材料拉伸實驗演示文稿

材料拉伸實驗演示文稿當前1頁，總共80頁。優(yōu)選材料拉伸實驗當前2頁，總共80頁。主要內(nèi)容實驗一拉伸實驗實驗二壓縮實驗實驗三純彎曲梁的正應(yīng)力實驗實驗四彎扭組合應(yīng)力測定實驗當前3頁，總共80頁。實驗一拉伸實驗一、目的與要求1.了解電子萬能試驗機的工作原理，熟悉其操作規(guī)程和正確的使用方法。2.測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率、截面收縮率和鑄鐵的強度極限。3.觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中的各種現(xiàn)象，繪制拉伸曲線。4.比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和斷口情況。當前4頁，總共80頁。二、實驗設(shè)備和工具1.WDW3200型微機控制電子萬能試驗機2.刻線機3.游標卡尺當前5頁，總共80頁。絲杠下端上裝有圓弧同步帶輪，經(jīng)減速器、電機傳動而帶動移動橫梁移動。主機左側(cè)設(shè)有移動橫梁保護機構(gòu)，可防止移動橫梁移動超過上下極限位置造成機械事故，也可以使移動橫梁停止在預(yù)定位置。萬能試驗機的工作原理:當前6頁，總共80頁。三、拉伸試件為比較不同材料的試驗結(jié)果，對試樣形狀、加工精度、加載速度、試驗環(huán)境，國家標準《金屬拉伸試驗方法》（GB228-87）有統(tǒng)一規(guī)定，按照國標，做成標準試件。圓截面試件標距與直徑的比例為:當前7頁，總共80頁。對于板的材料拉伸實驗，按國家標準做成矩形截面試件。截面面積和試件標距關(guān)系為:當前8頁，總共80頁。四、實驗原理1.夾頭形式夾板表面制成凸紋，以夾牢試件。圓形和矩形截面試件所用夾板分別如圖1—3（a）（b）當前9頁，總共80頁。2.拉伸曲線低碳鋼試件的拉伸曲線屈服極限強度極限當前10頁，總共80頁。鑄鐵試件的拉伸曲線強度極限當前11頁，總共80頁。五、實驗步驟1.試件的準備：在試件中段取標距或,在標距兩端做好標記?；颍ㄒ话銓Φ吞间撛嚰?，用刻線機在標距長度內(nèi)每隔10mm畫一圓周線，將標距10等分或5等分，為斷口位置的補償作準備。用游標卡尺在標距線附近及中間各取一截面，每個截面沿互相垂直的兩個方向各測一次直徑取平均值，取這三處截面直徑的最小值d0作為計算試件橫截面面積A0的依據(jù)。當前12頁，總共80頁。2.試驗機的準備：首先了解電子萬能試驗機的基本構(gòu)造原理，學(xué)習(xí)試驗機的操作規(guī)程。(1)旋開鑰匙開關(guān)，啟動試驗機。第一步：連接好試驗機電源線及各通訊線纜；第二步：打開空氣開關(guān)；第三步：打開鑰匙開關(guān)。(2)連接試驗機與計算機。打開計算機顯示器與主機，運行實驗程序，進入實驗主界面，單擊主菜單上“聯(lián)機”，連接試驗機與計算機。3.安裝試件：根據(jù)試件形狀和尺寸選擇合適的夾頭，先將試件安裝在下夾頭上，移動橫梁調(diào)整夾頭間距，將試件另一端裝入上夾頭夾緊。緩慢加載，觀察微機實驗主界面上實驗力的情況，以檢查試件是否已夾牢，如有打滑則需重新安裝。當前13頁，總共80頁。4.清零及實驗條件設(shè)定：

(1)錄入試樣：單擊主菜單上〖試樣〗，選擇試驗材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、試件原始尺寸。

(2)實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上〖參數(shù)設(shè)置〗，設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（1～3mm/min）與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。

(3)清零：單擊主菜單上的〖位移清零〗、〖變形清零〗、〖試驗力清零〗，進行清零。當前14頁，總共80頁。5.進行實驗：選定曲線顯示類型為“負荷－位移曲線”（不接引伸計）或“負荷－變形曲線”（接引伸計），單擊主菜單上的〖試驗開始〗，進行實驗，實驗過程中注意觀察曲線的變化情況與試件的各種物理現(xiàn)象。6.實驗結(jié)束：當試件被拉斷或達到設(shè)定結(jié)束條件時，單擊主菜單上的〖試驗結(jié)束〗，結(jié)束實驗。7.保存結(jié)果：單擊主菜單上的〖數(shù)據(jù)管理〗，進入下一級界面，單擊〖輸出〗，得到EXCEL形式的數(shù)據(jù)文件，輸入文件名，以‘另存’方式建立拉伸曲線數(shù)據(jù)文件。8.實驗完畢，取下試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，并請指導(dǎo)教師簽字。當前15頁，總共80頁。六、實驗結(jié)果處理1.根據(jù)測得的屈服載荷和最大載荷,計算屈服極限和強度極限,鑄鐵不存在屈服階段只計算強度極限。2.根據(jù)拉伸前后試件的標距長度和橫截面面積，計算出低碳鋼的延伸率和截面收縮率。

3.畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。4.按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、曲線、簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。當前16頁，總共80頁。七、實驗報告試件形狀和尺寸當前17頁，總共80頁。實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果計算公式：

當前18頁，總共80頁。八、思考題1.參考低碳鋼拉伸圖，分段回答力與變形的關(guān)系以及在實驗中反映出的現(xiàn)象。2.由低碳鋼、鑄鐵的拉伸圖和試件斷口形狀及其測試結(jié)果，回答二者機械性能有什么不同。3.回憶本次實驗過程，你從中學(xué)到了哪些知識？當前19頁，總共80頁。實驗二壓縮實驗一、目的與要求1.測定壓縮時低碳鋼的屈服極限和鑄鐵的強度極限。2.觀察兩種材料壓縮時的變形和破壞現(xiàn)象，比較和分析原因。當前20頁，總共80頁。二、實驗設(shè)備和工具1.WDW3200型微機控制電子萬能試驗機2.游標卡尺三、壓縮試件

試件受壓時，兩端面與試驗機墊板間的摩擦力約束試件的橫向變形，影響試件的強度,隨著比值h0/d0的增加，上述摩擦力對試件中部的影響減弱。但比值h0/d0也不能過大，否則將引起失穩(wěn)。一般要求。當前21頁，總共80頁。四、實驗原理1.低碳鋼的壓縮曲線壓縮過程中產(chǎn)生屈服以前的基本情況與拉伸時相同，載荷到達B點時，實驗力值不變或下降，材料產(chǎn)生屈服，當載荷超過B點后，塑性變形逐漸增加，試件橫截面積逐漸增大，試件最后被壓成鼓形而不斷裂，只能測出產(chǎn)生屈服時的載荷，由得出材料受壓時的屈服極限。當前22頁，總共80頁。2.鑄鐵的壓縮曲線鑄鐵試件受壓時在很小的變形下即發(fā)生破壞，只能測出,由,鑄鐵破壞時的裂縫約與軸線成450角左右。得出材料的強度極限。當前23頁，總共80頁。五、實驗步驟或（一般1.試件的準備：用游標卡尺在試件中點處兩個相互垂直的方向測量直徑d0，取其平均值。2.試驗機的準備：試驗機的啟動與計算機的聯(lián)機與拉伸實驗相同。3.放置試件：將試件盡量準確地放在機器活動承墊中心上，使試件承受軸向壓力。然后移動橫梁向下運動，在試件與上壓頭將要接觸時要特別注意減慢橫梁移動速度，使之慢慢接觸，以免發(fā)生撞擊，損壞機器。當前24頁，總共80頁。4.清零及實驗條件設(shè)定：

(1)錄入試樣：單擊主菜單上〖試樣〗，選擇試驗材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、試件原始尺寸。

(2)實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上〖參數(shù)設(shè)置〗，設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（1～3mm/min）與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。

(3)清零：單擊主菜單上的〖位移清零〗、〖變形清零〗、〖試驗力清零〗，進行清零。當前25頁，總共80頁。5.進行實驗：選定曲線顯示類型為“負荷－位移曲線”（不接引伸計）或“負荷－變形曲線”（接引伸計），單擊主菜單上的〖試驗開始〗，進行實驗，實驗過程中注意觀察曲線的變化情況與試件的物理現(xiàn)象。6.實驗結(jié)束：當試件被壓裂或達到設(shè)定結(jié)束條件時，單擊主菜單上的〖試驗結(jié)束〗，結(jié)束實驗。7.保存結(jié)果：單擊主菜單上的〖數(shù)據(jù)管理〗，進入下一級界面，單擊〖輸出〗，得到EXCEL形式的數(shù)據(jù)文件，輸入文件名，以‘另存’方式建立壓縮曲線數(shù)據(jù)文件。8.實驗完畢，取出試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，并請指導(dǎo)教師簽字。當前26頁，總共80頁。六、實驗結(jié)果處理1.根據(jù)測得的屈服載荷和最大載荷,分別計算低碳鋼試件的屈服極限和鑄鐵試件的強度極限。

2.畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。3.按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、曲線、簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。當前27頁，總共80頁。七、實驗報告試件形狀和尺寸當前28頁，總共80頁。實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果計算公式：

當前29頁，總共80頁。八、思考題1.低碳鋼壓縮圖與拉伸圖有何區(qū)別？說明什么問題？2.為什么鑄鐵壓縮時沿軸線大致成45°方向的斜截面破壞？3.低碳鋼壓縮后為什么成鼓形？

當前30頁，總共80頁。實驗三純彎曲梁的正應(yīng)力實驗

一、目的與要求1.用電測法測定純彎曲梁彎曲時橫截面各點的正應(yīng)力大小和分布規(guī)律，驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。2.測定泊松比。3.了解電測法的基本原理和力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀的操作方法。當前31頁，總共80頁。二、實驗設(shè)備和工具1.XL3416型純彎曲梁實驗裝置2.XL2118C型力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀3.游標卡尺純彎曲梁實驗裝置當前32頁，總共80頁。XL2118C型力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀當前33頁，總共80頁。實驗現(xiàn)場當前34頁，總共80頁。三、實驗原理1.驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式由梁的內(nèi)力分析知，BC段的剪力為零，彎矩為一常量，因此梁的BC段為純彎曲段。在純彎曲條件下，根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖維間無正應(yīng)力的假設(shè)，可得梁橫截面上任一點的正應(yīng)力計算公式為

當前35頁，總共80頁。為了測量梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律，在梁的純彎曲段沿梁側(cè)面不同高度，平行于軸線貼有應(yīng)變片，如圖所示。

當前36頁，總共80頁。實驗采用半橋單臂、公共補償、多點測量方法。加載采用增量法，即每增加等量的載荷△F，測出各點的應(yīng)變增量，分別取各點應(yīng)變增量的平均值，依次求出各點的應(yīng)變增量，將實測應(yīng)力值與理論應(yīng)力值進行比較，以驗證彎曲正應(yīng)力公式。2.測定泊松比在梁的上邊緣縱向應(yīng)變片1附近，沿著梁的寬度粘貼一橫向電阻應(yīng)變片6，測出沿寬度方向的應(yīng)變，利用公式

，確定泊松比的數(shù)值。當前37頁，總共80頁。四、實驗步驟1.設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。2.測量矩形截面梁的寬度b和高度h、載荷作用點到梁支點距離a及各應(yīng)變片到中性層的距離。3.將實驗裝置上傳感器的五芯航空插頭連接到力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上電源，將開關(guān)置開，預(yù)熱20分鐘，并檢查該裝置是否處于正常實驗狀態(tài)。4.輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一般首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，可不必重新設(shè)置）。當前38頁，總共80頁。5.擬訂加載方案。先選取適當?shù)某踺d荷P0（一般取P0=10％Pmax左右），估算Pmax，分4～6級加載。6.分清各測點應(yīng)變片引線，按實驗要求接好線，調(diào)整好儀器和實驗加載裝置，檢查整個測試系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。7.根據(jù)加載方案加載。首先在不加載的情況下將測力量和應(yīng)變量調(diào)至零；然后均勻緩慢加載至初載荷P0，記下各點應(yīng)變的初始讀數(shù)；再分級等增量加載，每增加一級載荷，依次記錄各點電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值，直到最終載荷。實驗至少重復(fù)兩次。8.做完實驗后，卸掉載荷，拆除接線，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場，實驗資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。當前39頁，總共80頁。五、實驗結(jié)果處理當前40頁，總共80頁。六、實驗報告當前41頁，總共80頁。當前42頁，總共80頁。當前43頁，總共80頁。實驗與理論的應(yīng)力分布曲線當前44頁，總共80頁。七、思考題

1.若在梁的同一高度處沿軸線方向兩面都貼有應(yīng)變片，請考慮是否有其他接線方法，并在實驗時應(yīng)用。2.影響實驗結(jié)果準確性的主要因素是什么？3.彎曲正應(yīng)力的大小是否受彈性模量E的影響？4.梁彎曲的正應(yīng)力公式并未涉及材料的彈性模量E，而實測應(yīng)力值的計算卻用上了彈性模量E，為什么？5.實驗時沒有考慮梁的自重，會引起誤差嗎？為什么？當前45頁，總共80頁。一、電測法的基本原理概述

電測法的基本原理

當前46頁，總共80頁。XL2118C型力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀系統(tǒng)原理示意圖

當前47頁，總共80頁。電測法的優(yōu)點（1）靈敏度高，測量范圍廣。例如應(yīng)變測量范圍為±1-104μ應(yīng)變，力或重力的測量范圍為10-2-105N等。（2）能進行靜、動態(tài)測量，頻響范圍為0—±50KHZ。（３）輕便靈活，適用于現(xiàn)場及野外等惡劣環(huán)境下進行測試。電阻應(yīng)變片最小標距僅0.２mm。（4）能在高、低溫及高壓液下等特殊條件下進行測量。（5）便于與微機聯(lián)結(jié)進行數(shù)據(jù)采集與處理，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)管理的自動化及控制。當前48頁，總共80頁。電測法的應(yīng)用領(lǐng)域直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場實測與控制。生產(chǎn)新產(chǎn)品前的模型設(shè)計實驗。高技術(shù)、現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。如機器人工業(yè)、原子能反應(yīng)堆、航空、航天等諸方面的參數(shù)測試。應(yīng)用于運動力學(xué)測試。如運動步態(tài)測力平臺、足底壓力分布測試、重心運動軌跡測試等。應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)及康復(fù)事業(yè)，如患者行走步態(tài)測試，假肢參數(shù)測試等。制造各種傳感受器，如力、位移，壓力傳感器等。當前49頁，總共80頁。直徑為0.003mm~0.01mm的合金絲繞成柵狀而成1.構(gòu)造與種類

二、電阻應(yīng)變片的工作原理當前50頁，總共80頁。0.003mm~0.01mm的箔材經(jīng)光刻腐蝕工藝制成敏感柵當前51頁，總共80頁。2、電阻應(yīng)變片的工作原理

----電阻應(yīng)變效應(yīng)當前52頁，總共80頁。三、電測法測量電路及其工作原理1.電橋基本特性惠斯登測量電路當前53頁，總共80頁。當前54頁，總共80頁。（當時）當前55頁，總共80頁。電橋基本特性：兩相鄰橋臂電阻所感受的應(yīng)變ε代數(shù)值相減；而兩相對橋臂電阻所感受的應(yīng)變ε代數(shù)值相加。這種作用也稱為電橋的加減性。利用電橋的這一特性，正確地布片和組橋，可以提高測量的靈敏度、減少誤差、測取某一應(yīng)變分量和補償溫度影響。當前56頁，總共80頁。3.應(yīng)變片在電橋中的接線方法（1）半橋接線方法當前57頁，總共80頁。當前58頁，總共80頁。（2）全橋接線方法當前59頁，總共80頁。（3）橋臂系數(shù)測量出的應(yīng)變儀的讀數(shù)εd

與待測應(yīng)變ε之比當前60頁，總共80頁。實驗四彎扭組合應(yīng)力測定實驗一、目的與要求1.用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點的主應(yīng)力的大小和方向，并與理論計算值進行比較。2.測定薄壁圓筒在彎扭組合變形作用下的彎矩和扭矩。3.掌握電阻應(yīng)變花的使用。二、實驗設(shè)備和工具1.XL3415型彎扭組合實驗裝置2.XL2118C型力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀3.游標卡尺當前61頁，總共80頁。實驗現(xiàn)場當前62頁，總共80頁。三、實驗原理和方法

當在扇臂端加一集中外力時，薄壁圓筒將產(chǎn)生彎扭組合變形，實驗裝置及其計算簡圖和內(nèi)力圖如圖。

當前63頁，總共80頁。貼片截面B—D為被測位置，截面上的各種應(yīng)力分布如圖。

當前64頁，總共80頁。貼片截面B—D各點的應(yīng)力狀態(tài)分析如圖所示。由應(yīng)力狀態(tài)分析可知構(gòu)件表面上的Ｂ、Ｄ點為平面應(yīng)力狀態(tài)，B點的應(yīng)力有和，在測量時可分別測量；Ａ、Ｃ點為純剪切應(yīng)力狀態(tài)。當前65頁，總共80頁。1.測定主應(yīng)力大小和方向當前66頁，總共80頁。當前67頁，總共80頁。當前68頁，總共80頁。2.測定彎矩當前69頁，總共80頁。3.測定扭矩當前70頁，總共80頁。（2）其他方法：利用A、C兩點處的應(yīng)變花當前71頁，總共80頁。四、實驗步驟1.設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。2.測量力臂的長度a和測點距力臂的距離L，確定試件有關(guān)參數(shù)。3.將實驗裝置上力傳感器的五芯航空插頭連接到力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上電源，將開關(guān)置開，預(yù)熱20分鐘，并檢查該裝置是否處于正常實驗狀態(tài)。4.輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一般首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，可不必重新設(shè)置）。當前72頁，總共80頁。5.擬訂加載方案，根據(jù)設(shè)計要求，初載P0≥100N，終載Pmax≤500N，分4～6級等增量加載。6.分清各測點應(yīng)變片引線，將薄壁圓筒上的應(yīng)變片按不