機械效能實驗
一．實驗目的
1． 測定低碳鋼拉伸時的屈服極限sl ，強度極限b ，斷後伸長率和斷面收縮率；
2． 測定鑄鐵拉伸時的強度極限b ；
3． 觀察低碳鋼拉伸過程中的各種現象（包括屈服、強化和頸縮等），並繪出拉伸曲線；
4． 觀察並比較低碳鋼、鑄鐵壓縮時的變形和破壞現象；
5． 觀察並比較低碳鋼、鑄鐵扭轉時的變形和破壞現象；
6． 熟悉試驗機和其他有關儀器的使用。
二．實驗儀器和裝置
1. css-44000電子萬能材料試驗機；
2. 扭轉試驗機
3． 游標卡尺及劃線機
4. 拉伸試件、壓縮試件、扭轉試件。
三．實驗原理和方法
1. 拉伸實驗原理和方法
由拉伸試驗來確定低碳鋼材料的拉伸力學效能sl 、b 、、 和鑄鐵材料的拉伸力學b。由材料力學知
首先，將被測材料按國標（gb6397-86）加工成標準試件，再根據（gb228-87）對其進行測定，用電子萬能試驗機進行載入。
試驗時，利用css-44000電子萬能試驗機的計算機作業系統，輸入有關引數，不但可以繪出被測材料的拉伸曲線圖，同時可以計算出sl 、b 、、。下圖分別為低碳鋼和鑄鐵的拉伸圖。
對於低碳鋼，屈服階段（b』-c）常呈鋸齒形。上屈服點b』受變形速度和試件形式等影響較大，而下屈服點b則比較穩定。故工程上均以 b點對應的載荷作為材料的屈服載荷ps ，稱為下屈服載荷psl。
過了屈服階段，繼續載入，曲線上公升，直至載荷達到最大值，這時試件中的名義應力達到最大值。d點的工程應力即為材料的強度極限b。過了d點，拉伸曲線開始下降，這時可觀察到試件在某一截面附近產生的區域性變形，既有頸縮現象，直至e點試件斷裂。
對於鑄鐵，由於拉伸時的塑性變形很小，因此在變形（主要是彈性變形）很小時，就達到了最大載荷，而突然斷裂，沒有屈服階段和頸縮現象。其強度極限b即為試件斷裂時的工程應力。
2. 拉伸實驗步驟
⑴ 試件準備
* 低碳鋼試件
(a). 在低碳鋼試件長度l0=100mm的標距內，用刻線機每隔10mm刻一圓周線，即在長度標距內均勻地分為10格，以便觀察試件變形沿軸向分布的情況和計算斷後伸長率。鑄鐵試件不需要劃圓周線。
(b). 用游標卡尺在標距兩端和中間部位，分別沿互相垂直的兩個方向各測量一次直徑，並計算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。
* 鑄鐵試件
用游標卡尺在試件兩端和中間部位，分別沿互相垂直的兩個方向各測量一次直徑，並計算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。
分別對低碳鋼試件、鑄鐵試件進行試驗。
⑵ 試驗機準備
根據css-44000電子萬能試驗機的試驗步驟，開啟edc系統，開啟計算機，根據計算機提示（或根據計算機操作詳細說明）輸入有關引數，系統進入試驗狀態。
⑶ 安裝試件
先將試件裝夾在上夾頭中，然後使用手動盒公升降旋扭移動橫樑至合適位置，把試件下端夾持在下夾頭中。
⑷ 進行實驗
根據計算機提示（或根據計算機操作詳細說明）進行試驗，直至試件拉斷，系統退出試驗狀態。對於低碳鋼試件則進行下一步；對於鑄鐵試件則根據計算機提示列印拉伸曲線圖和試驗結果。
(5) 低碳鋼試件斷後標距測量和斷口直徑測量（鑄鐵沒有這一步）
(a). 測量斷後標距
將被拉斷試件的兩段斷口對齊並靠緊，如果斷口到鄰近標距點的距離大於1/3l0，則用游標卡尺直接測量斷後的標距長度，此長度即為l1。若斷口到鄰近標距點的距離小於1/3l0，則需進行斷口移中計算，計算所得長度即為斷後標距l1。
(b). 測量斷口直徑
在斷口處（即頸縮最細處）沿互相垂直方向各測量一次直徑，取其平均直徑d1。
將l1、d1根據計算機提示輸入。根據計算機提示列印出低碳鋼的拉伸曲線圖和試驗結果。
四．壓縮、扭轉實驗原理和方法
本次實驗對壓縮和扭轉實驗的要求是觀察其變形過程和破壞現象，因此實驗原理和方法不在此祥敘。
五．思考題
1. 測定材料的力學效能為什麼要用標準試件？
2. 材料拉伸時有哪些力學效能指標？
3. 測定斷後伸長率時，若斷面鄰近標距點的距離小於或等於l0/3時，應如何處理？
4. 試述低碳鋼、鑄鐵拉伸、壓縮、扭轉時各由哪種應力引起破壞，為什麼？
5. 規定微量塑性伸長應力指標p、r、t是在受力還是在卸力的情況下測定的？
p0。2和r0。2有何區別？
實驗記錄參考表
1．試件原始尺寸
2。實驗資料
3．試驗結果
壓縮、扭轉實驗不做試驗報告。
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