材料力學(xué)測(cè)試

1材料力學(xué)測(cè)試2為什么要進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試？對(duì)材料的要求：1.具有良好的加工性能，如當(dāng)金屬材料塑性成型時(shí)，要求材料有優(yōu)良的塑性和低的塑性變形抗力。2.具有足夠高的變形和斷裂抗力——強(qiáng)度，使零件在外力作用時(shí)能保持設(shè)計(jì)所要求的外形和尺寸。3常用力學(xué)性能試驗(yàn)

一、拉伸試驗(yàn)二、壓縮試驗(yàn)三、剪切試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)五、彎曲試驗(yàn)六、沖擊試驗(yàn)4拉伸試驗(yàn)特點(diǎn)：材料處于單向應(yīng)力狀態(tài)下，測(cè)得的材料指標(biāo)比較穩(wěn)定，具有廣泛的可比性。所以廣為國(guó)內(nèi)外科技、生產(chǎn)及貿(mào)易部門采用。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)——國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》5一、常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目1．測(cè)定低碳鋼拉伸彈性模量E；2．測(cè)定低碳鋼拉伸力學(xué)性能(ReL、Rm、A、Z)；二、試驗(yàn)儀器1．萬能材料試驗(yàn)機(jī)；2．引伸儀；3．游標(biāo)卡尺。拉伸試驗(yàn)6標(biāo)點(diǎn)l0標(biāo)距d0三、試樣1．材料類型

低碳鋼：

灰鑄鐵：2．標(biāo)準(zhǔn)試樣：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表標(biāo)距：等截面測(cè)試部分長(zhǎng)度尺寸符合國(guó)標(biāo)的試樣試驗(yàn)機(jī)讀數(shù)表盤主動(dòng)指針：反映載荷瞬時(shí)大?。槐粍?dòng)指針：反映最大載荷；拉伸試驗(yàn)7拉伸試驗(yàn)1)圓形截面2)矩形截面l0=10d0l0=5d0l0tb或8內(nèi)力和應(yīng)力內(nèi)力——物體內(nèi)部各部分子間因外力而引起的附加相互作用力，即附加“內(nèi)力”。應(yīng)力——應(yīng)力P為一個(gè)矢量分解成垂直于截面的分量σ（正應(yīng)力）和切于截面的分量τ（剪應(yīng)力）9四、試驗(yàn)原理1．低碳鋼拉伸彈性模量EOFDlDFlF

Dl等量逐級(jí)加載法：DFd(Dl)1d(Dl)2拉伸試驗(yàn)102．測(cè)定低碳鋼拉伸機(jī)械性能(ReL、Rm、A、Z)O

FDlFeFpFsFb線彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段頸縮階段屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：冷作硬化斷后伸長(zhǎng)率：斷面收縮率：拉伸試驗(yàn)11低碳鋼拉伸試驗(yàn)現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起拉伸試驗(yàn)123．脆性材料灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度

OFDl抗拉強(qiáng)度：Fm拉伸試驗(yàn)13拉伸試驗(yàn)關(guān)于GB228—2002的幾點(diǎn)說明：2.一般采用比例試樣國(guó)際上使用K=5.65，即L0=5d，并使L0≮15mm，或采用K=11.3，即L0=10d，但斷后伸長(zhǎng)率應(yīng)標(biāo)志下標(biāo)A11.3。3.注意初試瞬時(shí)效應(yīng)1.試樣通常經(jīng)機(jī)加工制成，但具有恒定橫直面的產(chǎn)品（型材、棒材、線材等）和鑄造試樣可以不經(jīng)機(jī)加工而進(jìn)行試驗(yàn)。14一、試驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)ssc；2．測(cè)定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbc。二、試驗(yàn)儀器

萬能材料試驗(yàn)機(jī)。三、試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣：d0h0粗短圓柱體：h0=1~3d0壓縮試驗(yàn)15四、試驗(yàn)原理1．測(cè)定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)sscO

FDlFsc壓縮屈服點(diǎn)：拉伸試驗(yàn)壓縮試驗(yàn)16低碳鋼壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會(huì)斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。壓縮試驗(yàn)172．測(cè)定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbcOFDl強(qiáng)度極限：拉伸試驗(yàn)Fbc灰鑄鐵壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：tmax引起壓縮試驗(yàn)18一、試驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定低碳鋼名義抗切強(qiáng)度tb；2．測(cè)定灰鑄鐵名義抗切強(qiáng)度tb。二、試驗(yàn)儀器1．萬能材料試驗(yàn)機(jī)；三、試樣試樣：剪切試驗(yàn)2．剪切器。19四、試驗(yàn)原理名義抗切強(qiáng)度：雙剪：試件有兩個(gè)剪切面Fb剪切試驗(yàn)20低碳鋼剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：灰鑄鐵剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：剪切、擠壓、彎曲引起彎曲拉應(yīng)力引起剪切試驗(yàn)21扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)的柔度系數(shù)大，因而可用于測(cè)定那些在拉伸時(shí)率先表現(xiàn)出脆性的材料，如淬火低溫回火工具鋼的塑性。2.圓柱試件在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)長(zhǎng)度上的塑性變形始終是均勻的，不會(huì)出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，可精確地測(cè)定高塑性材料的變形抗力和變形能力。3.可以明確地區(qū)分材料的斷裂方式，正斷或切斷。4.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，試件截面上的應(yīng)力應(yīng)變表明，它對(duì)金屬表面缺陷顯示很大的敏感性?？梢詸z驗(yàn)熱處理表面質(zhì)量和表面強(qiáng)化工藝的效果綜上所述，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可以測(cè)定塑性和脆性材料的剪切變形和斷裂的全部力學(xué)性能指標(biāo)。22一、試驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定低碳鋼切變模量G；2．測(cè)定低碳鋼屈服切應(yīng)力ts、抗切強(qiáng)度tb；3．測(cè)定灰鑄鐵抗切強(qiáng)度tb；二、試驗(yàn)儀器1．扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)；2．扭角儀。4．分析比較低碳鋼和灰鑄鐵兩種材料的破壞情況。扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)23三、試樣1．測(cè)低碳鋼G采用自制試樣：dl2．測(cè)低碳鋼ts、tb、灰鑄鐵tb采用標(biāo)準(zhǔn)試樣：d0扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)24四、試驗(yàn)原理1．低碳鋼切變模量GOTjdbalFFDd等量逐級(jí)加載法：扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)252．測(cè)定低碳鋼屈服切應(yīng)力ts、抗切強(qiáng)度tbOTjTbTsT<TsrdrT=Ts屈服切應(yīng)力：抗切強(qiáng)度：T=Tbtststbtb扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)抗扭截面系數(shù)：26低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)動(dòng)畫：屈服：tmax引起斷裂：扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)273．測(cè)定灰鑄鐵抗切強(qiáng)度tb抗切強(qiáng)度：OTjTb灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象：斷裂：拉應(yīng)力引起扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)28彎曲試驗(yàn)常用于測(cè)定鑄鐵、硬質(zhì)合金及陶瓷材料等脆性材料強(qiáng)度性能。彎曲試驗(yàn)時(shí)采用矩形或圓柱試件，試驗(yàn)時(shí)將試件放于一定跨度的支座上，施加一集中載荷（三點(diǎn)彎曲）或二等值載荷（四點(diǎn)彎曲）P三點(diǎn)彎曲292．YJ28A—P1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定純彎曲下矩形截面梁橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律，并與理論值比較；2．熟悉電測(cè)法基本原理和電阻應(yīng)變儀的使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器1．純彎曲試驗(yàn)裝置；矩形截面梁的純彎曲（四點(diǎn)）30三、試驗(yàn)原理1．結(jié)構(gòu)示意圖及理論值計(jì)算hbFF/2F