压缩实验指导书《材料力学》新设备.docVIP

实验编号2 低碳钢和铸铁的压缩实验 低碳钢和铸铁压缩试验 概述 工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能都大致相同的。但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。为了便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。 二、实验目的 测定低碳钢压缩时的屈服极限бSC 测定铸铁压缩时的强度极限бbC 观察比较低碳钢和铸铁在压缩时的变形和破坏现象 学习自动绘制P－ΔL曲线及微机控制电子万能实验机、的操作 实验设备和仪器 微机控制电子万能实验机(10T) 游标卡尺 低碳钢和铸铁圆形压缩试样 实验原理 由于试样两端不可能理想地平行，试验时必须使用球形承垫，试样应置于球形承垫的中心，籍球形承垫自动调节实现轴向受载。 低碳钢试样压缩图如2-1所示，试样开始变形时，服从虎克定律，呈直线，此后变形增长很快，材料屈服。以后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷，试样越压越扁，甚至可以压成薄饼形状，而不断裂，所以测不出抗压强度。 铸铁试样压缩时如图2-2所示，载荷达到最大值Pbc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。铸铁破裂后呈鼓形，并在轴线大约成45度的面上破断，这主要是由剪应力造成的。 图2-1 图2-2 实验步骤 开机：试验机——打印机——计算机 注意：每次开机后，最好要预热10分钟，待系统稳定后，再进行试验工作。若刚刚关机，需要再开机，至少保证1分钟的时间间隔。 双击电脑桌面图标，进入试验软件，选择好联机的用户名和密码 选择对应的传感器后击 。 根据试样情况准备好夹具，若夹具已安装到试验机上，则对夹具进行检查,并根据试样的长度及夹具的间距设置好限位装置。 点击里的新试验，选择相应的试验方案，输入试样的原始用户参数如尺寸等。测量试样的尺寸方法为：用游标卡尺在试样标距两端和中间三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直方向各测量一次，取其平均值。用三个平均值中最小者计算横截面积。 将试样的端面涂上润滑油脂后，再准确的置于试验机下压盘的支撑垫板中心处，调整试验机夹头间距，按控制面板的下降键让上压盘缓慢下降，调整到接近下压盘但未触及压缩试样时停止，注意在较接近下压盘时要改按慢下的控制键，避免上压盘直接触及试样。力值清零（点击力窗口的按钮） 6、 位移清零、峰值力清零、变形清零。（点击窗口的按钮） 9、 点击，开始自动试验。 10、 观察试验过程 12、 试验结束，在试验结果栏中，程序将自动计算出结果显示在其中。如果想清楚的观看结果，可双击试验结果区，试验结果区将放大到半屏，方便观看结果数据，再次双击，试验结果区大小复原。如果想分析曲线，双击曲线区，曲线区将放大到半屏，方便分析曲线，再次双击，曲线区大小复原。 实验完成后，点击,打印试验报告。 关闭试验窗口及软件； 关机：试验软件——试验机——打印机——计算机。 六、数据整理 计算低碳钢的屈服极限和铸铁强度极限 低碳钢的屈服极限 σs= ＝ 铸铁的强度极限 σb=＝ 式中A0是试验前试件截面面积。 绘图表示两种材料的变形和断口形状、从宏观角度分析破坏原因；比较并说明两种材料的力学性质特点。 七、思考题 1、试件偏心时对试验结果有何影响？ 2、为什么不能求得塑性材料的强度极限？ 3、铸铁拉、压破坏时断口为何不同？