拉伸實驗報告

1、實驗一拉伸實驗報告一、實驗?zāi)康?、掌握如何正確進(jìn)行拉伸實驗的測量；2、通過對拉伸實驗的實際操作，測定低碳鋼的彈性模量E、屈服極限6s、強度極限6b、延伸率6、截面收縮率V;3、觀察在拉伸過程中的各種現(xiàn)象，繪制拉伸圖（P曲線）；4、通過適當(dāng)轉(zhuǎn)變，繪制真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線S-e,測定應(yīng)變硬化指數(shù)n,并了解其實際意義。二、實驗器材與設(shè)備1、電子萬能材料試驗機（載荷、變形、位移）其設(shè)備如下：主一$WWSSMCSS-44200微機處理系統(tǒng)測試控制2、變形傳感器（引申儀）型號：YJY11標(biāo)距L:50mm量程L：25mm3、拉伸試件為了使試驗結(jié)果具有可比性，按GB228-2002規(guī)定加工成標(biāo)準(zhǔn)試件。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格

2、為：L0=5d0,d0=1Omm。試件的標(biāo)準(zhǔn)圖樣如下：工作部分標(biāo)準(zhǔn)試件圖樣三、實驗原理與方法1、低碳鋼拉伸隨著拉伸實驗的進(jìn)行，試件在連續(xù)變載荷作用下經(jīng)歷了彈性變形階段、屈服階段、強化階段以及局部變形階段這四個階段。其拉伸力伸長曲線如下:4Q彈性階段屈服階段強化階段局部變形階段低碳鋼的拉伸力伸長曲線2、低碳鋼彈性模量E的測定在已經(jīng)獲得的拉伸力一伸長曲線上取伸長長度約為標(biāo)距的1%8%的相互距離適當(dāng)?shù)膬牲c（本實驗選取了伸長為4%和8%的兩點），讀出其力和伸長帶入相關(guān)的計算公式計算出彈性模量E。3、應(yīng)變硬化指數(shù)n的測定在金屬整個變形過程中，當(dāng)外力超過屈服強度之后，塑性變形并不是像屈服平臺那樣連續(xù)流變下

3、去，而需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行。這表明金屬材料有一種阻止繼續(xù)塑性變形的能力，這就是應(yīng)變硬化性能。塑性應(yīng)變是硬化的原因，而硬化則是塑性應(yīng)變的結(jié)果。應(yīng)變硬化是位錯增值，運動受阻所致。準(zhǔn)確全面描述材料的應(yīng)變硬化行為，要使用真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。因為工程應(yīng)力應(yīng)變曲線上的應(yīng)力和應(yīng)變是用試樣標(biāo)距部分原始截面積和原始標(biāo)距長度來度量的，并不代表實際瞬時的應(yīng)力和應(yīng)變。當(dāng)載荷超過曲線上最大值后，繼續(xù)變形，應(yīng)力下降，此與材料的實際硬化行為不符。在拉伸真實應(yīng)力應(yīng)變曲線上，在均勻塑性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間符合Hollomon關(guān)系式S=Ken式中，S為真實應(yīng)力；K為硬化系數(shù)，亦稱強度系數(shù)，是真實應(yīng)變等于1.0時的真實應(yīng)

4、力；e為真實應(yīng)變；n為應(yīng)變硬化指數(shù)。應(yīng)變硬化指數(shù)n反映了金屬材料抵抗均勻塑性變形的能力，是表征金屬材料應(yīng)變硬化行為的性能指標(biāo)。根據(jù)GB5028-85,應(yīng)變硬化指數(shù)n的計算過程如下：首先，要繪制出真實的應(yīng)力應(yīng)變曲線，然后根據(jù)在塑性變形階段下：真應(yīng)力S=F/A真應(yīng)變e=HL/L=ln（1+，）FSAdF=AdS+SdA=0dAAdS根據(jù)塑性變形時體積不變的條件dV=0V=ALAdLrLdA0dAdL7d,=de=-AL1+,由聯(lián)立求解得：S二(j(1,)de此式為頸縮判據(jù)。在頸縮點Sb=KeBndSb/deB=KneBn-1故：KeBn=KneBn-1即：n=eB故可求出應(yīng)變硬化指數(shù)n的值。4、實

5、驗數(shù)據(jù)修約(GB22887)測定的機械性能的數(shù)值修約，按照GB1.1-81執(zhí)行。測試項目*范圍中修約到門+J屈服點osP強度極限O護IMPa200-1000MPa5MPa1000MPalOMPa延伸率210斷面收縮率心25%p0.5%1%若應(yīng)力在200lOOOMPa范圍，應(yīng)力計算的尾數(shù)2.5，則舍去；計算的尾數(shù)2.5或7.5,則取5；計算的尾數(shù)7.5，則取10四、實驗結(jié)果與分析1、實驗所得數(shù)值結(jié)果標(biāo)距直徑斷面收屈服強下屈取人抗拉強彈性模量斷后伸應(yīng)變硬縮率度服力力度長率化指數(shù)LodZReFelFmRmEAnmmmm%N/mmA2kNkNN/mmA210A5N/mm%100.51066.36293

6、.323.0434.89444.22.0431.900.282、實驗所得力位移曲線位移S(mm)3、力變形曲線F/KN變形L/mm修約處理后數(shù)據(jù)整理：屈服極限6s=295MPa強度極限6b=445MPa延伸率5=66%截面收縮率甲二32%應(yīng)變硬化指數(shù)n=0.28五、實驗步驟1、根據(jù)GB228-2002選取標(biāo)準(zhǔn)試件；2、將試件放入電子萬能材料試驗機CSS-44200中（放入過程應(yīng)緩慢，以免損壞試件）并連接；3、將變形傳感器接入試件中心部位并連接；4、通過微機處理系統(tǒng)對實驗進(jìn)行設(shè)定；5、開始實驗，并對實驗進(jìn)行實時監(jiān)測；6、當(dāng)變形量達(dá)到5mm時，暫停加載，并將變形傳感器卸下，之后繼續(xù)加載;7、在接入

7、塑性變形階段后，可提高加載速率，試件斷裂時，實驗結(jié)束，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。六、實驗總結(jié)與心得體會通過本次實驗，覺得自己更深地掌握了相關(guān)知識。對于材料性能測試中的拉伸實驗也有了進(jìn)一步的了解。實驗中，在儀器不斷施加變載荷的情況下，試件也經(jīng)歷了不同的階段。在彈性變形階段中，如果將所施加的力卸載，由于彈性變形是可恢復(fù)變形，所以卸載之后的試件恢復(fù)到原樣。當(dāng)試件繼續(xù)加載到屈服階段時，就會產(chǎn)生屈服效應(yīng)，我們會發(fā)現(xiàn)在這一階段當(dāng)力在不斷增加時，試件的變形卻很小。過了屈服階段之后，試件就進(jìn)入了均勻塑性變形階段，在這一階段中，隨著力的不斷增加，試件的變化量也快速增加；隨后發(fā)生縮頸。在實際操作過程中，我們也可以觀察到明顯

8、的縮頸現(xiàn)象。縮頸現(xiàn)象過后，試件就進(jìn)入了不均勻塑性變形階段，然后隨著力的不斷增加，試件最終被拉斷。在測量過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)計算機所繪制的“工程應(yīng)力應(yīng)變曲線”與“真實應(yīng)力應(yīng)變曲線”存在一定的差異?！肮こ虘?yīng)力應(yīng)變曲線”中試件在發(fā)生縮頸現(xiàn)象之后，在不均勻塑性變形階段，其應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而不斷減小，最后發(fā)生斷裂；而在“真實應(yīng)力應(yīng)變曲線”中試件在發(fā)生縮頸之后，在不均勻塑性變形階段，其應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而不斷增加，最后發(fā)生斷裂。這說明，理論與實際存在著一定的差距，為了使材料具有更安全的應(yīng)用范圍，我們必須經(jīng)過無數(shù)次的實驗來測量它的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能以及加工性能等。在實驗介紹過程中，老師談?wù)摰揭恍?/p>

9、有關(guān)傳感器的內(nèi)容。老師說到，之所以要使用變形傳感器（引伸儀），是因為試件與設(shè)備的螺紋連接處存在公差配合，從而使得在拉伸試件的時候存在誤差，導(dǎo)致最后算得的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以為了消除這一部分的機械誤差，我們就使用變形傳感器來精確測量試件的變形量。這告訴了我們，在進(jìn)行實驗的時候，我們要盡可能的考慮所有的影響因素，并且想一些方法來減小這些因素導(dǎo)致的測量誤差，使得最后的實驗結(jié)果更加精確。這樣才能更安全，更廣泛的使用材料。實驗過程中，我們也測得了應(yīng)變硬化指數(shù)n。我們也了解到，應(yīng)變硬化指數(shù)n具有十分明顯的工程意義。如金屬材料的n值較大，則加工成的機件在服役的時承受偶然過載的能力也就越大，可以阻止機件某些薄弱部

10、位繼續(xù)塑性變形，從而保證機件安全服役。n對板材冷變形工藝也有重要影響，n大的材料，沖壓性能好，因為應(yīng)變硬化效應(yīng)高，變形均勻，減少變薄和增大極限變形程度，不易產(chǎn)生裂紋。n值還對應(yīng)變硬化效果有重要意義，n值大者，應(yīng)變硬化效果更突出。不能進(jìn)行熱處理強化的金屬材料都可以用應(yīng)變硬化的方法進(jìn)行強化。在工件表面進(jìn)行局部應(yīng)變硬化，如噴丸、表面滾壓等，處理后可有效地提高強度和疲勞強度。因此，在進(jìn)行拉伸試驗時，測量應(yīng)變硬化指數(shù)n也是非常重要的。通過本次試驗，我們能更好地掌握材料拉伸實驗的操作流程，同時，也對材料的部分力學(xué)性能有了進(jìn)一步的了解。實驗二變壓器設(shè)計與特性研究、儀器和元器件PASCOSF-8616基本線圈

11、4個(200匝1個、400匝2個800匝1個)PASCOSF-8614U型鐵芯，低壓交流電源(06V,01A),電壓表，導(dǎo)線若干。二、實驗要求1、用上述儀器和元件設(shè)計組裝一套簡單變壓器裝置。2、研究在空載時，不同結(jié)構(gòu)對變壓器的輸出特性的影響。三、實驗原理和思路圖1是變壓器的原理簡體圖，當(dāng)一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通巾1,它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2,同時巾1也會在初級線圈上感應(yīng)出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通巾1的存在就需要有一定的

12、電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流12,并因此而產(chǎn)生磁通巾2,巾2的方向與巾1相反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少,從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時I1增加，巾1也增加，并且巾1增加部分正好補充了被巾2所抵消的那部分磁通，以保持鐵芯里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個理想的變壓器次級負(fù)載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓

13、，但是不能改變允許負(fù)載消耗的功率。四、置的調(diào)試和測量1、用400匝線圈作為初級線圈，另一個400匝線圈作為次級線圈輸入6V交流電壓，測輸出電壓的輸出值。2、在兩線圈插入直鐵芯，重復(fù)步驟1,記錄結(jié)果。3、把線圈放入開口的U型鐵芯的兩邊，重復(fù)步驟1,記錄結(jié)果。4、最后，把直鐵芯裝上，重復(fù)步驟1，記錄結(jié)果。五、數(shù)據(jù)和結(jié)果分析無鐵芯時電感耦合不良，磁感線不能完全穿過次級線圈，耦合系數(shù)小,導(dǎo)致次級電壓很?。籙1：U2=6：0.1增加直鐵芯后，耦合系數(shù)增大，穿入次級線圈的磁感線增多，電壓明顯增大。U1：U2=6：2.5增加U型鐵芯后，耦合系數(shù)較無鐵芯時有明顯增大，但效果不如加直鐵芯。U1：U2=6：2增加閉合式鐵芯后磁感線被約束的更多，因此穿入次級線圈的磁感線增加，次級電壓增大，幾乎與初級電壓相同。U1：U2=6：5六、問題與思考1、哪種結(jié)構(gòu)的鐵芯能使輸出電壓最大？試用理論解釋其不同之處答：完全封閉的鐵芯使輸出電壓最大。增加閉合式鐵芯后磁感線被約束的更多，因此穿入次級線圈的磁感線增加，次級電壓增大，幾乎與初級電壓相同。2、線圈匝數(shù)與電