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. 熟悉試驗機和其他有關儀器的使用。
二、實驗儀器和裝置
1. ddl-100電子萬能試驗機;
3. 游標卡尺及劃線機
4. 拉伸試件。
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ddl-100 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ddl-100電子萬能試驗機的試驗步驟,開啟testexpert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(具體參照操作步驟)。
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。
四、實驗記錄參考表
1.試件原始尺寸
2。實驗資料
五、試驗結果
1)計算低碳鋼: 屈服極限sl ,強度極限b ,斷後伸長率和斷面收縮率;
2)計算鑄鐵拉伸時的強度極限b ;
六、思考題
1. 畫出低碳鋼、鑄鐵拉伸曲線,並標出上下屈服載荷、最大載荷的值?
2. 材料拉伸時有哪些力學效能指標?
3. 試述低碳鋼、鑄鐵拉伸由哪種應力引起破壞,為什麼?
重慶大學材料力學教案實驗一拉伸實驗
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拉伸實驗實驗報告
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