材料力學實驗報告班級：機制B18-4學號：指導老師:目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"金屬材料的拉伸實驗（電子） 3\o"CurrentDocument".實驗目的 3\o"CurrentDocument".儀器設備 3\o"CurrentDocument".試件 3\o"CurrentDocument".測試原理 3\o"CurrentDocument"1.低碳鋼拉伸 4\o"CurrentDocument"2.鑄鐵拉伸 5\o"CurrentDocument"五、實驗步驟 6\o"CurrentDocument"1、低碳鋼的拉伸 6\o"CurrentDocument"2、鑄鐵的拉伸 7\o"CurrentDocument"六、實驗注意事項 7\o"CurrentDocument"七、實驗數(shù)據(jù)處理與分析 71、實驗數(shù)據(jù)表格 72、強度指標的計算: 83、塑性指標： 8\o"CurrentDocument"八、思考題 8\o"CurrentDocument"金屬材料的壓縮實驗（電子） 9\o"CurrentDocument"一、實驗目的 9\o"CurrentDocument"二、儀器設備 9\o"CurrentDocument"三、試件制備 9四、實驗原理 9\o"CurrentDocument"五、實驗步驟 10\o"CurrentDocument"六、實驗注意事項 10\o"CurrentDocument"七、實驗數(shù)據(jù)處理與分析 11\o"CurrentDocument"八、實驗報告 11金屬材料的拉伸實驗（電子）.實驗目的.測定低碳鋼材料在常溫、靜載條件下的屈服極限0s，強度極限Ob，延伸率5和斷面收縮率w。.測定鑄鐵材料在常溫靜載下的強度極限外。.觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，分析P-AL圖的曲線特征。.比較低碳鋼與鑄鐵力學性能的特點和試件斷口情況分析其破壞原因。.了解微機控制電子萬能材料試驗機的構造原理，學習其使用方法。.儀器設備.微機控制電子萬能材料試驗機.游標卡尺（精度0.02mm）.試件在測試某一力學性能參數(shù)時，為了避免試件的尺寸和形狀對實驗結果的影響，便于各種材料力學性能的測試結果的互相比較，采用國家標準規(guī)定的比例試件。國家標準規(guī)定比例試件應符合以下關系：L0=K。對于圓形截面試件，K值通常取5.65或11.3。即直徑為d0的圓形截面試件標距長度分別為5d0和10do。本試驗采用L0=10d0的比例試件。.測試原理（圖1）圖1為試驗機繪出的碳鋼拉伸P-AL曲線圖，拉伸變形AL是整個試件的伸長，并且包括機器本身的彈性變形和試件頭部在夾頭中的滑動，故繪出的曲線圖最初一段是曲線，流動階段上限B受變形速度和試件形式影響，下屈服點B則比較穩(wěn)定，工程上均以B點對應的載荷作為材料屈服時的載荷PS.以試樣的初始橫截面積A。除Ps，即得屈服極限：Q二/S&屈服階段過后，進入強化階段，試樣又恢復了承載能力，載荷到達最大值%時，試樣某一局部的截面明顯縮小，出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象，這時示力盤的從動針停留在％不動，主動針則迅速倒退表明載荷迅速下降，試樣即將被拉斷。以試樣的初始橫截面面積A。除Pb得強度極限為 0Q=%

b&延伸率3及斷面收縮率少的測定，試樣的標距原長為L0拉斷后將兩段試樣緊密地對接在一起，量出拉斷后的標距長為％,延伸率應為 03=J-^X100%試樣拉斷后，設頸縮處的最小橫截面面積為％由于斷口不是規(guī)則的圓形，應在兩個相互垂直的方向上量取最小截面的直徑，以其平均值計算A「然后按下式計算斷面收縮率甲二&-4x100%&鑄鐵試件在變形極小時，就達到最大載荷PS而突然發(fā)生斷裂。沒有屈服和頸縮現(xiàn)象，其強度極限遠小于低碳鋼的強度極限。 s（圖2）（圖3）圖2為低碳鋼試件的壓縮圖，在彈性階段和屈服階段，它與拉伸時的形狀基本上是一致的，而且Ps也基本相同，所以說，低碳鋼材料在壓縮時的E和。s，都與拉伸時大致相同，低碳鋼的塑性好，由于泊松效應，試件越壓越粗不會破壞，橫向膨脹在試件兩端受到試件與承墊之間巨大摩擦力的約束，試件被壓成鼓形，進一步壓縮，會壓成圓餅狀，低碳鋼試件壓不壞，所以沒有強度極限。圖3為鑄鐵試件壓縮圖，P-AL比同材料的拉伸圖要高4-5倍，當達到最大載荷Ps時，鑄鐵試件會突然破裂，斷裂面法線與試件軸線大致成45-55的傾角。這表面，鑄鐵壓縮破壞主要是由剪應力引起的。.低碳鋼拉伸⑴.彈性階段彈性階段為拉伸曲線中的OB段。在此階段，試件上的變形為彈性變形。OA段直線為線彈性階段，表明載荷與變形之間滿足正比例關系。接下來的AB段是一非線彈性階段，但仍滿足彈性變形的性質。⑵.屈服階段過彈性階段后，試件進入屈服階段，其力與曲線為鋸齒狀曲線BC段。此時，材料喪失了抵抗變形的能力。從圖形可看出此階段載荷雖沒明顯的增加，但變形繼續(xù)增加；如果試件足夠光亮，在試件表面可看到與試件軸線成45°方向的條紋，即滑移線。在此階段試件上的最小載荷即為屈服載荷Ps.⑶.強化階段材料經過屈服后，要使試件繼續(xù)變形，必須增加拉力，這是因為晶體滑移后增加了抗剪能力，同時散亂的晶體開始變得細長，并以長軸向試件縱向轉動，趨于纖維狀呈現(xiàn)方向性，從而增加了變形的抵抗力，使材料處于強化狀態(tài)，我們稱此階段為材料的強化階段（曲線CD部分）。強化階段在拉伸圖上為一緩慢上升的曲線，若在強化階段中停止加載并逐步卸載，可以發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象一卸載規(guī)律，卸載時載荷與伸長量之間仍遵循直線關系，如果卸載后立即加載，則載荷與變形之間基本上還是遵循卸載時的直線規(guī)律沿卸載直線上升至開始卸載時的M點。我們稱此現(xiàn)象為冷作硬化現(xiàn)象。從圖可知，卸載時試件的伸長不能完全恢復，還殘留了OQ一段塑性伸長。⑷.頸縮階段當試件上的載荷達到最大值后，試件的變形沿長度方向不再是均勻的了，在試件某一薄弱處的直徑將顯著的縮小，試件出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，由于試件截面積急劇減小，試件所能承受的載荷也隨之下降，最后，試件在頸縮處斷裂。試件上的最大載荷即為強度極限載荷。.鑄鐵拉伸鑄鐵在拉伸時沒有屈服階段，拉伸圖為一接近直線的曲線（圖4）,在變形極小時就達到最大載荷而突然發(fā)生破壞，因此，只測最大載荷Pb并計算。:Pb/A0.AL（圖4）五、實驗步驟1、低碳鋼的拉伸(1)試件準備(2)尺寸測量a.用游標卡尺測量試件標距部分的原始直徑d0。在試件標距范圍內，取中間和兩端處三個截面作為測試試件直徑的位置，每個截面在兩個相互垂直的方向上各測量一次，取其平均值作為該截面的平均直徑，然后取三個平均值中的最小值作為d0的大小來計算試件的原始橫截面面積A0；b.測量試件的原始標距L0。用游標卡尺測量試件標距部分兩標距點之間的距離一次，以此作為原始標距L0的大小。(3)試驗準備a.依次打開試驗機主機，計算機，打印機；b.設置限位保護。將限位桿上的擋圈調整到合適位置。c.打開計算機內試驗軟件，進入試驗軟件主窗口界面；d.裝夾試件。先將試件的一端夾入試驗機下夾具的鉗口內；然后在試驗軟件中將力傳感器清零，利用手動控制盒調整移動橫梁到合適位置，使上鉗口夾牢試件的另一端；e.點擊試驗軟件主窗口界面上方工具欄內的“實驗方案”按扭，設置好實驗方案和實驗參數(shù)。(4)進行實驗a.點擊試驗軟件主界面上方工具欄內的“試驗”按鈕，在下拉菜單中選擇對應的試驗方案。b.點擊“運行”鍵，開始實驗。c.試件破壞后，關閉試驗窗口，進行數(shù)據(jù)處理，編寫打印實驗報告。d.結束實驗，退出試驗軟件，依次關閉打印機、計算機、試驗機。清理實驗現(xiàn)場。e.測量拉斷后試件的標距L1和最小截面直徑d1?！緲司郘1的測量】將拉斷的試件緊密對接好，盡量使其軸線位于一條直線，拉斷以后試件的標距L1大小的測量采用下述方法之一來測定。首先在實驗前用刻線機在試件標距范圍內內的表面上刻出十格等分線。直測法：若斷口到最近的標距點的距離大于，則以直接測得的兩標距點間的距離為L1；移位法：若斷口到最近的標距點的距離小于，則可按下法確定L1：在長段上從拉斷處O取基本等于短段格數(shù)得到B點，當較長段所余格數(shù)為偶數(shù)時，取長段所余格數(shù)的一半得出C點，相當于將BC段長度移到試件的左端。當較長段所余格數(shù)為奇數(shù)時，取長段所余格數(shù)減1的一半得出C點，再取長段所余格數(shù)加1的一半得出C1點?！窘孛嬷睆絛l的測量】將拉斷的試件緊密對接好，盡量使其軸線位于一條直線，在試件頸縮處選擇一最小截面，在此截面的兩個互相垂直的方向各測量一次直徑，取其平均值作為拉斷以后截面直徑d1的值。2、鑄鐵的拉伸鑄鐵的拉伸實驗可參照低碳鋼拉伸實驗進行。鑄鐵的尺寸測量還可進一步簡化，只需測量試件中截面兩個互相垂直方向的直徑各一次，取其平均值作為試件原始直徑d0的值；鑄鐵無需測量標距L0、L1和拉斷后的直徑d1。六、實驗注意事項1、任何時候都不能帶電插拔電源線和信號線；2、試驗開始前，一定要調整好限位擋圈；3、試驗過程中，不能遠離試驗機；4、試驗過程中，除停止鍵和急停開關外，不要按控制盒上的其他按鍵；5、試驗結束后，一定要關閉所有電源；6、計算及要嚴格按照系統(tǒng)要求一步一步退出，正常關機。7、不要使用來歷不明或與本機無關的存儲介質在試驗機控制用計算機上寫盤或讀盤。七、實驗數(shù)據(jù)處理與分析1、實驗數(shù)據(jù)表格【低碳鋼拉伸】材料直徑（mm）橫截面1橫截面2橫截面3（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均低碳鋼9.909.909.909.929.929.929.869.869.86實驗前材料標距l(xiāng)（mm）直徑 d0(mm)橫截面積A0（mm2）標記距離l0（mm）屈服抗力Fs（KN）最大抗力Fb（KN）低碳鋼509.8976.78105.6623.69334.243實驗后材料變形Al(mm)直徑 d1(mm)橫截面積A1（mm2）標記距離l1（mm）F(KN)低碳鋼0.0665.7525.95135.4219.135【鑄鐵拉伸】初始直徑（mm）原始標距（mm）初始拉力（N）斷后直徑（mm）斷后標距（mm）10.1050.0020010.0050.102、強度指標的計算:【低碳鋼拉伸】屈服極限 os=308.58MPa強度極限 0b=445.99MPa【鑄鐵拉伸】強度極限 0b=268.81MPa3、塑性指標：【低碳鋼拉伸】彈性模量 E=187.70GPa延伸率 3=4-cX100%=28.17%10斷面收縮率 2=0-4x100%=66.20%八、思考題1、提交實驗報告（具體要求參考實驗報告冊）；2、討論下列問題a、拉伸實驗中為什么要采用比例試件？拉伸試驗中延伸率的大小不僅與材料有關，同時也與試件的標距長度有關，與此同時，試件局部變形較大的斷口部分，在不同長度的標距中所占比例也不同，因此，拉伸試驗中必須采用標準試件或比例試件，這樣其相關性質才具有可比性。b、q和％是試件屈服和破壞時的真實應力嗎?為什么？0s和。b小于試件在屈服和斷裂時的真實應力。因為。s和。b是通過構件的原始截面面積計算而得，但試件的真實應力。對應于當時的橫截面面積:又因為低碳鋼為塑性材料，軸向拉伸時，縱向伸長，橫向縮短，故當時的橫截面面積小于起始橫截面面積。且。=F/A,所以。s和。b小于試件在屈服和斷裂時的真實應力。c、分析低碳鋼和鑄鐵兩種材料的斷口特征，并加以比較。

在低碳鋼和鑄鐵的拉伸試驗中，其端口特征為：低碳鋼端口呈杯口狀，而鑄鐵的端口呈貝殼狀,如圖5。林口狀斷口W挾試件W挾試件（圖5）金屬材料的壓縮實驗（電子）一、實驗目的1、測定鑄鐵材料在常溫、靜載條件下壓縮時的強度極限ob；2、觀察鑄鐵材料在壓縮時的變形和試件斷口情況，并分析其破壞原因；二、儀器設備1、微機控制電子萬能材料試驗機；2、游標卡尺。三、試件制備金屬材料的壓縮試件一般制成如圖3-5-1所示的圓柱形。且試件不宜過長（過長容易被壓彎），也不宜過于粗短（過于粗短則試件兩端面受摩擦力影響的范圍過大）。所以，國家標準一般規(guī)定ho=（1~2）do式中h0——壓縮試件的高度d0——壓縮試件的原始橫截面直徑實驗原理鑄鐵在壓縮過程中，試驗機的自動繪圖器將描繪出一條與其拉伸時相似的P-AL壓縮曲線（圖a），所不同的是鑄鐵壓縮到強度極限載荷Pb之前要產生較大的變形。試件由圓柱形被壓縮成微鼓形直至破裂。此時試驗機力值顯示窗口顯示力值迅速下降，而而峰值力窗口記錄了試件最大載荷Pb。鑄鐵破壞時，由于剪應力的作用，破壞面出現(xiàn)在與試件軸線約成45°-50°的斜面上。AL五、實驗步驟1、試件準備：準備工作由實驗室老師事先完成。2、尺寸測量a.用數(shù)顯游標卡尺測量試件中截面兩個互相垂直方向的直徑各一次，取其平均值作為試件原始直徑d0的值；b.測量試件原始高度h0的值一次；3、試驗準備a.依次打開試驗機主機，計算機，打印機；b.設置限位保護。將限位桿上的擋圈調整到合適位置。c.打開計算機內試驗軟件，進入試驗軟件主窗口界面；d.安裝試件。將試件盡量準確地放在下壓板的中心處，調整上壓板至接近試件上截面位置，但不要與試件接觸。e.點擊試驗軟件主窗口界面上方工具欄內的“實驗方案”按扭，設置好實驗方案和實驗參數(shù)。4、進行實驗a