萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)量材料的拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)量材料的拉伸力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?-了解試驗(yàn)設(shè)備一一萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造和工作原理，掌握其操作規(guī)程及使用注意事項(xiàng)。2、測(cè)定低碳鋼的彈性模量 E、屈服極限仃s、3、測(cè)定鑄鐵的割線彈性模量、強(qiáng)度極限4、觀察拉伸過(guò)程中的各種現(xiàn)象（彈性階段、并繪制兩種材料的拉伸圖（ 仃一W曲線）5、比較塑性材料和脆性材料力學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、RGM4100 100 kN萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)3、游標(biāo)卡尺4、鋼直尺強(qiáng)度極限 仃b、斷后伸長(zhǎng)率6和斷面收縮率 卬屈服階段、強(qiáng)化階段、局部變形階段、斷裂特征等）2、低碳鋼和鑄鐵的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件5、標(biāo)距儀機(jī)(a)(b)(c)三、試件試件一般制成圓形或矩形截面，圓形截

2、面形狀如下圖所示，試件中段用于測(cè)量拉伸變形，此段的長(zhǎng)度lo稱為“標(biāo)距”。兩端較粗部分是頭部，為裝入試驗(yàn)機(jī)夾頭內(nèi)部分，試件頭部形狀視試驗(yàn)機(jī)夾頭要求而定，可制成圓柱形（a）、階梯形（b）、螺紋形（c）。Lo1-JB-LLLodo試件的尺寸和形狀對(duì)桿件的強(qiáng)度和變形影響很大，也就影響按其均值表示的材料強(qiáng)度和塑性指標(biāo)。為了能正確地比較材料的機(jī)械性質(zhì)，國(guó)家對(duì)試件尺寸作了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。據(jù)此，對(duì)圓截面試樣標(biāo)品巨為：l=l0d 和l=5d對(duì)矩形截面試樣標(biāo)距為：l=11.3jA 和 l =5.65jA四、實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)所需的標(biāo)準(zhǔn)試件，利用標(biāo)距在試件的實(shí)驗(yàn)段上每隔10mm做上記號(hào)，共標(biāo)記100mm的實(shí)驗(yàn)段。將試件穩(wěn)

3、固的安裝在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭內(nèi)，按照要求安裝好引伸計(jì)，開(kāi)啟試驗(yàn)機(jī)和控制電腦，打開(kāi)操作軟件，設(shè)定相關(guān)參數(shù)。再次檢查所有儀器設(shè)備后，準(zhǔn)備開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。啟動(dòng)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)活動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)上夾頭上升時(shí)，試件便受到拉力作用，產(chǎn)生拉伸變形。力和變形的大小以及P-AL曲線可以通過(guò)試驗(yàn)機(jī)的配套電腦操作軟件直接顯示出來(lái)。低碳鋼是典型的塑性材料，試樣依次經(jīng)過(guò)彈性、屈服、強(qiáng)化和局部變形（頸縮）四個(gè)階段，其中前三個(gè)階段，試件的形狀是均勻變形的。在頸縮階段，試件的局部將會(huì)急劇變細(xì)。用試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)繪圖器繪出低碳鋼和鑄鐵的拉伸圖（下圖）。對(duì)于低碳鋼試件，在比例極限內(nèi)，力與變形成線性關(guān)系，拉伸圖上OA是一段斜直線（實(shí)際上試件開(kāi)始受

4、力時(shí)，頭部在夾頭內(nèi)有一點(diǎn)點(diǎn)滑動(dòng)，故拉伸圖最初一段是曲線），此階段稱為彈性階段。拉伸圖上BC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，這一現(xiàn)象稱為屈服，此階段則稱為屈服階段。試件經(jīng)過(guò)屈服階段后，若要使其繼續(xù)伸長(zhǎng)，由于材料在塑性變形過(guò)程不斷發(fā)生強(qiáng)化，因而試樣中的抗力不斷增長(zhǎng)（拉伸圖上CD曲線）。此階段稱為強(qiáng)化階段。試樣伸長(zhǎng)到一定程度后，荷載讀數(shù)反而逐漸降低（拉伸圖上DE曲線），此時(shí)可以看到試樣某一段內(nèi)的橫截面面積顯著地收縮，這一現(xiàn)象稱為“縮頸”現(xiàn)象。在試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)的過(guò)程中，由于“縮頸”部分的橫截面面積急劇縮小，因此，荷載讀數(shù)反而降低，一直到試樣被拉斷。此階段稱為局部變形階段。

5、鑄鐵試件在變形極小時(shí)，就達(dá)到最大載荷而突然發(fā)生斷裂，沒(méi)有屈服和頸縮現(xiàn)象，是典型的脆性材料。O低碳鋼拉伸圖0鑄鐵拉伸圖五、低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)步驟1、試件準(zhǔn)備沿著低碳鋼試件做好標(biāo)距長(zhǎng)度記號(hào)，并在標(biāo)距的范圍內(nèi)用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距記號(hào)的兩端及中間各取一個(gè)截面，共三個(gè)截面。每個(gè)截面沿互相垂直的兩個(gè)方向各測(cè)量一次直徑，取平均值。取這三個(gè)截面的最小值do作為計(jì)算橫截面A。的依據(jù)。2、安裝試件先將試件安裝在上夾頭上，調(diào)節(jié)上夾頭使試件移動(dòng)到合適位置，再把試件下端夾在下夾頭中夾緊。緩慢加載，觀察力的變化情況，以檢查試件是否已夾緊，如有打滑則需重新安裝。3、開(kāi)始實(shí)驗(yàn)開(kāi)啟試驗(yàn)機(jī)及配套軟件，啟動(dòng)加載按鈕使試件緩慢勻速加載，隨時(shí)

6、觀察軟件界面顯示拉伸過(guò)程中的各個(gè)階段的變形特征。直至試件斷裂。（各個(gè)階段所要得到的數(shù)據(jù)，電腦會(huì)自動(dòng)保存，實(shí)驗(yàn)后可以調(diào)用）。4、斷后測(cè)量將斷裂后的試件從試驗(yàn)機(jī)上取下來(lái)，將斷裂后的兩段試件對(duì)齊并拼接到一起。測(cè)量拼接后試件的標(biāo)距長(zhǎng)度以及斷裂部位的直徑。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，清理現(xiàn)場(chǎng)，從控制電腦上拷貝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。檢查實(shí)驗(yàn)記錄是否齊全，并請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查實(shí)驗(yàn)記錄。六、鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟與低碳鋼基本相同，但拉伸圖沒(méi)有明顯的四個(gè)階段，只有破壞荷載Fb,而且數(shù)值較小，變形也不大。因此加載時(shí)速度一定要慢，試件斷裂前沒(méi)有任何預(yù)兆，斷裂是突然發(fā)生的，是典型的脆性材料。最后觀察斷口形狀，其斷口形狀與低碳鋼有何不同，并請(qǐng)教師檢查試驗(yàn)記錄。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1、根據(jù)測(cè)得的屈服荷載Fs和最大荷載Fb,計(jì)算屈服極限仃s和強(qiáng)度極限仃b。2、對(duì)于低碳鋼FsAo3、對(duì)于鑄鐵，由于沒(méi)有屈服階段，故沒(méi)有屈服強(qiáng)度。同時(shí)，由于鑄鐵沒(méi)有彈性階段，因此其彈性模量為割線彈性模量。在工程計(jì)算中，通常取總應(yīng)變0.1%時(shí)仃-名曲線的割線斜率來(lái)確定。Ao4、根據(jù)拉伸前后試件的標(biāo)距長(zhǎng)度和橫截面面積，計(jì)算出試件的斷后伸長(zhǎng)率每和斷面收縮率中。即：.=lL-llo100%=Ao-A1100%loAo式中：lo和li分別為試件斷裂前、后的標(biāo)