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（a ） （b ）图2-1FF sc△L（a ） （b ）图2-2F F bc△L§2 低碳钢和铸铁的压缩试验一、试验目的1．测定低碳钢的压缩屈服点和铸铁的抗压强度。
2．观察并分析两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、设备和仪器1．电子万能试验机 2．游标卡尺三、试样低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试样一般制成圆柱形，其公差、表面粗糙度、两端面的平行度和对试样轴线的垂直度在国标GB7314-87中有明确规定。
目前常用的压缩试验方法是两端平压法。
由于试样两端面不可能理想地平行，试验时必须使用球形承垫（见图2-1a ），试样应置于球形承垫中心，藉球形承垫自动调节实现轴向受载。
由于试样的上下两端与试验机承垫之间会产生很大的摩擦力，它们阻碍着试样上部及下部的横向变形，导致测得的抗压强度较实际偏高。
当试样的高度相对增加时，摩擦力对试样中部的影响就会相应变小，因此抗压强度与比值h o ／d o 有关，同时考虑稳定性因素，为此国家标准对试样高度h o 与直径d o 之比规定在1～3的范围内。
本次实验采用10×15的圆柱形试样。
四、试验原理试验时缓慢加载，试验机自动绘出压缩图（即F-Δl 曲线）。
低碳钢试样压缩图如图2-1b 所示。
试样开始变形时，服从虎克定律，呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。
此时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定值或减小的最小值即为压缩屈服载荷F SC 。
有时屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后的最低载荷为压缩屈服载荷F SC 。
以后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷。
试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图2-1a 所示），而不破裂，所以测不出抗压强度。
铸铁试样压缩图如图2-2a 所示。
载荷达最大值F bc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。
SC σbc σφ铸铁试样破裂后呈鼓形，并在与轴线大约成45°的面上破断，这主要是由切应力造成的。
金属材料压缩实验一、实验目的1．测定低碳钢压缩时的下屈服强度R eL（或屈服极限σs）；2．测定铸铁压缩时的抗压强度R m（或抗压强度极限σb）；3．观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时的缩短变形和破坏现象。
二、预习思考要点1．用短圆柱状低碳钢和铸铁试样做压缩实验时，怎样才能做到使其轴向（心）受压？放置压缩试样的支承垫板底部为什么制作成球形？2．圆柱状低碳钢试样被压缩成饼状而不破碎，而圆柱状铸铁试样被压破裂面常发生在与轴线大致成45°～55°方向上，二者的变形特征与破坏形式为什么不同？三、实验仪器和设备1．万能材料试验机；2．游标卡尺。
四、实验试样对于低碳钢和铸铁类金属材料，按照GB 7314—1987《金属压缩试验方法》的规定，金属材料的压缩试样多采用圆柱体如图1-9所示。
试样的长度L一般为直径d的2.5～3.5倍，其直径d = 10mm～20mm。
也可采用正方形柱体试样如图1-10所示。
要求试样端面应尽量光滑，以减小摩阻力对横向变形的影响。
图1-9 圆柱体试样图1-10 正方形柱体试样五、实验原理Ⅰ低碳钢：以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样出现显著的鼓胀效应如图1-11所示。
为了减小鼓胀效应的影响，通常的做法是除了将试样端面制作得光滑以外，还可在端面涂上润滑剂以利最大限度地减小摩擦力。
低碳钢试样的压缩曲线如图1-12所示，由于试样越压越扁，则横截面面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，故曲线是持续上升为很陡的曲线。
从压缩曲线上可看出，塑性材料受压时在弹性阶段的比例极限、弹性模量和屈服阶段的屈服点（下屈服强度）同拉伸时是相同的。
但压缩试验过程中到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要认真仔细观察才能确定屈服荷载F eL，从而得到压缩时的屈服点强度（或下屈服强度）R eL= F eL/S0。
实验二 低碳钢、铸铁压缩试验一、试验目的了解塑性材料和脆性材料在压缩时的破坏现象，测定其机械性能，并与它们在简单拉伸时的机械性能作比较。
二、实验原理压缩试验是在万能试验机或压力机上进行。
试验机附有球形承垫图2-1，球形承垫位于试件下端。
当试件端面略有不平行时，球形承垫可以自动调节，使压力趋于均匀分布。
为了减少试件两端面与支承座之间的摩擦力，可在试件端面涂上石墨、润滑油等。
但仍不可避免地存在摩擦力而阻止试件的横向变形，以致试件被压成鼓形 图2-2。
具体要求可参阅《金属压缩试验方法》GB7314-84。
图2-1压缩球形承垫 图2-2 低碳钢压缩后试件的形状图低碳钢试件压缩时，在屈服前F-ΔL 关系曲线与拉伸时相似，由自动绘图仪可得到压缩图2-3。
图中OA 为弹性阶段，B 点为屈服点，无明显的屈服阶段，F s 需仔细观察。
在缓慢均匀加载时，测力指针作等速转动，当指针转动暂停或稍有退回时的载荷即为屈服载荷。
由于这些现象不明显，常需要借助压缩图来判断F s 。
此后，由于塑性变形试件面积随载荷增加而逐渐增大，最后试件被压成饼状而不破裂，故无法求得最大载荷及强度极限，只要测取屈服点R eL 即可：;eL eL F R S式中：F s ——屈服时的载荷；S 0----试件原来的横截面面积。
L图2-3 低碳钢压缩图 图2-4铸铁压缩图 铸铁受压时，在很小的塑性变形下发生了破坏，图2-4，因此只能测出它的破坏抗力F m 由R m =F m /S 0。
可得铸铁的强度极限。
铸铁受压呈微鼓形破坏，试件表面将出现与试件横截面成45°～ 50°的倾斜裂纹，这是因为铸铁受压时，实际上是先达到剪力极限而破坏。
FeL 承垫试件 球形承垫三、试验设备1．万能试验机或压力试验机2．0.02mm 游标卡尺3．安全防护罩，防止试件破坏时飞出。
四、试件制备金属材料的压缩试件通常制成圆柱形 如图2-2所示。
当试件承受压缩时，试件端部横向变形受到端面与试验机承垫间的摩擦力影响，使试件变形呈“鼓形”。
金属材料压缩实验一、实验目的1．测定低碳钢压缩时的下屈服强度R（或屈服极限σ）；seL；）R（或抗压强度极限σ2．测定铸铁压缩时的抗压强度bm 3．观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时的缩短变形和破坏现象。
二、预习思考要点1．用短圆柱状低碳钢和铸铁试样做压缩实验时，怎样才能做到使其轴向（心）受压？放置压缩试样的支承垫板底部为什么制作成球形？2．圆柱状低碳钢试样被压缩成饼状而不破碎，而圆柱状铸铁试样被压破裂面常发生在与轴线大致成45°～55°方向上，二者的变形特征与破坏形式为什么不同？三、实验仪器和设备1．万能材料试验机；2．游标卡尺。
四、实验试样对于低碳钢和铸铁类金属材料，按照GB 7314—1987《金属压缩试验方法》的规定，金属材料的压缩试样多采用圆柱体如图1-9所示。
试样的长度L一般为直径d的2.5～3.5倍，其直径d = 10mm～20mm。
也可采用正方形柱体试样如图1-10所示。
要求试样端面应尽量光滑，以减小摩阻力对横向变形的影响。
正方形柱体试样1-10 圆柱体试样1-9 图图五、实验原理Ⅰ低碳钢：以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样出现显著的鼓胀效应如图1-11所示。
为了减小鼓胀效应的影响，通常的做法是除了将试样端面制作得光滑以外，还可在端面涂上润滑剂以利最大限度地减小摩擦力。
低碳钢试样的压缩曲线如图1-12所示，由于试样越压越扁，则横截面面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，故曲线是持续上升为很陡的曲线。
从压缩曲线上可看出，塑性材料受压时在弹性阶段的比例极限、弹性模量和屈服阶段的屈服点（下屈服强度）同拉伸时是相同的。
但压缩试验过程中到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要认真仔细观察才能确定屈服荷载F，从而得到压缩时的屈服点强度（或下屈服强度）R = F/S。
由于0eLeLeL低碳钢类塑性材料不会发生压缩破裂，因此，一般不测定其抗压强度（或强度极限）R，m而通常认为抗压强度等于抗拉强度。
实验一：低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验一、实验目的1.测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2.测定铸铁的抗拉强度。
3.测定铸铁压缩时的抗压强度。
4.观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
5.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。
二、实验内容1.铸铁拉伸实验；2.铸铁压缩实验；3.低碳钢拉伸实验。
三、实验原理、方法和手段常温、静载下的轴向拉伸实验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。
通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。
实验表明，工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能是大致相同的。
但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。
为便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。
因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。
依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：1.低碳钢试样。
在拉伸实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图1-1所示的F—ΔL曲线。
图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。
分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原l图1-1点。
拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。
但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。
为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉伸曲线图的纵坐标（力P）除以试样原始横截面面积A,并将横坐标（伸长ΔL）除以试样的原始标距L0得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。
低碳钢拉伸试验的四个阶段的受力形态和屈服阶段作为设
计标志的原因
一、低碳钢的拉伸试验人为地可以划分为四个阶段：
1、弹性阶段：这一阶段试件的变形完全是弹性变形，可以测出材料的弹性模量。
2、屈服阶段：卸去外力后，变形不能立刻恢复，这一阶段中，应力和应变不再成正比。
3、强化阶段：试件主要发生塑性形变，其变形量比在弹性阶段大得多，试件的横向尺寸在变小。
4、颈缩阶段：变形集中在试件的某一局部，纵向变形量显著增加，横截面面积显著减小。
二、将屈服阶段作为设计标志的原因有以下几点：
1、有强化阶段作为安全储备。
2、不致产生工程中不允许的过大变形。
3、实测值较为可靠。
4、可以近似沿用胡克定律。
低碳钢和铸铁的压缩实验1、测定在压缩时低碳钢的屈服极限 ，及铸铁的强度 极S限 。
b2、观察它们的破坏现象，并比较这两种材料受压时的特性，绘出外力和变形间的关系曲线(F L 曲线)。
材料试验机、游标卡尺金属材料的压缩试件普通制成圆柱形，如图所示，并制定h1、低碳钢低碳钢轴向压缩时会产生很大的横向变形， 但由于试样两端面与试验机夹具间存在磨擦，约束了横向变形，故试样浮现鼓胀。
为了减 少鼓胀效应的影响， 通常在端面上涂上润滑剂。
压缩过程中的弹性模hd1 3 。
d量、屈服点与拉伸时相同 F / A 。
继续加载，试样越压越扁，由于S S横截面上面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，曲线继续上升，所以普通不发生压缩的破坏。
因此不测抗压强度极限。
2、铸铁由于变形很小， 所以尽管有端面磨擦，鼓胀效应却并不明显，而 是当盈利达到一定值后，试样在轴线大约成 45°方向上发生断裂。
将最高点所对应的压力值 F 除以原试样横截面面积 A ，即得铸铁的抗b压强度 =F /A 。
b b1、低碳钢的压缩实验试件准备：用游标卡尺测量试件的直径d ，在试件中部相互垂直的方 向上测两次，求平均值。
FF bFLFOFB FF SOL1)、试验机的准备： 首先了解试验机的基本构造原理和操作方法， 学习试验机的操作规程。
选择合适的横梁挪移范围， 然后将试件尽量 准确地放在机器活动承垫中心上， 开动机器， 使横梁上压头落在万向 头上，使试件承受轴向压力。
2)、进行实验：开动机器，使试件缓慢均匀加载，低碳钢在压缩 过程中产生屈服以前基本情况与拉伸时相同，载荷到达 B 时，位移- 负荷曲线变平缓，这说明材料产生了屈服，当载荷超过B 点后，塑性 变形逐渐增加， 试件横截面积逐渐明显地增大， 试件最后被压成鼓形 而不断裂， 故只能测出产生流动时的载荷F ，由 = F / A 得出材料受S S S压时的屈服极限而得不出受压时的强度极限。
材料力学实验报告班级：机制B18-4******学号：*******指导老师：***目录金属材料的拉伸实验（电子） (3)一．实验目的 (3)二．仪器设备 (3)三．试件 (3)四．测试原理 (3)1．低碳钢拉伸 (4)2．铸铁拉伸 (5)五、实验步骤 (6)1、低碳钢的拉伸 (6)2、铸铁的拉伸 (7)六、实验注意事项 (7)七、实验数据处理与分析 (7)1、实验数据表格 (7)2、强度指标的计算： (8)3、塑性指标： (8)八、思考题 (8)金属材料的压缩实验(电子) (9)一、实验目的 (9)二、仪器设备 (9)三、试件制备 (9)四、实验原理 (9)五、实验步骤 (10)六、实验注意事项 (10)七、实验数据处理与分析 (11)八、实验报告 (11)金属材料的拉伸实验（电子）一．实验目的1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。
2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。
3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的曲线特征。
4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。
5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。
二．仪器设备1．微机控制电子万能材料试验机2．游标卡尺（精度0.02mm）三．试件在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。
国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K 。
对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。
即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。
本试验采用L0=10d0的比例试件。
四．测试原理（图1）图1为试验机绘出的碳钢拉伸P-ΔL曲线图，拉伸变形ΔL是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初一段是曲线，流动阶段上限B受变形速度和试件形式影响，下屈服点B则比较稳定，工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S.以试样的初始横截面积A0除P S,即得屈服极限:σS=P SA0屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值P b时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在P b不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。
竭诚为您提供优质文档/双击可除低碳钢和铸铁压缩实验报告篇一：低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。
观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、缩颈及断裂），并绘制拉伸图（F－?L曲线）。
2．测定铸铁的抗拉强度Rm。
3．测定铸铁的抗压强度?较。
bc，观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比二、实验设备与试样材料试验机，试样分划机或冲点机，游标卡尺，低碳钢和铸铁的拉伸试样，压缩试样。
三、实验步骤1.低碳钢拉伸试验（1）试样准备为便于观察试样标距范围内伸长沿轴向的分布情况和测量拉断后的标距Lu，在试样平行长度内涂上快干着色涂料，然后用专门的划线机，在标距L0范围内每隔10mm（对长试样）或每隔5mm（对短试样）刻划一根圆周线，或用冲点机冲点标记，将标距L0分成10格。
因直径d0沿试样长度不均匀，故用游标卡尺在标距的两端及中间三个横截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处，在互相垂直的两个直径方向上各测量一次，记入表1-1，算出各自的平均直径，取其中最小的一个作为原始直径d0，计算试样的最小原始横截面面积s0，s0取三位有效数字。
（2）试验机准备根据低碳钢的抗拉强度Rm和试样原始横截面面积s0，由公式Fm=Rms0估算拉断试样所需的最大力Fm。
根据估算的Fm的大小，选择试验机合适的量程。
试验机调“零”。
（3）安装试样将试件的一段夹持在固定夹头内，移动可动夹头至适当位置，可靠地夹好试件的另一端。
（4）检查及试机请教师检查以上步骤完成情况，获得认可后在比例极限内施力至10kn，然后卸力至接近零点，以检查试验机工作是否正常。
（5）施力测读启动试验机加载部分，缓慢均匀地施力。
注意观察试件的拉伸图，参照图5-8所示的几种屈服图形，确定下屈服力FeL，记入表1-2。
过了屈服阶段后，可用较快的速度施力，直至试样断裂为止。
实验二金属材料（低碳钢和铸铁）的压缩实验一、实验目的（1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。
（2）测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。
（3）比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。
二、验仪器和设备（1）万能材料试验机。
（2）游标卡尺。
三、试件介绍根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。
低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。
试件均为圆柱体。
四、实验原理及方法压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。
对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。
通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响，从而对材料的机械性能有比较全面的认识。
压缩试验在压力试验机上进行。
当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。
摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式。
为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。
另外。
端面加工应有较高的光洁度。
低碳钢压缩时也会发生屈服，但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。
因此，在测定Ps时要特别注意观察。
在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料发生屈服时，测力指针转动将减慢，甚至倒退。
这时对应的载荷即为屈服载荷Ps。
屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。
这是因为低碳钢受压时变形较大而不破裂，因此愈压愈扁。
横截面增大时，其实际应力不随外载荷增加而增，所以在实验中是以变加，故不可能得到最大载荷P b,因此也得不到强度极限b形来控制加载的。
铸铁试件压缩时，在达到最大载荷P b前出现较明显的变形然后破裂，此时试验机测力指针迅速倒退，从动针读取最大载荷P b值，铸铁试件最后略呈故形，断裂面与试件轴线大约呈450。
图2—2 低碳钢压缩图铸铁压缩图五、实验步骤（1）试验机准备。
