1、金屬材料靜態(tài)力學(xué)性能測試一、實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容1、測定金屬材料的拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)時力學(xué)性能參數(shù)，如屈服極限，強度極限等；2、觀察實驗現(xiàn)象，并比較金屬材料在拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)時的變形及破壞形式。3、比較金屬材料在拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)時的力學(xué)性能特點。二、實驗名稱拉伸試驗，壓縮試驗，扭轉(zhuǎn)實驗。三、實驗設(shè)備電子式萬能材料試驗機（WDW3100型）電子扭轉(zhuǎn)試驗機l0d0游標(biāo)卡尺四、試件1、拉伸試驗所采用的試件試件采用兩種材料：低碳鋼和鑄鐵。低碳鋼屬于塑性材料；鑄鐵屬于脆性材料。試件的外形如圖1所示。本實驗采用的試件是GB228-87規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)試件”中的一種。試件的標(biāo)距等截面測試部分長度，直徑。 圖1 拉伸試件

2、2、壓縮試驗所采用的試件試件的形狀如圖2所示，本實驗采用的試件是國際規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)試件”中的一種。h0 d0 圖2 壓縮試件3、扭轉(zhuǎn)試驗所采用的試件采用標(biāo)準(zhǔn)試件，類似拉伸試件。五、實驗原理拉伸實驗原理：壓縮實驗原理：扭轉(zhuǎn)實驗原理：六、實驗方法及步驟（一）拉伸試驗測定一種材料的力學(xué)性能，一般應(yīng)用一組試件（36根）來進(jìn)行，而且應(yīng)該盡可能每一根試件都測出所要求的性能。我們主要是學(xué)習(xí)試驗方法，所以我們測定低碳鋼s、b、的拉伸試驗只用一根試件來進(jìn)行。其試驗步驟如下：1、測量試件尺寸，主要是測量試件的直徑和標(biāo)距。在標(biāo)距部分取上、中、下三個截面，對每一個截面用游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）測量互相垂直方向的直徑

3、各一次，取其平均值最小截面處的平均直徑作為試件的直徑。2、順時針旋轉(zhuǎn)鑰匙打開試驗機。3、用遠(yuǎn)控盒調(diào)整上下夾頭的位置，將試件裝在實驗機的夾具上。4、打開實驗軟件，先點聯(lián)機按鈕，然后設(shè)置參數(shù)。點擊參數(shù)錄入按鈕,輸入試驗編號及試樣參數(shù)等。點擊參數(shù)設(shè)置按鈕，輸入試驗開始點、橫梁速度及方向等。5、選擇試驗編號和實驗曲線，將負(fù)荷與位移清零。6、點擊“試驗開始”按鈕，開始式樣，同時仔細(xì)觀察試樣在試驗過程中的各種現(xiàn)象。7、試件被拉斷后取下試件，量取拉斷后的標(biāo)距和頸縮處的直徑。填入到軟件中出現(xiàn)的對話框里。8、查看并保存數(shù)據(jù)。9、實驗結(jié)束后，點擊“脫機”按鈕，關(guān)閉實驗軟件。然后關(guān)閉試驗機及計算機。（二）壓縮試驗1

4、、測量試件的尺寸。用游標(biāo)卡尺測量相互垂直方向的直徑各一次，取其平均值作為試件的直徑。2、將試件放在實驗機上下兩個壓頭之間，開動實驗機進(jìn)行實驗。3、打開實驗軟件，先點聯(lián)機按鈕，然后設(shè)置參數(shù)。點擊參數(shù)錄入按鈕,輸入試驗編號及試樣參數(shù)等。點擊參數(shù)設(shè)置按鈕，輸入試驗開始點、橫梁速度及方向等。4、選擇試驗編號和實驗曲線，將負(fù)荷與位移清零。5、點擊“試驗開始”按鈕，開始式樣，同時仔細(xì)觀察試樣在試驗過程中的各種現(xiàn)象。6、試件被壓斷（鑄鐵壓斷，而低碳鋼過屈服或規(guī)定的載荷值）點擊“實驗結(jié)束”按鈕，停止實驗， 7、查看并保存數(shù)據(jù)。9、上升移動橫梁取下試件。實驗結(jié)束后，點擊“脫機”按鈕，關(guān)閉實驗軟件，然后關(guān)閉試驗機

5、及計算機。（三）扭轉(zhuǎn)實驗1、測量試件直徑，打開試驗機電源預(yù)熱儀器。2、將試件安裝于機器夾頭中，并夾緊。3、打開實驗軟件，點擊試樣錄入按鈕輸入試驗材料、試驗方法、試驗編號、試樣參數(shù)等。點擊參數(shù)設(shè)置按鈕，輸入試驗速度和轉(zhuǎn)動夾頭的轉(zhuǎn)動方向、選擇是否計算、試驗結(jié)束條件等。4、選擇試驗編號，將扭矩、扭角、轉(zhuǎn)角清零。點擊試驗開始按鈕開始試驗。對于低碳鋼試件在過屈服階段后可逐漸加快試驗速度。5、當(dāng)試件被扭斷時，停止試驗，將試件取下。6、查看并保存數(shù)據(jù)。7、點擊“脫機”按鈕，關(guān)閉實驗軟件。關(guān)閉試驗機及計算機。七、實驗數(shù)據(jù)（一）、拉伸試驗1、試驗數(shù)據(jù)記錄將測得的試件尺寸的原始數(shù)據(jù)填入表1中，將通過實驗測得的試驗

6、數(shù)據(jù)填入表2中。表1 試件尺寸原始數(shù)據(jù)（單位：mm）材料標(biāo)距l(xiāng)0原始直徑d0截面面積A0拉斷處直徑d1斷口處截面積A1拉斷處的標(biāo)距l(xiāng)1截面截面截面最小處平均值（1）（2）（1）（2）（1)（2）（1）（2）平均低碳鋼鑄鐵表2 測試數(shù)據(jù)材料屈服載荷（N）最大載荷（N）低碳鋼鑄鐵2、寫出實驗數(shù)據(jù)的處理過程，并將實驗結(jié)果填入表3中。數(shù)據(jù)的處理過程：（1）屈服極限的計算過程低碳鋼：（2）強度極限的計算過程低碳鋼：鑄鐵：（3）延伸率的計算過程 （4）斷面收縮率的計算過程 表3 實驗結(jié)果材料屈服極限（MPa）強度極限（MPa）延伸率斷面收縮率低碳鋼鑄鐵（二）壓縮試驗1、將試驗測試數(shù)據(jù)填入表42、寫出實驗數(shù)

7、據(jù)處理的過程。（1）低碳鋼的屈服極限的計算過程（2）鑄鐵的強度極限的計算過程3、將計算結(jié)果填入表4表4 測試數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果材 料原始直徑（mm）截面積（mm2）屈服極限（N）屈服極限（MPa）最大載荷（N）強度極限（MPa）（1）（2）平均低碳鋼鑄 鐵（三）扭轉(zhuǎn)試驗1、試驗數(shù)據(jù)記錄試件尺寸的原始數(shù)據(jù)填入表5中，通過實驗測得的試驗數(shù)據(jù)填入表6中。表5 試件尺寸原始數(shù)據(jù)（單位：mm）材料原始直徑截面面積截面截面截面最小處平均值（1）（2）（1）（2）（1)（2）低碳鋼鑄鐵2、寫出實驗數(shù)據(jù)的處理過程，并將實驗結(jié)果填入表6中（1）低碳鋼的剪切屈服極限的計算過程（2）低碳鋼的剪切強度極限的計算過程（3）鑄鐵的剪切強度極限的計算過程表6 測試數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果材料屈服扭矩（Nm）剪切屈服極限（MPa）最大扭矩（Nm）剪切強度極限（MPa）低碳鋼鑄鐵八、實驗綜合分析（包括對現(xiàn)象，所留數(shù)據(jù)比較，材料不同變形的優(yōu)缺點，強度指標(biāo)塑性