變形來表示材料的塑性性能。5、常用的塑性指標(biāo)延伸率dd= l-l 100%l斷面收縮率yy= a - a 100%a式中 l 試件的標(biāo)

8、距長度；l 試件拉斷后的長度；a 試件變形前的橫截面面積；a 試件斷裂處最小的橫截面面積。延伸率d和斷面收縮率y是衡量材料塑性大小的兩個重要指標(biāo)。d 5% 的材 料定義為塑性材料，d 5% 的材料定義為脆性材料。六、實驗小結(jié)1、整個拉伸過程大致可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮斷裂階段。2、一般均使構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)工作，應(yīng)力小于彈性極限se 。3、當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限ss 時，便認(rèn)為已經(jīng)喪失正常的工作能力。3、抗拉強度sb 是材料不被破壞所允許的最大應(yīng)力值。4、延伸率d 5% 的材料定義為塑性材料，d 5% 的材料定義為脆性材料?！啊薄啊盿t the end, xiao bian

9、 gives you a passage. minand once said, people who learn to learn are very happy people. in every wonderful life, learning is an eternal theme. as a professional clerical and teaching position, i understand the importance of continuous learning, life is diligent, nothing can be gained, only continuous learning can achieve better self. only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all walks of life keep up with the pace of enterprise development and innovate to meet the needs of