實(shí)驗(yàn)三 壓縮實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)三 壓縮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測定壓縮時(shí)低碳鋼的屈服極限和鑄鐵的強(qiáng)度極限。2 觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時(shí)的變形和破壞現(xiàn)象，并進(jìn)行比較和分析原因。二、設(shè)備和量具 1萬能材料試驗(yàn)機(jī)。 2游標(biāo)卡尺。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟 低碳鋼和鑄鐵等金屬材料的壓縮試樣一般制成圓柱形，高h(yuǎn)o與直徑do之比在13 的范圍內(nèi)。目前常用的壓縮試驗(yàn)方法是兩端平壓法。這種壓縮試驗(yàn)方法，試樣的上下兩端與試驗(yàn)機(jī)承墊之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，它們阻礙著試樣上部及下部的橫向變形，導(dǎo)致測得的抗壓強(qiáng)度較實(shí)際偏高。當(dāng)試樣的高度相對增加時(shí)，摩擦力對試樣中部的影響就變得小了，因此抗壓強(qiáng)度與比值hodo有關(guān)。由此可見，壓縮試驗(yàn)是與試驗(yàn)條件有關(guān)的。為了在

2、相同的試驗(yàn)條件下，對不同材料的抗壓性能進(jìn)行比較，應(yīng)對hodo的值作出規(guī)定。實(shí)踐表明，此值取在13的范圍內(nèi)為宜。若小于l，則摩擦力的影響太大；若大于3，雖然摩擦力的影響減小，但穩(wěn)定性的影響卻突出起來。 低碳鋼試樣壓縮時(shí)同樣存在彈性極限、比例極限、屈服極限而且數(shù)值和拉伸所得的相應(yīng)數(shù)值差不多，但是在屈服時(shí)卻不象拉伸那樣明顯。從進(jìn)入屈服開始，試樣塑性變形就有較大的增長，試樣截面面積隨之增大。由于截面面積的增大，要維持屈服時(shí)的應(yīng)力，載荷也就要相應(yīng)增大。因此，在整個(gè)屈服階段，載荷也是上升的，在測力盤上看不到指針倒退現(xiàn)象，這樣，判定壓縮時(shí)的PS要特別小心地注意觀察。在緩慢均勻加載下，測力指針是等速轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)

3、材料發(fā)生屈服時(shí)，測力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)將出現(xiàn)減慢，這時(shí)所對應(yīng)的載荷即為屈服載荷PS。由于指針轉(zhuǎn)動(dòng)速度的減慢不十分明顯，故還要結(jié)合自動(dòng)繪圖裝置上繪出的壓縮曲線中的的拐點(diǎn)來判斷和確定PS。低碳鋼的壓縮圖（即P一1曲線）如圖31所示，超過屈服之后，低碳鋼試樣由原來的圓柱形逐漸被壓成鼓形，即如圖33。繼續(xù)不斷加壓，試樣將愈壓愈扁，但總不破壞。所以，低碳鋼不具有抗壓強(qiáng)度極限（也可將它的抗壓強(qiáng)度極限理解為無限大），低碳鋼的壓縮曲線也可證實(shí)這一點(diǎn)。圖3-1 低碳鋼壓縮圖 圖3-2 鑄鐵壓縮圖灰鑄鐵在拉伸時(shí)是屬于塑性很差的一種脆性材料，但在受壓時(shí)，試件在達(dá)到最大載荷Pb前將會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，最后被壓成鼓形而斷裂。

4、鑄鐵的壓縮圖（P一1曲線）如圖32所示，灰鑄鐵試樣的斷裂有兩特點(diǎn)：一是斷口為斜斷口，如圖34所示。 圖3-3 壓縮時(shí)低碳鋼變形示意圖 圖3-4 壓縮時(shí)鑄鐵破壞斷口二是按Pb/A0求得的遠(yuǎn)比拉伸時(shí)為高，大致是拉伸時(shí)的 34倍。為什么象灰鑄鐵這脆性材料的抗拉抗壓能力相差這么大呢？這主要與材料本身情況（內(nèi)因）和受力狀態(tài)（外因）有關(guān)。鑄鐵壓縮時(shí)沿斜截面斷裂，其主要原因是由剪應(yīng)力引起的。假使測量鑄鐵受壓試樣斜斷口傾角，則可發(fā)現(xiàn)它略大于45o而不是最大剪應(yīng)力所在截面，這是因?yàn)樵嚇觾啥舜嬖谀Σ亮υ斐傻?。四、試?yàn)步驟 1低碳鋼試樣的壓縮實(shí)驗(yàn) l）測定試樣的截面尺寸用游標(biāo)卡尺在試樣高度中央取一處予以測量，沿兩個(gè)

5、互相垂直的方向各測一次取其算術(shù)平均值作為do來計(jì)算截面面積Ao。用游標(biāo)卡尺測量試樣的高度。 2）試驗(yàn)機(jī)的調(diào)整估算屈服載荷的大小，選擇測力度盤，調(diào)整指針對準(zhǔn)零點(diǎn)，并調(diào)整好自動(dòng)繪圖儀。 3）安裝試樣將試樣準(zhǔn)確地放在試驗(yàn)機(jī)活動(dòng)平臺承墊的中心位置上。 4）檢查及試車試車時(shí)先提升試驗(yàn)活動(dòng)平臺，使試樣隨之上升。當(dāng)上承墊接近試樣時(shí)，應(yīng)大大減慢活動(dòng)臺上升的速度。注意：必須切實(shí)避免急劇加載。待試樣與上承墊接觸受力后，用慢速預(yù)先加少量載荷，然后卸載接近零點(diǎn)，檢查試驗(yàn)機(jī)包括自動(dòng)繪圖部分）工作是否正常。 5）進(jìn)行試驗(yàn)緩慢均勻地加載，注意觀察測力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和繪圖紙上曲線，以便及時(shí)而正確地確定屈服載荷，并記錄之。屈服階段結(jié)束后繼續(xù)加載，將試樣壓成鼓形即可停止。 2鑄鐵試樣的壓縮實(shí)驗(yàn) 鑄鐵試樣壓縮試驗(yàn)的步驟與低碳鋼壓縮試驗(yàn)基本相同，但不測屈