實(shí)驗(yàn)一拉壓MicrosoftWord文檔

1、精品文檔實(shí)驗(yàn)一拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解試驗(yàn)機(jī)的功能及基本的操作規(guī)程與操作方法，熟悉游標(biāo)卡尺的使用方法。2、了解低碳鋼和鑄鐵的觀察鑒別方法。3、通過低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，了解低碳鋼和鑄鐵的受力、變形和破壞特征。4、通過低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證教材中對(duì)材料力學(xué)性能的表述。5、通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)動(dòng)手能力，為將來從事類似的工作打下基礎(chǔ)。二、試件本實(shí)驗(yàn)中用于試驗(yàn)的試件有兩種：一種是拉伸試件，形狀如圖1.1所示，低碳鋼拉伸試件和鑄鐵拉伸試件各一根；另一種是鑄鐵壓縮試件，其形狀如圖1.2所示。由于低碳鋼不會(huì)產(chǎn)生壓縮破壞，且其在彈性階段與屈服階段內(nèi)的受力與變形情況與其在拉伸時(shí)的狀況相同

2、，因而不進(jìn)行低碳鋼的壓縮試驗(yàn)。1、拉伸試件用于測定力學(xué)性能的拉伸試件，通常為圓形截面和矩形截面，目前絕大多數(shù)拉伸試件為圓形截面。本實(shí)驗(yàn)中所使用的拉伸試件為圓截面。用于拉伸試件（如圖1.1）的各部分名稱和技術(shù)要求是：試件的中段（用于測量相關(guān)數(shù)據(jù)）稱為標(biāo)準(zhǔn)段，其長度Lo稱為標(biāo)距，該段的直徑為d0。試件的加工，必須按金屬拉伸試驗(yàn)法（GB639786）的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行。試件的標(biāo)距Lo與橫截面面積A有比例和非比例之分，當(dāng)時(shí)為比例試件，比例系數(shù)K=5.65的試件為短試件，K=11.3的試件為長試件。當(dāng)Lo：do=1O：1時(shí)，該試件稱為標(biāo)準(zhǔn)試件，如Lo=1OOmm,do=1Omm,即為標(biāo)準(zhǔn)試件。我們所用的

3、試件是標(biāo)準(zhǔn)試件。試件兩端較粗的部分（頭部）供裝入試驗(yàn)機(jī)夾頭內(nèi)承受拉力之用。試件頭部的軸線必須與標(biāo)距段的軸線完全重合。圖1.1拉伸試件圖1.2壓縮試件2、壓縮試件用于測定力學(xué)性能的壓縮試件，通常為圓形截面柱，如圖1.2所示。其加工的技術(shù)要求必須按金屬壓縮試驗(yàn)法的有關(guān)要求進(jìn)行。壓縮試件的高度與直徑之間比例通常為h=（1.5-3.5）do。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、萬能材料試驗(yàn)機(jī)（或拉力、壓力試驗(yàn)機(jī)）。2、鋼尺和游標(biāo)卡尺（作量取幾何尺寸之用）。3、刻線機(jī)或小鋼沖（作刻劃標(biāo)注之用）。四、實(shí)驗(yàn)原理（一）低碳鋼的拉伸試驗(yàn)試件在試驗(yàn)機(jī)上受拉時(shí)，試驗(yàn)機(jī)的繪圖裝置會(huì)自動(dòng)畫出（顯示）拉伸圖，如圖1.3所示。在拉伸圖上，是以

4、拉力F為縱坐標(biāo)，以試件的伸長量AL為橫坐標(biāo)所畫出的一條曲線，它記錄了試件在拉伸過程中力與伸長變形之間的關(guān)系。從拉伸圖上可以看出，試件從開始受力到被拉斷，其變形經(jīng)歷了四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、局部收縮及破壞階段。圖1.3低碳鋼的拉伸圖必須指出的是，繪圖裝置所畫出的拉伸圖上AL是整個(gè)件的伸長（即包括了試件兩頭非標(biāo)距段部分的伸長），還包括了夾頭的可能滑動(dòng)及試驗(yàn)機(jī)自身的彈性變形。因此其伸長量加與標(biāo)距段的伸長有一定的區(qū)別。標(biāo)距段的伸長量應(yīng)為拉斷后標(biāo)距段內(nèi)的長度Li減去標(biāo)距L。通過對(duì)標(biāo)距段的受力與變形分析，可以畫出標(biāo)距段的應(yīng)力-應(yīng)變圖，如圖14所示。四個(gè)階段中試件的受力與變形情況分別為：（1

5、） 彈性階段（。一a）:在拉伸圖和應(yīng)力應(yīng)變圖上，oa段為直線，表示在此階段內(nèi)力與變形成正比，即此階段為完全的彈性變形階段。因此a點(diǎn)的應(yīng)力仃=apo,p（圖中未標(biāo)出）稱為比例極限。a點(diǎn)至a之間為不完全直線（略有彎曲），但當(dāng)荷載卸去后變形仍可消失，故a點(diǎn)的應(yīng)力（圖中未標(biāo)出）稱為彈性極限。圖1.4低碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變圖（2） 屈服階段（a-c）:a點(diǎn)之后，當(dāng)荷載增加到一定程度時(shí)，測力表指針開始回轉(zhuǎn)（說明拉力估下降）而變形繼續(xù)增加，繼而指針作緩慢的來回?cái)[動(dòng)，拉伸圖和應(yīng)力應(yīng)變圖上呈現(xiàn)出一段鋸齒狀的曲線（如圖中a-c）o在這一階段，變形增加很快而荷載的增加十分緩慢甚至下降，故將此階段稱為屈服階段。此階段

6、內(nèi)荷載的最小值（b點(diǎn)的荷載值）稱為屈服荷載，用Fs表示，該點(diǎn)的應(yīng)力稱為屈服極限，用Cs表示。（3） 強(qiáng)化階段（c-d）:過c點(diǎn)后，力與變形曲線及應(yīng)力應(yīng)變曲線又開始同步增加（但不成正比，而是按拋物線變化），它表明試件又恢復(fù)了承載能力，直到曲線的最高點(diǎn)d。過了d點(diǎn)，試件的承載能力開始下降，而變形繼續(xù)增加。因而將c-d這一受力與變形階段稱為強(qiáng)化階段。d點(diǎn)的荷載Fb是整個(gè)試驗(yàn)過程中試件承受的最大荷載，稱其為極限荷載。與Fb相應(yīng)的應(yīng)力稱為強(qiáng)度極限，用5表示。（4） 頸縮破壞階段（de）:過d點(diǎn)后，測力表主動(dòng)指針回?cái)[，試件變細(xì)變長，拉伸圖曲線下降，試件中的某個(gè)局部開始變細(xì)，即出現(xiàn)頸縮”，當(dāng)曲線畫至e點(diǎn)時(shí)試

7、件很快被拉斷。通常稱此段為頸縮破壞階段。試件拉斷后，試件的變形為完全的塑性變形，而彈性變形完全消失。（二）鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)鑄鐵的拉伸圖如圖1.5所示。由試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)繪出的拉伸圖是一條非線性曲線，它沒有明顯的直線部分，也沒有屈服或頸縮現(xiàn)象，從開始受力到突然斷裂變形很小，破壞時(shí)斷口平糙。所以，鑄鐵是典型的脆性材料。鑄鐵只有一個(gè)極限荷載Fs及對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度極限應(yīng)力缶，仃b的計(jì)算公式仍為式（1-2）。由試驗(yàn)可知，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于低碳鋼的抗拉強(qiáng)度。（三）鑄鐵的壓縮試驗(yàn)鑄鐵的壓縮變形曲線亦如圖1.5所示。與拉伸時(shí)比較，相同的是它們都沒有塑性屈服和頸縮現(xiàn)象，不同的是抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度。鑄鐵壓縮破壞時(shí)，其斷裂

8、面與圓柱軸線大約成45夾角，表明屬于剪切破壞。鑄鐵壓縮極限荷載為Fb,強(qiáng)度極限為Obo五、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)操作（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1、認(rèn)真閱讀本指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)原理及基本的實(shí)驗(yàn)過程與試驗(yàn)機(jī)操作要領(lǐng)，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、對(duì)用于實(shí)驗(yàn)的試件進(jìn)行檢驗(yàn)，選取合格的試件。3、對(duì)于拉伸試件，用鋼尺或游標(biāo)卡尺在試件上定出標(biāo)距并用刻線機(jī)在試件上刻出標(biāo)距線（或用小鋼沖在標(biāo)距線處沖出一個(gè)小眼）；用游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確地量取標(biāo)距長度，在標(biāo)距段內(nèi)取三個(gè)截面（兩標(biāo)距線截面和標(biāo)距段中間截面），每個(gè)截面量取兩個(gè)直徑（先量取一個(gè)直徑,將試件轉(zhuǎn)動(dòng)90迪量一個(gè)直徑）并將這些幾何尺寸記錄于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的表1-1中。4、對(duì)于壓縮試件，只須在試件中間量取兩

9、個(gè)直徑并取其平均值記錄于表1-3中。（二）試驗(yàn)步驟（在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行）I、采用微機(jī)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)1、鑄鐵壓縮試驗(yàn)（1）打開試驗(yàn)機(jī)電源，按軟件啟動(dòng)聯(lián)機(jī)進(jìn)入軟件；（2）在輸入用用戶參數(shù)窗口選擇試驗(yàn)方案；（3）選擇存盤方式；（4）輸入試樣尺寸及相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)；（5）試驗(yàn)力清零；（6）將試樣置于壓盤中間，通過操作盒調(diào)節(jié)橫梁位置到上壓盤離試樣上平面還有一定縫隙時(shí)為止；特別注意：一是盡量使試樣位于壓盤中央，二是開始試驗(yàn)前不要使試樣接觸上壓盤。(7) 位移清零；(8) 開始試驗(yàn)，軟件自動(dòng)切換到試驗(yàn)界面；(9) 觀察試驗(yàn)過程；(10) 試驗(yàn)結(jié)束，在試驗(yàn)結(jié)果欄中，程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算并顯示出試驗(yàn)結(jié)果。(11)

10、 打印試驗(yàn)報(bào)告；2、鑄鐵拉伸試驗(yàn)(1) 打開試驗(yàn)機(jī)電源，按軟件啟動(dòng)聯(lián)機(jī)進(jìn)入軟件；(2) 在輸入用用戶參數(shù)窗口選擇試驗(yàn)方案名；(3) 選擇或輸入存盤文件名；(4) 輸入試樣尺寸及相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)；(5) 在拉伸夾具上夾頭內(nèi)夾緊試樣；(6) 試驗(yàn)力清零；(7) 通過操作盒調(diào)節(jié)橫梁位置，夾緊下夾頭；特別注意：一是盡量使試樣位于壓盤中央，二是開始試驗(yàn)前不要使試樣接觸上壓盤。(8) 位移清零；(9) 開始試驗(yàn)，軟件自動(dòng)切換到試驗(yàn)界面；(10) 觀察試驗(yàn)過程；(11) 試驗(yàn)結(jié)束，在試驗(yàn)結(jié)果欄中，程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算并顯示出試驗(yàn)結(jié)果。(12) 打印試驗(yàn)報(bào)告；3、低碳鋼拉伸試驗(yàn)(9)步驟同上；(10) 觀察試驗(yàn)過程，通

11、過軟件觀察變形曲線的變化情況，特別是屈服階段的曲線變化和頸縮時(shí)的試樣變化；(11) 試驗(yàn)結(jié)束，在試驗(yàn)結(jié)果欄中，程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算并顯示出試驗(yàn)結(jié)果。(12) 從試驗(yàn)機(jī)上下夾具內(nèi)取出已被拉斷的試樣，將試件兩截口吻合好，仍用游標(biāo)卡尺量取并記下兩標(biāo)距線之間的長度L量取并記下斷口處的最小直徑di。各數(shù)據(jù)填入表1-2。(13) 打印試驗(yàn)報(bào)告，關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)電源，關(guān)閉軟件。n、采用機(jī)械液壓萬能試驗(yàn)機(jī)1、鑄鐵壓縮試驗(yàn)(1)開啟試驗(yàn)機(jī)(按下試驗(yàn)機(jī)油泵電機(jī)開關(guān)按鈕)，緩慢打開送油閥，工作臺(tái)調(diào)至適當(dāng)高度(以能夠方便地放入試件為宜)，關(guān)閉送油閥。(2)放入壓縮試件。先使承壓板處于水平位置再將試件應(yīng)置于承壓板中部。(3)打開送

12、油閥，當(dāng)試件上端與上承壓板快要接觸時(shí)，將送油閥臨時(shí)關(guān)閉后再開啟并緩慢加載，直到試件被壓破。試件壓破后，從示力盤上讀取極限荷載Fb的值并記錄于表1-2中。(4)關(guān)閉送油閥，打開回油閥，待油回盡后關(guān)閉回油閥，再關(guān)閉油泵電機(jī)。2、鑄鐵拉伸試驗(yàn)(1)由下鉗口升降操作閥將下鉗口座調(diào)至適當(dāng)高度(以便安裝試件)。(2)將已量好尺寸的試件裝入試驗(yàn)機(jī)上下夾具之間(試件兩端粗部分的長度應(yīng)有三分之二以上位于夾具之內(nèi))夾緊。(3)開啟試驗(yàn)機(jī)(按下油泵電機(jī)按鈕)緩慢打開送油閥，開始拉伸試驗(yàn)。(4)試件拉斷后，讀取示力表盤中指針?biāo)镜臉O限荷載值并填入表1-2。(5)關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)(將電動(dòng)按鈕再按一次)，關(guān)閉送油閥，打開回油閥

13、，待油回盡后再關(guān)閉回油閥。(6)從夾具內(nèi)將被拉斷的試件卸下。至此，試驗(yàn)機(jī)操作結(jié)束。3、低碳鋼拉伸試驗(yàn)(1)、(2)、(3)步與鑄鐵拉伸試驗(yàn)相同。試驗(yàn)過程中，密切注意加載試件變形情況：I.當(dāng)試件變形處于屈服階段時(shí)，要注意觀察示力指針的擺動(dòng)情況，即時(shí)讀取此階段內(nèi)的最小荷載(屈服荷載)值Fs并記錄下來。II.當(dāng)試件的變形開始進(jìn)入頸縮破壞階段(示力主動(dòng)針開始回?cái)[)時(shí)，示力被動(dòng)針?biāo)傅暮奢d值為極限荷載Fb的大小，應(yīng)讀取并記錄下來。與此同時(shí)，應(yīng)密切注視頸縮現(xiàn)象出現(xiàn)的過程與特征，直到試件被拉斷。(4)試件拉斷后立即關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)(將電動(dòng)按鈕再按一次)，關(guān)閉送油閥，打開回油閥，待油回盡后再關(guān)閉回油閥。(5)從夾具

14、內(nèi)將被拉斷的試件卸下。至此，試驗(yàn)機(jī)操作結(jié)束。被拉斷的試件取下后，將試件兩截口吻合好，仍用游標(biāo)卡尺量取并記下兩標(biāo)距線之間的長度L1；量取并記下斷口處的最小直徑d1。各數(shù)據(jù)填入表1-2。六、結(jié)束實(shí)驗(yàn)及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告(一)結(jié)束實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，請實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師查驗(yàn)實(shí)驗(yàn)記錄。將實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工具還原，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場，離開實(shí)驗(yàn)室。(二)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)立即整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：1、計(jì)算試件的強(qiáng)度指標(biāo)(1) 計(jì)算低碳鋼試件的屈服極限缶:（1-1）（2）計(jì)算低碳鋼試件的強(qiáng)度極限0b:(1-2)（3） 計(jì)算鑄鐵拉伸時(shí)強(qiáng)度極限0b（仍式12計(jì)算）。（4） 計(jì)算鑄鐵壓縮時(shí)強(qiáng)度極限

15、防（仍式12計(jì)算）。式（11）和（12）中Ao為試驗(yàn)前量取的試件最小橫截面積。2、計(jì)算試件的塑性指標(biāo)（1） 計(jì)算低碳鋼拉伸的伸長率&Z口0（1-3）（2） 計(jì)算低碳鋼拉伸的截面收縮率空：軻二包二lx100。/尚小（1-4）3、定性畫出試件拉伸和壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變圖。4、比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明軸向拉壓時(shí)低碳鋼和鑄鐵受拉壓時(shí)的主要力學(xué)性能。七、注意事項(xiàng)1、開始實(shí)驗(yàn)前，一定要在空載狀態(tài)下（試驗(yàn)機(jī)開機(jī)并打開送油閥）將示力表指針調(diào)零，然后再關(guān)閉送油閥。2、試件安裝時(shí)，一定要使試件的軸線處于鉛直狀態(tài)，試件的兩端的夾持部分不得少于其頭部長度的三分之二。3、要嚴(yán)格遵守試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程。加載必須緩慢而均勻，一般將加載

16、速度保持在100N/min左右。4、試驗(yàn)過程中若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象或聽到異常聲響，要立即停機(jī)檢查。5、試驗(yàn)前要選好讀盤，安置好相應(yīng)的平衡錘。最大荷載不得超過允許值的80%。6、當(dāng)試件的頸縮部分位于標(biāo)距中三分段之外時(shí)，視為無效試驗(yàn)，應(yīng)更換試件重新試驗(yàn)。金屬材料拉壓實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)學(xué)號(hào)成績一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)設(shè)備：機(jī)器型號(hào)名稱鋼的選擇量程是鑄鐵的選擇量程是測試件的量具名稱三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算拉伸實(shí)驗(yàn)前試件尺寸材料試件標(biāo)距Lo(mm)截面I截面n截面田最小橫截面M積A。(mrn)12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵表二拉伸實(shí)驗(yàn)后斷口(頸縮)處直徑di(mm)材料斷口標(biāo)距Li(mm)左端右端斷口(頸縮處取小橫截面

17、面積A(mn2i)12平均12平均低碳鋼鑄鐵表三拉伸實(shí)驗(yàn)記錄材料低碳鋼鑄鐵屈服載荷Ps(Kgf)最大載荷Pb(Kgf)屈服極限(rs(MPa)強(qiáng)度極限(rb(MPa)延伸率S(%)斷面收率少()四、繪制低碳鋼和鑄鐵拉伸示意圖，并說明拉伸過程中的各種現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)一、拉伸和壓縮破壞實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1. 觀察低碳鋼、鑄鐵拉伸過程中的各種現(xiàn)象并繪制拉伸圖。2. 2.測定低碳鋼、鑄鐵拉伸時(shí)的機(jī)械性質(zhì)。3. 3.觀察鑄鐵的壓縮變形和鑄鐵的壓縮破壞現(xiàn)象。4. 4.測定鑄鐵壓縮時(shí)的機(jī)械性質(zhì)。二.實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 .萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)。2 .游標(biāo)卡尺。三、試件拉伸破壞試件通常采用圓形截面試件，其直徑d=10mm,標(biāo)距l(xiāng)=

18、100mm。壓縮破壞試件通常采用短圓柱形試件，其直徑d=10mm,高度為h,且h1d3。四、實(shí)驗(yàn)原理拉伸與壓縮破壞實(shí)驗(yàn)可以用來確定材料的機(jī)械性質(zhì)。進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件在開始受力到破壞為止的整個(gè)過程中，其變形Al與拉力F之間的關(guān)系，可由拉伸圖反映出來。對(duì)于低碳鋼試件，在載荷F不大的情形下，變形Al隨其所受的拉力F成正比增加，這時(shí)的拉伸圖為一斜直線。當(dāng)載荷F增加到一定程度時(shí)，可以看到實(shí)驗(yàn)機(jī)測力指針停止前進(jìn)甚至往回偏轉(zhuǎn)，繼而緩慢地往復(fù)擺動(dòng)，相應(yīng)的拉伸圖為一鋸齒形曲線，這就是屈服現(xiàn)象。此時(shí)測力指針在回轉(zhuǎn)過程中所指示的最小載荷即為屈服載荷Fs（又稱屈服點(diǎn)）。過了屈服階段以后，試件某一局部迅速伸長，同時(shí)橫截面尺寸急劇減小，稱為縮頸現(xiàn)象?？s頸出現(xiàn)后，試件很快就被拉斷，此時(shí)可記錄下試件所承受的最大載荷Fb（測力盤上從動(dòng)指針?biāo)甘镜妮d荷值）。隨即測出標(biāo)距和頸縮處直徑，便可得到材料的塑性指標(biāo)：伸長率