低碳鋼拉伸試驗工程力學(xué)實踐參考答案

1、低碳鋼拉伸試驗實驗前數(shù)據(jù)：1、低碳鋼：l0=100，d0=10+學(xué)號后三位÷1000 2、鑄 鐵：l0=100，d0=10+學(xué)號后三位÷1000試驗后數(shù)據(jù)：1、低碳鋼：l1=l0+學(xué)號后三位÷10， d1=6+學(xué)號后三位÷1000， Ps=22+學(xué)號后三位÷1000，Pb=33+學(xué)號后三位÷1000 2、鑄 鐵：l1l0， d1=d0+0.02 Pb=14+學(xué)號后三位÷1000答:拉伸實驗中試樣的延伸率的大小同試樣的材料有關(guān)，也與試件的標(biāo)距有關(guān)，另外試件局部變形較大的斷口部分，在不同長度的標(biāo)距中所占比例也不同，因此拉伸試驗中

2、必須采用標(biāo)準(zhǔn)試件或比例試件，這樣其有關(guān)性質(zhì)才具可比性。材料相同而長短不同的試件通常情況下延伸率是不同的(橫截面面積與長度存在某種特殊比例關(guān)系除外)。答:試件在拉伸時鑄鐵延伸率小表現(xiàn)為脆性，低碳鋼延伸率大表現(xiàn)為塑性；低碳鋼具有明顯的線彈性階段、屈服階段、局部頸縮階段，而鑄鐵均無；低碳鋼在變形到強(qiáng)化階段有冷作硬化和冷作時效現(xiàn)象，而鑄鐵無。 低碳鋼斷口為直徑縮小的杯錐狀，斷口組織為暗灰色纖維狀組織。鑄鐵斷口為平齊的橫截面，斷口組織為閃光的結(jié)晶狀組織。答: 彈性模量是材料的固有性質(zhì)，與試件的尺寸和形狀無關(guān)。答: 逐級加載方法所求出的彈性模量與一次加載到最終值所求出的彈性模量不相同，采用逐級加載方法所求

3、出的彈性模量可降低誤差，同時可以驗證材料此時是否處于彈性狀態(tài)，以保證實驗結(jié)果的可靠性。一、 單項選擇題1 塑性材料冷作硬化后，材料的力學(xué)性能發(fā)生了變化。試判斷以下結(jié)論哪一個是正確的：_B_(A) 屈服應(yīng)力提高，彈性模量降低；(B) 屈服應(yīng)力提高，塑性降低；(C) 屈服應(yīng)力不變，彈性模量不變；(D) 屈服應(yīng)力不變，塑性不變。2 低碳鋼材料在拉伸實驗過程中，不發(fā)生明顯的塑性變形時，承受的最大應(yīng)力應(yīng)當(dāng)小于的數(shù)值，有以下4種答案，請判斷哪一個是正確的：_B_(A) 比例極限；(B) 屈服極限；(C) 強(qiáng)度極限；(D) 許用應(yīng)力。3 根據(jù)下圖所示的三種材料試樣的拉伸試驗時的應(yīng)力應(yīng)變曲線，得出如下四種結(jié)論

4、，請判斷哪一個是正確的： B_(A) 強(qiáng)度極限 sb1 = sb2 sb3； 彈性模量 E1 > E2 > E3； 延伸率 d1 > d2 > d3；(B) 強(qiáng)度極限 sb2 > sb1 sb3； 彈性模量 E2 > E1 > E3； 延伸率 d1 > d2 > d3；(C) 強(qiáng)度極限 sb1 = sb3 sb2； 彈性模量 E3 > E1 > E2； 延伸率 d3 > d2 > d1； (D) 強(qiáng)度極限 sb1 = sb2 sb3； 彈性模量 E2 > E1 > E3； 延伸率 d2 > d1 &

5、gt; d3；4 關(guān)于低碳鋼試樣拉伸至屈服時，有以下結(jié)論，請判斷哪一個是正確的：_C_(A) 應(yīng)力和塑性變形很快增加，因而認(rèn)為材料失效；(B) 應(yīng)力和塑性變形雖然很快增加，但不意味著材料失效；(C) 應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，因而認(rèn)為材料失效；(D) 應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，但不意味著材料失效。5 低碳鋼加載卸載 再加載路徑有以下四種，請判斷哪一個是正確的：_D_(A) OAB BC COAB ；(B) OAB BD DOAB ；(C) OAB BAOODB；(D) OAB BD DB。6關(guān)于材料的力學(xué)一般性能，有如下結(jié)論，請判斷哪一個是正確的：_A_(A) 脆性材料的抗拉能力低于其

6、抗壓能力；(B) 脆性材料的抗拉能力高于其抗壓能力；(C) 塑性材料的抗拉能力高于其抗壓能力；(D) 脆性材料的抗拉能力等于其抗壓能力。二、 填空低碳鋼拉伸試驗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線（曲線），隨著載荷的逐漸增大，材料呈現(xiàn)出不同的力學(xué)性能：（1）彈性階段（Ob段）在拉伸的初始階段，曲線（Oa段）為一直線，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定理，此階段稱為線形階段。線性段的最高點稱為材料的_比例極限_（），線性段的直線斜率即為材料的_拉壓彈性模量_(E)。（2）屈服階段（bc段）超過彈性階段后，應(yīng)力幾乎不變，只是在某一微小范圍內(nèi)上下波動，而應(yīng)變卻急劇增長，這種現(xiàn)象成為屈服。使材料發(fā)生屈服的應(yīng)力稱為_屈服極

7、限_（）。當(dāng)材料屈服時，如果用砂紙將試件表面打磨，會發(fā)現(xiàn)試件表面呈現(xiàn)出與軸線成斜紋。這是由于試件的斜截面上作用有最大_切應(yīng)力_，這些斜紋是由于材料沿最大_切應(yīng)力_作用面產(chǎn)生滑移所造成的，故稱為滑移線。（3）硬化階段（ce段）若在此階段卸載，則卸載過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線為一條斜線（如斜線），其斜率與比例階段的直線段斜率大致相等。當(dāng)載荷卸載到零時，變形并未完全消失，應(yīng)力減小至零時殘留的應(yīng)變稱為_塑性應(yīng)變_，相應(yīng)地應(yīng)力減小至零時消失的應(yīng)變稱為彈性應(yīng)變。卸載完之后，立即再加載，則加載時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本上沿卸載時的直線變化。因此，如果將卸載后已有塑性變形的試樣重新進(jìn)行拉伸實驗，其比例極限或彈性極限將得到提

8、高，這一現(xiàn)象稱為_冷作硬化_。在硬化階段應(yīng)力應(yīng)變曲線存在一最高點，該最高點對應(yīng)的應(yīng)力稱為材料的_強(qiáng)度極限_（），其所對應(yīng)的載荷為試件所能承受的最大載荷。（4）頸縮階段（ef段）試樣拉伸達(dá)到強(qiáng)度極限之前，在標(biāo)距范圍內(nèi)的變形是均勻的。當(dāng)應(yīng)力增大至強(qiáng)度極限之后，試樣出現(xiàn)局部顯著收縮，這一現(xiàn)象稱為_局部頸縮_。頸縮出現(xiàn)后，使試件繼續(xù)變形所需載荷減小，故應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)下降趨勢，直至最后在f點斷裂。試樣的斷裂位置處于頸縮處，斷口形狀呈杯狀，這說明引起試樣破壞的原因不僅有拉應(yīng)力還有切應(yīng)力。三、 名詞解釋1 冷作硬化將試樣拉伸變形到材料的強(qiáng)化階段卸載，將卸載后已有塑性變形的試樣馬上加載做拉伸實驗，其比例極限或彈性極限將得到提高，這一現(xiàn)象稱為冷作硬化。2 s0.2 對于無屈服階段的塑性材料，規(guī)定對應(yīng)于試件卸載后產(chǎn)生0.2%殘余線應(yīng)變的應(yīng)力值作為屈服極限，稱為名義屈服應(yīng)力，用0.2表示。3 在拉伸的初