河海大學 材料力學 實驗一拉伸實驗材料班 2

1、 實驗一 拉伸實驗一實驗目的1 測定低碳鋼拉伸時的屈服極限ssl ，強度極限sb ，斷后伸長率d和斷面收縮率c；2 測定鑄鐵拉伸時的強度極限sb ；3 觀察低碳鋼拉伸過程中的各種現(xiàn)象（包括屈服、強化和頸縮等），并繪出拉伸曲線；4 熟悉試驗機和其他有關(guān)儀器的使用。二實驗儀器和設(shè)備1. DDL-100電子萬能材料試驗機；3 游標卡尺及劃線機4. 拉伸試件。三實驗原理和方法1. 拉伸實驗原理和方法由拉伸試驗來確定低碳鋼材料的拉伸力學性能ssl 、sb 、d、c 和鑄鐵材料的拉伸力學sb。由材料力學知 首先，將被測材料按國標（GB6397-86）加工成標準試件，再根據(jù)（GB228-87）對其進行測定，

2、用電子萬能試驗機進行加載。試驗時，利用CSS-44000電子萬能試驗機的計算機操作系統(tǒng)，輸入有關(guān)參數(shù)，不但可以繪出被測材料的拉伸曲線圖，同時可以計算出ssl 、sb 、d、c。下圖分別為低碳鋼和鑄鐵的拉伸圖。對于低碳鋼，屈服階段（B-C）常呈鋸齒形。上屈服點B受變形速度和試件形式等影響較大，而下屈服點B則比較穩(wěn)定。故工程上均以 B點對應(yīng)的載荷作為材料的屈服載荷Ps ，稱為下屈服載荷Psl。過了屈服階段，繼續(xù)加載，曲線上升，直至載荷達到最大值，這時試件中的名義應(yīng)力達到最大值。D點的工程應(yīng)力即為材料的強度極限sb。過了D點，拉伸曲線開始下降，這時可觀察到試件在某一截面附近產(chǎn)生的局部變形，既有頸縮現(xiàn)

3、象，直至E點試件斷裂。對于鑄鐵，由于拉伸時的塑性變形很小，因此在變形（主要是彈性變形）很小時，就達到了最大載荷，而突然斷裂，沒有屈服階段和頸縮現(xiàn)象。其強度極限sb即為試件斷裂時的工程應(yīng)力。2. 拉伸實驗步驟 試件準備* 低碳鋼試件(a). 在低碳鋼試件長度L0=100mm的標距內(nèi)，用刻線機每隔10mm刻一圓周線，即在長度標距內(nèi)均勻地分為10格，以便觀察試件變形沿軸向分布的情況和計算斷后伸長率。鑄鐵試件不需要劃圓周線。(b). 用游標卡尺在標距兩端和中間部位，分別沿互相垂直的兩個方向各測量一次直徑，并計算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。* 鑄鐵試件用游標卡尺在試件兩端和中間部位，分別

4、沿互相垂直的兩個方向各測量一次直徑，并計算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。分別對低碳鋼試件、鑄鐵試件進行試驗。 試驗機準備 根據(jù)DDL-100電子萬能試驗機的試驗步驟，打開EDC系統(tǒng)，打開計算機，根據(jù)計算機提示（或根據(jù)計算機操作詳細說明）輸入有關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)進入試驗狀態(tài)。 安裝試件 先將試件裝夾在上夾頭中，然后使用手動盒升降旋扭移動橫梁至合適位置，把試件下端夾持在下夾頭中。 進行實驗 根據(jù)計算機提示（或根據(jù)計算機操作詳細說明）進行試驗，直至試件拉斷，系統(tǒng)退出試驗狀態(tài)。對于低碳鋼試件則進行下一步；對于鑄鐵試件則根據(jù)計算機提示打印拉伸曲線圖和試驗結(jié)果。(5) 低碳鋼試件斷后標距測量和斷口

5、直徑測量（鑄鐵沒有這一步） (a). 測量斷后標距將被拉斷試件的兩段斷口對齊并靠緊，如果斷口到鄰近標距點的距離大于1/3L0，則用游標卡尺直接測量斷后的標距長度，此長度即為L1。若斷口到鄰近標距點的距離小于1/3L0，則需進行斷口移中計算，計算所得長度即為斷后標距L1。(b). 測量斷口直徑在斷口處（即頸縮最細處）沿互相垂直方向各測量一次直徑，取其平均直徑d1。將L1、d1根據(jù)計算機提示輸入。根據(jù)計算機提示打印出低碳鋼的拉伸曲線圖和試驗結(jié)果。 五思考題1. 測定材料的力學性能為什么要用標準試件？2. 材料拉伸時有哪些力學性能指標？3. 測定斷后伸長率d時，若斷面鄰近標距點的距離小于或等于L0/3時，應(yīng)如何處理？4. 試述低碳鋼、鑄鐵拉伸由哪種應(yīng)力引起破壞，為什么？(寫到注意事項里，如果寫不下，如果寫不下寫到下一個實驗)5. 實驗記錄參考表1試件原始尺寸材 料 標 距 L0（mm） 直 徑d0 （mm） 最小橫截面 面積A0 （mm） 截面 截面 截面12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵 /2。實驗數(shù)據(jù) 材料 屈服載荷 （KN） 最大載荷 （KN）拉斷后標距 （mm） 頸縮處直徑 （mm）頸縮處橫截