材料力學(xué)1拉伸實驗

1、力學(xué)實驗教學(xué)中心材料力學(xué)實驗一拉伸實驗1、材料力學(xué)實驗是材料力學(xué)理論教學(xué)中非常重要的實踐性環(huán)節(jié)，這兩者是不可分割的。因為我們在對構(gòu)件進行理論分析時，往往是把實際問題抽象為理想的計算模型，再根據(jù)科學(xué)的假設(shè)，推導(dǎo)出一般性公式。然而，這些簡化和假設(shè)是否正確，理論計算公式能否在設(shè)計中應(yīng)用 ，必須通過實驗來驗證。2、在解決工程構(gòu)件設(shè)計中的強度、剛度和穩(wěn)定性等問題時，首先就要知道反應(yīng)這些材料的力學(xué)性能參數(shù)，而這些力學(xué)性能參數(shù)也必須通過實驗來測定。3、在實際工程中有許多構(gòu)件的幾何形狀非常復(fù)雜、所受的外力也非常復(fù)雜或者工程構(gòu)件的邊界條件不清楚，難以用材料力學(xué)理論來求解時，在這樣的情況下，就更需要用力學(xué)實驗的方

2、法來尋求解答即實驗應(yīng)力分析。4、通過實驗培養(yǎng)嚴(yán)肅認真的工作態(tài)度，實事求是的科學(xué)工作作風(fēng)。培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)實驗動手能力。 一、材料力學(xué)實驗的意義：二、材料力學(xué)實驗的主要內(nèi)容：（1）測定材料的力學(xué)性能 a、為構(gòu)件設(shè)計提供材料的力學(xué)性能參數(shù)； b、材料材質(zhì)復(fù)驗； c、評定材料的熱處理工藝、焊接工藝； d、構(gòu)件失效分析； e、研究新型合金材料；復(fù)合材料。（2）驗證材料力學(xué)理論驗證現(xiàn)有理論驗證新建立的理論修正、發(fā)展現(xiàn)有理論（3）實驗應(yīng)力分析 特點：只要是變形固體，不管結(jié)構(gòu)形狀、受力如何復(fù)雜，也不必準(zhǔn)確了解邊界條件，在某些特殊條件下，用實驗方法甚至能比理論計算方法更簡便、更迅速、更準(zhǔn)

3、確地提供結(jié)果。驗證理論有三層意義三、實驗?zāi)康模?、測定低碳鋼的彈性模量 、下屈服強度 、抗拉強度 斷后伸長率 、斷面收縮率 ；2、測定鑄鐵的抗拉強度 、斷后伸長率 ；4、描述并分析低碳鋼和鑄鐵試樣斷口特點；5、比較這兩種材料的力學(xué)性能。3、觀察低碳鋼和鑄鐵拉伸過程中的變形情況；四、實驗步驟:5、取下試樣，觀察并描述試樣破壞后斷口特征并分析破壞原因。4、測定試樣斷后縮頸處最小直徑 ；斷后標(biāo)距 ；1、測定試樣原始最小直徑 、原始標(biāo)距 ；2、裝夾試樣，啟動試驗機，進行加載，測定低碳鋼拉伸時的 屈服力 及最大力 ；測定鑄鐵拉伸最大力 ；3、測定低碳鋼的彈性模量 ；五、實驗材料和試樣:低碳鋼、鑄鐵拉伸采

4、用比例標(biāo)準(zhǔn)圓形試樣同種材料的斷后伸長率不僅取決于材質(zhì)，而且還取決于試樣的標(biāo)距 六、實驗設(shè)備和儀器:1、CMT5105電子式萬能試驗機；2、 SCDY-1型雙側(cè)電子引伸計；3、 0.01mm數(shù)字游標(biāo)卡尺；雙側(cè)電子引伸計4、試樣標(biāo)距打點器。七、實驗原理：1、低碳鋼拉伸: 低碳鋼是典型的塑性材料，其拉伸大致分為四個階段即彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段。從下圖中可以測定低碳鋼拉伸彈性模量E、下屈服載荷FS、以及最大載荷Fb 。Oa為彈性模量測量段OFDlFbFs卸載線：卸載和加載線基本重合注意：oe段(oa段；ae段)；ec段；cb段；bk段的各段含義什么變形？2、鑄鐵拉伸：鑄鐵拉伸過程比

5、較簡單，可近似認為經(jīng)彈性階段直接過渡到斷裂。沒有屈服現(xiàn)象和緊縮現(xiàn)象，斷后伸長率和斷面收縮率極小，抗拉強度遠低于低碳鋼的抗拉強度，是典型的脆性材料。oFlFb八、實驗具體步驟：1、啟動試驗機和計算機，打開相應(yīng)程序2、裝夾試樣及引伸計（在桌面上點擊變形清零鍵后再點擊加載鍵）雙側(cè)電子引伸計3、先點擊停止鍵，取下引伸計；再點擊框圖，最后點擊加載鍵。2、取下引伸計再點擊框圖1、先點擊停止3、最后點擊加載4、計算機自動繪出拉伸曲線卸載線與加載線重合5、下屈服點測定顯示屈服力FS用鼠標(biāo)指向鋸齒波最低點，屏幕顯示屈服載荷值FS6、最大載荷測定顯示最大力Fb用鼠標(biāo)指向曲線最高點，屏幕顯示最大載荷值Fb7、測定彈

6、性模量nm3、顯示n點、m點的力值和變形值1、先點擊變形圖Le50mm是引伸計的刀口間距2、鼠標(biāo)箭頭指在測點n或m上彈性模量E的測定:材料在線彈性范圍內(nèi)，其應(yīng)力、應(yīng)變成正比關(guān)系式中Le50mm是引伸計的刀口間距雙側(cè)電子引伸計O F在變形圖上測E (實驗前變形窗口清零）DLnm用鼠標(biāo)分別點直線上n和m兩點，屏幕上分別顯示n點和m的變形及力值。刀口刀口8、測定鐵拉伸最大力用鼠標(biāo)指向曲線的最高點，屏幕顯示最大載荷值力值：15032N鑄鐵拉伸過程比較簡單，可近似認為經(jīng)彈性階段直接過渡到斷裂顯示最大力Fs九、實驗原始數(shù)據(jù)：1、低碳鋼拉伸實驗數(shù)據(jù)：2、測量彈性模量E實驗數(shù)據(jù)： 3、鑄鐵拉伸實驗數(shù)據(jù)：最大力

7、下屈服力斷后標(biāo)距斷后最小直徑原始標(biāo)距原始直徑兩點變形差值n點的變形m點的變形兩點力的差值n點的力值m點的力值最大力斷后標(biāo)距原始標(biāo)距斷后直徑原始直徑十、實驗計算公式：1、低碳鋼材料：下屈服強度：抗拉強度：斷后伸長率：斷面收縮率：2、彈性模量：3、鑄鐵材料：抗拉強度：斷后伸長率：（式中 是引伸計的刀口間距）十一、問題討論和分析：1、低碳鋼拉伸試件斷口特點：2、鑄鐵拉伸試件斷口特點：鑄鐵試樣斷口呈凹凸不平整顆粒狀，整個斷面大約于試樣軸線垂直。沒有頸縮現(xiàn)象，是典型的脆性斷裂（被拉斷） 。低炭鋼試樣斷口呈杯椎狀，有頸縮現(xiàn)象。斷口中部區(qū)域粗糙呈脆性斷裂（被拉斷），斷口外圍光滑，是塑性變形區(qū)域，有45度的剪切唇（被剪斷）。拉斷剪短1、書寫端正、整潔；2、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計；3、標(biāo)注正確、全面；4、實驗原理既要有文字敘述，又要有圖示；5、儀器設(shè)備既要有文字敘述，又要有系統(tǒng)框圖；6、既要有結(jié)論，又