建筑力学PPT.pptx

工程力学课程设计 班级 140406 王薛睿 201434005693 徐桂鑫 201434006527 申丹丹 201434002539 王瑞杰 201434002439 吴艳 201434004986 班级 140408 贾红丽 201434002494 郭倩 201434002093 指导老师：刘海阳 低碳钢拉伸实验 提纲 一、实验目的 二、实验原理 三、实验步骤 四、数据处理及结论 一、实验目的 1．验证虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E。 2．测定低碳钢的屈服极限ss ；强度极限sb；延伸率d；截面收缩率y。 3．观察低碳钢拉伸过程中各个阶段的现象，绘制拉伸的应力应变曲线图。 二、实验原理 ?低碳钢是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是图中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段: (1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部写出荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。 ? (2)屈服阶段AB:试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹，称为滑移线。 ? (3)强化阶段BC: 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。 (4)颈缩阶段和断裂CD: 试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现颈缩的现象，一直到试样被拉断。 利用原始标距内的残余变形来计算材料断后伸长率A和断面收缩率Z，计算公式为: 式中L0为原始标距长度，S0为原始横截面面积，Lu为试样断裂后标距长度，Su为试样断裂后颈缩处最小横截面面积。 ? 三、试验步骤 1．试件准备 （1）给三个试样编号，在每个试样原始标距范围内分别测量试样的两端及中央三个截面的直径，且在每一截面取互相垂直的两个方向各测量一次，得到数据后看数据是否符合公差要求，若符合则计算各截面的平均值，取其中最小者作为计算直径d0，再算出试样的初始横截面面积S0；若不符合，重新测。 （2）沿每个试样平行长度范围内的两端涂色，用划线机刻划原始标距L0=50mm的两条标记线，在一个试样两端上做三个这样的标距，每个间隔10mm。 2．试验机准备 试验机的位移速度调至8min/mm。 3．安装试件及引伸计 首先取一号试样，将试样安装在引伸计上，试样两端用皮筋固定好，引伸计装好后要调整指针使之位于刻度零点。 4．测试 ①开动试验机。开始时缓慢加载，注意加载的载荷变化和自动绘图的情况。 ②加载过程中，从绘图中观察屈服时的载荷。当载荷出现下降或曲线发生弯折时，说明材料发生屈服。 ③屈服阶段后，注意观察曲线，当载荷随试样伸长达到最大出现下降时，取下引伸计。继续加载，注意观察试样变化，特别是颈缩现象。加载至试样被拉断时，停下试验机，卸下试样。 5.按2—4步骤测试其他试样 6.将试样断裂的部分仔细配接在一起使其轴线处于同一直线上，之后测量。 ①试样断后标距Lu ②在颈缩最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面面积Su，得到数据后看数据是否符合公差要求，若符合，记录下来；若不符合，重新测。 7.获得的数据及曲线拷贝下来。 8.整理仪器。 四、数据处理及结论 ?①从电脑绘图中读出屈服期间不计初始瞬时效应的最小载荷PeL并记录下来。再读出整个图的最大载荷Pm。②计算断后伸长率A及端面收缩率Z? 应用公式：?Z=(S0-Su)/?S0*100％?A=(Lu-?L0)/?L0*100％? ③计算下屈服强度PeL?应用公式：ReL=PeL/?S0? ④计算抗拉强度Rm应用公式：?Rm=Pm/?S0⑤计算应变硬化指数n和应变硬化系数K均匀地选取材料均匀变形阶段（屈服阶段后载荷达最大载荷前的阶段）中的六次数据载荷P及应变e，计算六次数据的真应力S，以lne为横坐标，以lnS为纵坐标作直线图。直线的斜率即为n，直线的截距即为lnK，由此可计算出K。 低碳钢为塑性材料，开始时遵守胡克定律沿直线上升，比例极限以后变形加快，但无明显屈服阶段。相反地，图形逐渐向上弯曲。这是因为在过了比例极限后，随着塑性变形的迅速增长，而试件的横截面积逐渐增大，因而承受的载荷也随之增大。从实验我们知道，低碳钢试件可以被压成