实验一拉压MicrosoftWord文档精要.doc

实验一? 拉伸和压缩实验 ? 一、实验目的 1、了解试验机的功能及基本的操作规程与操作方法，熟悉游标卡尺的使用方法。 2、了解低碳钢和铸铁的观察鉴别方法。 3、通过低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验，了解低碳钢和铸铁的受力、变形和破坏特征。 4、通过低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验，验证教材中对材料力学性能的表述。 5、通过实验，培养动手能力，为将来从事类似的工作打下基础。 ? 二、试件 本实验中用于试验的试件有两种：一种是拉伸试件，形状如图1.1所示，低碳钢拉伸试件和铸铁拉伸试件各一根；另一种是铸铁压缩试件，其形状如图1.2所示。由于低碳钢不会产生压缩破坏，且其在弹性阶段与屈服阶段内的受力与变形情况与其在拉伸时的状况相同，因而不进行低碳钢的压缩试验。 1、拉伸试件 用于测定力学性能的拉伸试件，通常为圆形截面和矩形截面，目前绝大多数拉伸试件为圆形截面。本实验中所使用的拉伸试件为圆截面。用于拉伸试件（如图1.1）的各部分名称和技术要求是：试件的中段（用于测量相关数据）称为标准段，其长度L0称为标距，该段的直径为d0。试件的加工，必须按《金属拉伸试验法》（GB6397－86）的有 关技术要求进行。试件的标距L0与横截面面积A有比例和非比例之分，当时 为比例试件，比例系数K=5.65的试件为短试件，K=11.3的试件为长试件。当L0:d0=10:1时，该试件称为标准试件，如L0=100mm,d0=10mm，即为标准试件。我们所用的试件是标准试件。试件两端较粗的部分（头部）供装入试验机夹头内承受拉力之用。试件头部的轴线必须与标距段的轴线完全重合。 图1.1拉伸试件???????????? ?????????图1.2 压缩试件 2、压缩试件 用于测定力学性能的压缩试件，通常为圆形截面柱，如图1.2所示。其加工的技术要求必须按《金属压缩试验法》的有关要求进行。压缩试件的高度与直径之间比例通常为h=(1.5-3.5)d0。 ? 三、实验设备 1、万能材料试验机(或拉力、压力试验机)。 2、钢尺和游标卡尺（作量取几何尺寸之用）。 3、刻线机或小钢冲（作刻划标注之用）。 ? 四、实验原理 （一）低碳钢的拉伸试验 试件在试验机上受拉时，试验机的绘图装置会自动画出(显示)拉伸图，如图1.3所示。在拉伸图上，是以拉力F为纵坐标，以试件的伸长量?L为横坐标所画出的一条曲线，它记录了试件在拉伸过程中力与伸长变形之间的关系。从拉伸图上可以看出，试件从开始受力到被拉断，其变形经历了四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部收缩及破坏阶段。 图1.3 低碳钢的拉伸图 必须指出的是，绘图装置所画出的拉伸图上?L是整个件的伸长（即包括了试件两头非标距段部分的伸长），还包括了夹头的可能滑动及试验机自身的弹性变形。因此其伸长量?L与标距段的伸长有一定的区别。标距段的伸长量应为拉断后标距段内的长度L1减去标距L0。 通过对标距段的受力与变形分析，可以画出标距段的应力-应变图，如图1－4所示。 四个阶段中试件的受力与变形情况分别为： （1）?????? o－a′）： 在拉伸图和应力应变图上，oa段为直线，表示在此阶段内力与变形成正比，即此阶段为完全的弹性变形阶段。因此a点的应力(((((p ((,p（图中未标出）称为比例极限。a点至a′之间为不完全直线（略有弯曲），但当荷载卸去后变形仍可消失，故a′点的应力(e（图中未标出）称为弹性极限。 图1.4 低碳钢拉伸时的应力应变图 （2）?????? a′－c）： a′点之后，当荷载增加到一定程度时，测力表指针开始回转（说明拉力估下降）而 变形继续增加，继而指针作缓慢的来回摆动，拉伸图和应力应变图上呈现出一段锯齿状的曲线（如图中a′－c）。在这一阶段，变形增加很快而荷载的增加十分缓慢甚至下降，故将此阶段称为屈服阶段。此阶段内荷载的最小值（b点的荷载值）称为屈服荷载，用Fs表示，该点的应力称为屈服极限，用(s表示。 （3）?????? c－d）： 过c点后，力与变形曲线及应力应变曲线又开始同步增加（但不成正比，而是按抛物线变化），它表明试件又恢复了承载能力，直到曲线的最高点d 。过了d点，试件的承载能力开始下降，而变形继续增加。因而将c－d这一受力与变形阶段称为强化阶段。d点的荷载Fb是整个试验过程中试件承受的最大荷载，称其为极限荷载。与Fb相应的应力称为强度极限，用(b表示。 （4）?????? d－e）： 过d点后，测力表主动指针回摆，试件变细变长，拉伸图曲线下降，试件中的某个 局部开始变细，即出现“颈缩”，当曲线画至e点时试件很快被拉断。通常称此段为颈缩破坏阶段。 试件拉断后，试件的变形为完全的塑性变形，而弹性变形完全消失。 （二）铸铁的拉伸实验 铸铁的拉伸图如图1.5所示。由试验机自动绘出的拉伸图是一条非线性曲线，它没有明显的直