工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)一 金屬材料的拉伸及彈性模量測定試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 設(shè)備編號： 溫度： 濕度： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中的力與變形的關(guān)系。2、測定低碳鋼的彈性模量E。 3、測定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限；強(qiáng)度極限，伸長率和截面收縮率 4、測定鑄鐵的強(qiáng)度極限。 5、比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）拉伸時(shí)的力學(xué)性質(zhì)。 6、了解CMT微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造原理和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1CMT微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)2電子式引伸計(jì)儀 3游標(biāo)卡尺 4鋼尺3. 實(shí)驗(yàn)原理試件夾持在夾具上，點(diǎn)擊試件保護(hù)鍵

2、，消除夾持力，調(diào)節(jié)拉力作用線，使之能通過試件軸線，實(shí)現(xiàn)試件兩端的軸向拉伸。 試件在開始拉伸之前，設(shè)置好保護(hù)限位圈，微機(jī)控制系統(tǒng)首先進(jìn)入POWERTEST3.0界面。試件在拉伸過程中，POWERTEST3.0軟件自動描繪出一條力與變形的關(guān)系曲線如圖12，低碳鋼在拉伸到屈服強(qiáng)度時(shí)，取下引伸計(jì)，試件繼續(xù)拉伸，直至試件被拉斷。低碳鋼試件的拉伸曲線(圖12a)分為四個階段彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮四個階段。鑄鐵試件的拉伸曲線(圖12b)比較簡單，既沒有明顯的直線段，也沒有屈服階段，變形很小時(shí)試件就突然斷裂，斷口與橫截面重合，斷口形貌粗糙。抗拉強(qiáng)度b較低，無明顯塑性變形。與電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)聯(lián)機(jī)的微型電

3、子計(jì)算機(jī)自動給出低碳鋼試件的屈服載荷Fs、最大載荷Fb和鑄鐵試件的最大載荷Fb。取下試件測量試件斷后最小直徑d1和斷后標(biāo)距 l1，由下述公式 可計(jì)算低碳鋼的拉伸屈服點(diǎn)s。、抗拉強(qiáng)度b、伸長率，和斷面收縮率；鑄鐵的抗拉強(qiáng)度b。低碳鋼的彈性模量E由以下公式計(jì)算：式中F為相等的加載等級，l為與F相對應(yīng)的變形增量。4、 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 低碳鋼拉伸試驗(yàn)步驟按照式樣、設(shè)備的準(zhǔn)備及測試工作，大致可以將低碳鋼拉伸試驗(yàn)步驟歸納如下：首先，將式樣標(biāo)記標(biāo)距點(diǎn)，測量式樣直徑及標(biāo)距。在式樣標(biāo)距段的兩端和中間3處測量式樣直徑，每處直徑取兩個相互垂直方向的平均值，做好記錄。3處直徑的最小值取作試驗(yàn)的初始直徑。用扎規(guī)和鋼板尺

4、測量低碳鋼式樣的初始標(biāo)距長度。接著，安裝試件。按照微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)的操作方法，運(yùn)行電子萬能試驗(yàn)機(jī)程序，并開啟控制器電源。先將有力傳感器的夾具夾住式樣的一端，在微型電子計(jì)算機(jī)電子萬能試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用軟件界面中執(zhí)行力清零；在移動橫梁，使式樣的另一端緩慢插入另一夾具的V型卡板中，鎖緊夾頭，進(jìn)行保護(hù)從而消除加持力。在式樣試驗(yàn)段上安裝引申計(jì)，將引伸計(jì)的標(biāo)距桿墊片墊好，或插好定位銷釘；并清零位移。選擇低碳鋼拉伸試驗(yàn)方案，在控制軟件界面中開始運(yùn)行試驗(yàn)。在彈性階段，讀取每增加時(shí)的引伸計(jì)的讀數(shù)，并記錄下來。進(jìn)入屈服階段后，變形增大，當(dāng)界面提示引伸計(jì)已到量程范圍時(shí)，拆卸引伸計(jì)；手動切換引伸計(jì)后，設(shè)定的切換點(diǎn)不再作

5、用，繼續(xù)試驗(yàn)，注意觀察式樣的變形情況和“頸縮”現(xiàn)象。最后，取下式樣，翁合斷口對準(zhǔn)拼裝，測量式樣的最小直徑d1和標(biāo)距長度l1.(2) 鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)步驟鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)步驟與低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)步驟相同，只因鑄鐵是脆性材料，無需再式樣上刻畫及標(biāo)記標(biāo)距點(diǎn)，無需安裝引伸計(jì)，無需記錄標(biāo)距變形。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理引伸儀標(biāo)距 l = 5 mm實(shí)驗(yàn)前材料標(biāo)距l(xiāng)0(mm)直徑d0(mm)平均橫截面積（mm2）最小橫截面積A0（mm2）截面截面截面12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵低碳鋼彈性模量測定載荷F (kN)變形(mm) l變形增量(mm) (l)F0 =F1 =F2 =F3 =F4 =F5 =F = = = 實(shí)驗(yàn)后

6、材料標(biāo)距l(xiāng)1(mm)斷裂處直徑d1(mm)斷裂處橫截面積A1（mm2）12平均低碳鋼鑄鐵屈服載荷和強(qiáng)度極限載荷材料下屈服載荷最大載荷斷口形狀Fsl(kN)l(mm)Fb(kN)l(mm)低碳鋼鑄鐵載荷變形曲線(Fl曲線)及結(jié)果材 料低碳鋼鑄 鐵Fl曲線斷口形狀實(shí)驗(yàn)結(jié)果上屈服極限下屈服極限強(qiáng)度極限延伸率斷面收縮率強(qiáng)度極限延伸率六、問題討論（1）比較低碳鋼與鑄鐵在拉伸時(shí)的力學(xué)性能；（2）試從不同的斷口特征說明金屬的兩種基本破壞形式。實(shí)驗(yàn)二 金屬材料的壓縮試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 設(shè)備編號： 溫度： 濕度： 1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測定低碳鋼的壓縮屈服點(diǎn)s鑄鐵材料壓縮時(shí)的強(qiáng)度極限c；2、觀察鑄鐵材料在壓縮時(shí)的變形

7、和試件斷口情況，并分析其破壞因；3.分析比較兩種材料拉伸和壓縮性質(zhì)的異同。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1、微機(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；2、游標(biāo)卡尺。3.鋼尺三實(shí)驗(yàn)原理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(biāo)準(zhǔn)一般規(guī)定h0=（12）d0（1）式中h0壓縮試件的高度d0壓縮試件的原始橫截面直徑圖3-5-1四、實(shí)驗(yàn)原理鑄鐵在壓縮過程中，試驗(yàn)機(jī)的自動繪圖器將描繪出一條與其拉伸時(shí)相似的P-L壓縮曲線（如圖3-5-2），所不同的是鑄鐵壓縮到強(qiáng)度極限載荷Pb之前要產(chǎn)生較大的變形。試件由圓柱形被壓縮

8、成微鼓形直至破裂。此時(shí)試驗(yàn)機(jī)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(shí)，由于剪應(yīng)力的作用，破壞面出現(xiàn)在與試件軸線約成45º-50º的斜面上。5 實(shí)驗(yàn)步驟1、 試件準(zhǔn)備：準(zhǔn)備工作由實(shí)驗(yàn)室老師事先完成；2、尺寸測量a. 用數(shù)顯游標(biāo)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(yàn)準(zhǔn)備a.依次打開試驗(yàn)機(jī)主機(jī)，計(jì)算機(jī)，打印機(jī)；b.設(shè)置限位保護(hù)。將限位桿上的擋圈調(diào)整到合適位置。c. 打開計(jì)算機(jī)內(nèi)試驗(yàn)軟件，進(jìn)入試驗(yàn)軟件主窗口界面；d. 安裝試件。將試件盡量準(zhǔn)確地放在下壓板的中心處，調(diào)整上壓板至接近試件上截面位置，但不要與試件接觸。e.點(diǎn)擊試驗(yàn)軟件主窗口界面上方工具欄內(nèi)的“實(shí)驗(yàn)方案”按扭，設(shè)置好實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)參數(shù)。4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)a.點(diǎn)擊試驗(yàn)軟件主界面上方工具欄內(nèi)的“試驗(yàn)”按鈕，在下拉菜單中選擇對應(yīng)的試驗(yàn)方案。b. 點(diǎn)擊“運(yùn)行”鍵，開始實(shí)驗(yàn)。c.試件破壞后，關(guān)閉試驗(yàn)窗口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，編寫打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。d.結(jié)束實(shí)驗(yàn)，退出試驗(yàn)軟件，依次關(guān)閉打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、試驗(yàn)機(jī)。清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。六數(shù)據(jù)處理三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理材料直徑d0(mm)高度l(mm)截