金屬材料的拉伸實驗課件

1、金屬材料的拉伸實驗,昆明理工大學工程力學實驗中心,金屬材料的拉伸實驗,材料的拉伸實驗是研究材料力學性能的最基本的實驗。通過拉伸實驗，可以測定材料在常溫、靜載條件下的強度和塑性指標，了解材料的受力與變形的關(guān)系，為工程中評定材質(zhì)、強度計算及合理設(shè)計提供科學依據(jù)。,昆明理工大學工程力學實驗中心,1. 實驗?zāi)康?1、測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率和截面收縮率，測定鑄鐵的強度極限； 2、觀察金屬材料在拉伸過程中的各種力學現(xiàn)象，了解受力與變形的關(guān)系； 3、比較低碳鋼與鑄鐵拉伸性能的差別。,昆明理工大學工程力學實驗中心,2、 實驗儀器和設(shè)備,（1）、CCSS44100電子萬能材料實驗機（如圖1）；

2、（2）、游標卡尺（如圖2）；,圖1：CCSS44100 電子萬能材料實驗機,圖2：游標卡尺,昆明理工大學工程力學實驗中心,3、試件,實驗表明，試件的尺寸和形狀對試驗結(jié)果都有影響。為了避免這種影響，使各種材料的試驗結(jié)果具有可比性，必須將試件尺寸、形狀和試驗方法都統(tǒng)一規(guī)定，使試驗標準化，常用的拉伸試件有圓形和矩形截面兩類，國家標準金屬材料拉伸試驗試樣（GB6397-86）規(guī)定的圓形截面比例試樣形狀如圖所示。,短試樣,長試樣,昆明理工大學工程力學實驗中心,標距： 圖中試樣的平行段兩條刻線間的長度L0稱為原始標矩；平行段部分的直徑稱為原始直徑d0。 圓形比例試件分以下兩種：,L0,昆明理工大學工程力學

3、實驗中心,4、實驗原理,材料的力學性能指標由常溫、靜載下的拉伸破壞實驗確定。整個實驗過程，力與變形的關(guān)系可由拉伸圖表示，試驗機采集的數(shù)據(jù)可直接顯示在電腦屏幕上，并自動繪制出拉伸圖。,低碳鋼拉伸曲線,低碳鋼拉伸試驗過程分四個階段：線彈性階段；屈服階段；強化階段和頸縮階段。試驗過程中要注意觀察，讀取屈服載荷Fs和最大載荷Fb。,昆明理工大學工程力學實驗中心,鑄鐵試件的拉伸圖，力和變形沒有明顯的線性關(guān)系，沒有屈服和頸縮現(xiàn)象；拉伸時塑性變形極小，在變形很小時就達到最大載荷而突然斷裂；斷后延伸率和截面收縮率都很小。,昆明理工大學工程力學實驗中心,5、實驗步驟,（1）為了量取試件的原始標距和斷后標距，在實

4、驗前應(yīng)將試件的標距段刻上均勻的刻度，如圖所示：,刻線,昆明理工大學工程力學實驗中心,（2）測取試件尺寸： 測取試件的原始直徑d0,測量時取三個截面，在每個截面的相互垂直的兩個方向上量取直徑，然后算出該截面的平均直徑；最后取三個截面的直徑中的最小直徑作為d0。,昆明理工大學工程力學實驗中心,（3）根據(jù)試件的材料，用 估算試件所能承受的最大載荷，考慮試驗機量程是否能夠滿足要求。,昆明理工大學工程力學實驗中心,(4)裝夾試件,進行拉伸，設(shè)置試驗條件，設(shè)置條件并按所設(shè)條件進行拉伸實驗，直至試件被拉斷。試驗結(jié)束后，CCSS44100電子萬能材料試驗機會將屈服載荷和最大載荷都通知你。將試件取下，量取斷后標

5、距L，及斷口直徑，記錄所得數(shù)據(jù)。,電子萬能機上夾頭,電子萬能機上夾頭,試件裝夾后開始拉伸,試件被拉斷,兩種材料斷口的區(qū)別,延性斷裂后的斷口形貌,脆性斷裂后的斷口形貌,昆明理工大學工程力學實驗中心,6、實驗結(jié)果處理,屈服極限：,強度極限：,延伸率：,截面收縮率：,昆明理工大學工程力學實驗中心,斷后標距的測量,如果試件斷口位于標距段中間1/3區(qū)域，那么就將斷口對接起來，直接測量靠頭部的兩條刻線之間的距離，作為斷后標距。,昆明理工大學工程力學實驗中心,如果試件斷口位于靠頭部的1/3段內(nèi)，則使用“移位法”：,A,B,O,C,C1,LAB,LAB,LBC,LBC1,A,B,O,C,LBC,D,D,BD之間是奇數(shù)