拉伸實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

拉伸試驗(yàn)〔一〕試驗(yàn)?zāi)康臏y定低碳鋼的屈服極限(流淌極限)σs，強(qiáng)度極限σb，延長率δ和截面收縮率ψ。測定鑄鐵的強(qiáng)度極限σb。觀看拉伸過程中的各種現(xiàn)象〔包括屈服、強(qiáng)化和頸縮等現(xiàn)象。比較低碳鋼〔塑性材料〕與鑄鐵〔脆性材料〕機(jī)械性質(zhì)的特點(diǎn)?！捕吃囼?yàn)設(shè)備WE-300液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)或WDW-3300微機(jī)掌握電子萬能試驗(yàn)機(jī)。KJ-20劃線儀或樣沖、手錘。KL-150mm游標(biāo)卡尺低碳鋼和鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)試件。〔三〕試驗(yàn)原理及裝置材料的機(jī)械性質(zhì)σs、σb、δ和ψ是由拉伸試驗(yàn)來確定的。為此，應(yīng)首先用測試材料制備試件。試件可制成圓形或矩形截面。圓形截面試件如圖1所示。試件中段用于測量拉伸變形，此段的長度l0機(jī)夾頭的要求而定，可制成圓柱形、階梯形〕或螺紋形。試件兩頭部之間的均勻段長度l應(yīng)大于標(biāo)距l(xiāng)。0試驗(yàn)說明，試件的尺寸和外形對試驗(yàn)結(jié)果具有肯定的影響。為了避開這種影響和便于各種材料機(jī)械性質(zhì)的數(shù)值能相互比較，所以對試件的尺寸和外形，國家作出統(tǒng)一規(guī)定。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB6397-86的規(guī)定，拉力試件和非比例試件兩種。比例試件是指標(biāo)距長度與橫截面面積間具有以下關(guān)系的試件A0A00K5.6511.3d0

的短、長圓形試件的標(biāo)距長度l分別等于5d 、10d

0 0 、0〔薄板、薄帶、細(xì)管、細(xì)絲、型材等〕的尺寸和材料的性質(zhì)給以規(guī)定的平行長度ll0

。試驗(yàn)時(shí)，可以利用試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)繪圖功能繪出低碳鋼的拉伸圖和鑄鐵拉伸圖。應(yīng)當(dāng)指出，液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)上的繪圖器所繪出的拉伸變形△l主要是整個(gè)試件〔不只是標(biāo)距局部〕的伸長，還包括著機(jī)器本身的彈性變形和試件在夾頭中的滑動(dòng)等因素。試件開頭受力時(shí)，頭部在夾頭內(nèi)l是通過固定在試件上的電子引伸儀測出來的，由于是用皮筋固定的，所以最初一段也不太準(zhǔn)確，但比前者要好得多。對于低碳鋼，屈服階段常呈鋸齒形。上屈服點(diǎn)受變形速度和試件形式等因素的影響較大，而下屈服點(diǎn)則比較穩(wěn)定，故工程上均以下屈服點(diǎn)對應(yīng)的載荷作為材料屈服時(shí)的載荷PS 。確定屈服載荷Ps時(shí)，如果在液壓試驗(yàn)機(jī)上做，必需留意觀看讀數(shù)表盤上測力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況，一般規(guī)定測力指針回轉(zhuǎn)后所指示的最小載荷為屈服載荷Ps 。試件拉伸到達(dá)最大載荷Pb頸縮。細(xì)頸消滅后，截面快速減小，連續(xù)拉伸所需的載荷也隨之變小，直至斷裂為止。試件斷裂面的兩面各成凹凸?fàn)?。最初在對試件加載時(shí)，測力指針隨載荷的增加向前轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)它又推動(dòng)從動(dòng)指針前進(jìn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)最大載荷Pb時(shí)，主力指針開頭后退，而從動(dòng)指針則停留在載荷最大值的刻度上，示出的讀數(shù)即為Pb。鑄鐵試件在消滅拉力變形很小時(shí)，就到達(dá)最大載荷而突然發(fā)生斷裂。它沒有屈服和頸縮現(xiàn)象。其強(qiáng)度極限遠(yuǎn)小于低碳鋼的強(qiáng)度極限?！菜摹吃囼?yàn)步驟低碳鋼試件〔在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上做〕試件預(yù)備為了便于觀看標(biāo)距范圍內(nèi)沿軸向的變樣子況，用劃線儀在標(biāo)距l(xiāng)0=10010毫米〔對長試件〕5毫米〔對短試件〕刻劃一根圓周線，將標(biāo)距分成十格。0 直徑方向各量一次取其平均值，作為該截面的直徑。用所測得的三個(gè)平均值中最小值計(jì)算試件的橫截面AA0 試驗(yàn)機(jī)預(yù)備依據(jù)低碳鋼的強(qiáng)度極限σb和橫截面面積A0估量試件的最大載荷。依據(jù)最大載荷的大小，選擇適宜的測力氣程。安裝試件及進(jìn)展試驗(yàn)1按住單片機(jī)上的F1

的同時(shí)，用鑰匙開機(jī)，待密碼消滅后松開F

鍵—返回。1操縱遙控盒，使下夾頭于適宜的位置，把試件放入試驗(yàn)機(jī)的上夾頭內(nèi)夾緊。1操縱遙控盒，使下夾頭翻開并于適宜的位置，暫不要夾緊。翻開電腦軟件—確定—聯(lián)機(jī)—清零—將試件下端夾緊。試樣錄入—開環(huán)點(diǎn)右鍵—試樣復(fù)制—按向下光標(biāo)—保存—關(guān)閉—找出編號(hào)。參數(shù)設(shè)置—下一步—下一步〔留意前面的選中項(xiàng)〕下一步〔5，西邊是10〕下一步—關(guān)閉—試驗(yàn)開頭—屈服后速度可調(diào)到10毫米。拉伸過程中，把應(yīng)力-位移曲線找出來，待試件斷了后，輸進(jìn)假L—確定—輸假d

—確定。1 1數(shù)據(jù)治理—選中序號(hào)—單擊右鍵—選曲線類型〔試驗(yàn)力、位移〕—分析—報(bào)表—頁面設(shè)置—選單元工程—報(bào)表預(yù)覽—打印設(shè)置—確定。11 脫機(jī)后把試件拿下，將斷裂試件的兩段對齊并盡量靠緊，用游標(biāo)卡尺測量斷裂后標(biāo)距段的真實(shí)長度l；測量兩段斷口〔頸縮〕d，應(yīng)在每一斷口處沿兩個(gè)相互垂直方向各測量一次，計(jì)算其平均值，取其平均計(jì)算斷口處最小橫截面面積A11 1 1 S ld屈服載荷P、最大載荷P1 1 S 請教師檢查試驗(yàn)記錄，試驗(yàn)數(shù)據(jù)一律用表格形式。鑄鐵試件〔在液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)上做〕試件預(yù)備0 用游標(biāo)卡尺測量標(biāo)距兩端及中間這三個(gè)橫截面處的直徑，在每一橫截面內(nèi)沿相互垂直的兩個(gè)直徑方AA0 試驗(yàn)機(jī)預(yù)備依據(jù)低碳鋼的強(qiáng)度極限σb和橫截面面積A0估量試件的最大載荷。依據(jù)最大載荷的大小，選擇適宜的測力氣程。掛上相應(yīng)的鉈5-10安裝試件先拉開上夾頭，把試件一頭夾到上嵌口的中間。再拉開下夾頭，按動(dòng)立柱上的按鈕，調(diào)整下夾頭的高度使試件另一頭夾到下嵌口的中間。進(jìn)展試驗(yàn)關(guān)閉回閥，翻開進(jìn)油閥，翻開速度跟蹤盤開關(guān)，調(diào)整進(jìn)油閥，讓主動(dòng)針?biāo)俣群退俣雀櫛P一樣。直至試件斷裂為止。關(guān)閉進(jìn)油閥，翻開回油閥，記錄從動(dòng)針示出的最大載荷。試驗(yàn)完畢l1，和斷口處的d1，請教師檢查試驗(yàn)記錄。將試驗(yàn)機(jī)的一切機(jī)構(gòu)復(fù)原。清理試驗(yàn)現(xiàn)場，將借用的儀器歸復(fù)原處?！参濉吃囼?yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果試樣尺寸〔1〕低碳鋼試驗(yàn)前試驗(yàn)前試驗(yàn)后原標(biāo)距l(xiāng)〔mm〕0斷后長度l1〔mm〕直徑d〔mm〕0上中下斷裂處直徑d1〔mm〕12平均A0最小A〔mm2〕1〔mm2〕〔2〕鑄鐵試驗(yàn)前試驗(yàn)前試驗(yàn)后原標(biāo)距l(xiāng)〔mm〕0斷后長度l1〔mm〕直徑d〔mm〕0上中下斷裂處直徑d1〔mm〕12平均0最小A〔mm2〕1〔mm2〕試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果材料Р材料Р〔KN〕S屈服極限σ〔MP〕аSР〔KN〕b強(qiáng)度極限σ〔MP〕аb低碳鋼鑄鐵

S、σbPsPb計(jì)算屈服極限σs及強(qiáng)度極限σb。低碳鋼P(yáng) s 〔MP〕s A а0P b 〔MP〕b A а0鑄鐵P b 〔MP〕b A а0材料的塑性指標(biāo)δ、Ψ依據(jù)試件前、后的標(biāo)距段長度及橫截面面積計(jì)算延長率δ及截面收縮率ψ低碳鋼

ll10100% %l0 AA 0A 1100% %0鑄鐵 ll10100% %l0 AA 0A 1100% %0處理。3-1.1.假設(shè)斷口不在標(biāo)距長度中部三分之一區(qū)段內(nèi)，需承受斷口移中的方法〔即借計(jì)算法將斷口移至中間以計(jì)算試件拉斷后的標(biāo)距長度l1。承受斷口移中法時(shí)，試驗(yàn)前要將試件標(biāo)距等分為十個(gè)格。試驗(yàn)后將拉1O為起點(diǎn)，在長段上取根本等于短段的格數(shù)得B點(diǎn)。當(dāng)長段所余格數(shù)為偶數(shù)時(shí)〔圖3-1.1，然后量取長段所余格數(shù)的一半得出C點(diǎn)，將BC段長度移到試件左端，則移位后的1為1A+BC在長段上取根本等于短段格數(shù)得B點(diǎn)后，假設(shè)長段所余格數(shù)為奇數(shù)時(shí)〔圖3-1.1，可在長段上量取所余格數(shù)減1C點(diǎn)，再量取所余格數(shù)加1C1點(diǎn)，則移位后的l1為l1=AB+BC+BC1為什么要將斷口移中呢？這是由于斷口靠近試件兩端時(shí)，在斷裂試件的較短一段上，必將受到試件頭部較粗局部的影響，而降低頸縮局部的局部伸長量，從而使延長率δ的數(shù)值偏小，用斷口移中的方法可在肯定程度上彌補(bǔ)上述偏差。當(dāng)斷口格外靠近試件兩端，而其與頭部的距離等于或小于直徑d0的兩倍時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果無效，必需重作。〔六〕留意事項(xiàng)未經(jīng)指導(dǎo)教師同意不得開動(dòng)機(jī)