材料的拉伸压缩实验 一、实验目的 1. 观察试件受力和变形之间的相互关系; 2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象;观察铸铁在压缩时的破坏现象。 3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标(s、b)和塑性指标(、);测定压缩时铸铁的强度极限b。 4. 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。 二、实验设备 1. 微机控制电子万能试验机; 2. 游标卡尺。 三、实验材料 拉伸实验所用试件(材料:低碳钢)如图 1 所示,压缩实验所用试件(材料:铸铁)如图 2 所示: 图 1 拉伸试件 图 2 压缩试件 四、实验原理 1、拉伸实验 低碳钢试件拉伸过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集,A/D 转换和处理,并输入计算机,得到 F-l 曲线,即低碳钢拉伸曲线,见图 3。 对于低碳钢材料,由图 3 曲线中发现OA 直线,说明 F 正比于l,此阶段称为弹性阶段。屈服阶段(B -C )常呈锯齿形,表示载荷基本不变,变形增加很快,材料失去抵抗变形能力,这时产生两个屈服点。其中,B点为上屈服点,它受变形大小和试件等因素影响;B 点为下屈服点。下屈服点比较稳定,所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷 Fs 时,必须缓慢而均匀地d0 l0 l 加载,并应用s=Fs/ A0(A0 为试件变形前的横截面积)计算屈服极限。 图3 低碳钢拉伸曲线 屈服阶段终了后,要使试件继续变形,就必须增加载荷,材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷Fb 后,在试件的某一局部发生显著变形,载荷逐渐减小,直至试件断裂。应用公式b=Fb/A0 计算强度极限(A0 为试件变形前的横截面积)。 根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积,计算出低碳钢的延伸率和端面收缩率,即 %100001lll,%100010AAA 式中,l0、l1 为试件拉伸前后的标距长度,A1 为颈缩处的横截面积。 2、压缩实验 铸铁试件压缩过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集,A/D 转换和处理,并输入计算机,得到F-l 曲线,即铸铁压缩曲线,见图4。 对铸铁材料,当承受压缩载荷达到最大载荷Fb 时,突然发生破裂。铸铁试件破坏后表明出与试件横截面大约成 45~55的倾斜断裂面,这是由于脆性材料图4 铸铁压缩曲线 的抗剪强度低于抗压强度,使试件被剪断。 材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。铸铁受压时曲线上没有屈服阶段,但曲线...