影响材料拉伸性能试验的几大技术因素
屈服强度σs、抗拉强度σb等参数是金属材料最富代表性的力学性能指标，是工程设计、机械制造的主要依据，这类力学性能指标的分析和研究对于从事基础理论研究和分析工程事故具有非常重要的意义。
一、影响材料拉伸试验强度的因素：
1. 温度效应
随着试验温度的升高, 金属材料的 σs (σ0.2)显著降低。例如低碳钢材料，随着试验温度升高，其屈服强度σs相应降低且屈服平台的长度逐渐缩短，直至某一温度屈服平台消失，σs不复存在；由于温度升高使材料的晶界由硬、脆转变为软、弱,使其抗力降低，因此，材料的σb在宏观上也随试验温度的变化而改变。
2. 加载速率效应
材料的屈服点随加载速率的增大而提高；室温条件下，拉伸速度对强度较高的金属材料的σb 无影响，而对强度较低的、塑性好的金属材料有微小的影响。拉伸时加载速率增大，σb有增高的趋势。在高温下，拉伸加载速率对σb有显著的影响。
3.试验条件及试样工艺效应
金属材料处于有害的介质环境时,试样的屈服点降低。试样的表面粗糙度对屈服点也有影响,特别是对塑性较差的金属材料有较大的影响,有使屈服点降低的趋势。
4. 偏心效应
由于试验机的加载轴线与试样的几何中心不一致，所以严格的轴向荷载（图1（a））是很难获得的，这就造成了试验机偏心加载、产生弯曲而引入测试误差。考虑同轴度的影响，试样受。如图1（b）所示。其中，几何同轴度为e、力的同轴度为α
图1
5.试验刚度效应
在创恒实验室的材料的拉伸试验中，试验系统可视为试验机机身、夹具-加载系统和试样三部分构成的“可变形的试验系统”。显然，试验机机身的刚度、夹具-加载系统的刚度和受拉试样的抗拉刚度共同构成了“试验系统”的刚度。所以，试验机的弹性变形、夹具-加载系统的工作状态和试样本身的变形都会对试验产生影响，即试验刚度在一定程度上会影响试样的试验强度指标。在实践中，不同刚度的试验机实测对比结果也反映了试验刚度对材料试验强度的影响。
信息化教学设计教案
学科：工程力学
课题：测定材料在拉伸与压缩时的力学性能
班级：2015级材料工程技术班
授课人：杜皎
1 教学目标
1.1 知识与技能
1、通过本节课的学习使学生掌握强度极限、弹性极限、屈服极限及冷作硬化处理方法；
2、掌握拉伸和压缩的试验方法。
3、能够利用低碳钢应力-应变图形说明塑性材料的力学性能；利用铸铁的应力-应变图形分析脆性材料的力学性能。
4、通过课堂实验，加强动手能力，并加以拓展，培养学生的主观能动性，思维的积极性；在实际操作中能够独立分析和解决问题。
1.2 过程与方法
1、学生通过预习教学平台上的资源，培养学生自主学习的能力。
2、通过观看教学平台资源库的视频资源，使学生加深了对于实验过程的理解，提高学习兴趣。
3、分组进行实验，提高动手能力，并加以拓展，培养学生的主观能动性，思维的积极性，提高学生分析问题和解决问题的能力。
4、通过网上评价机制，使学生能够实时关注自己的成绩，有效提高了学习积极性和自我约束性。
1.3 情感、态度和价值观
通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程，大胆的猜想、归纳，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情，增强学生的自信心，培养学生良好的学习、思维的习惯，在教学过程中充分体现学生的主体作用，学生的理解能力得到进一步的提高。
2 教学重点
测定材料的力学性能指标。
3 教学难点
根据试验测定数据，计算材料的强度指标和塑性指标。
4 教学方法
根据本节知识的特点和学生的实际，结合学生的认知规律，采用启发诱导、探索发现等方法进行教学，并结合多媒体和网络教学平台教学资源库，采用分组讨论并利用网络教学平台试题库进行练习。根据教学内容的实际，利用实物教具，采取常规的教学手段，增强师生之间的互动性，充分挖掘学生的主观能动性，让学生动手操作活跃课堂气氛，从而取得良好的教学效果。
5 教学过程
课前，教师将学习资源上传到课程平台，并通过QQ、邮箱发布课前预习通知，学生接到通知后，对资源进行预习。
材料力学性能拉伸试验报告 0
材料力学性能拉伸试验报告
材化08
李文迪
40860044 材料力学性能拉伸试验报告 1 [试验目的]
1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。
2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。
[试验材料]
通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法：
1.1 试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。
1.2 热处理状态及组织性能特点简述：
1.2.1 退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀的冷却称为退火。
特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。
1.2.2 正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正火。
特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。
1.2.3 淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。
特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 材料力学性能拉伸试验报告 2 1.3 试样规格尺寸：采用R4试样。
参数如下：
标距 平行长度 截面原始直径 过渡弧直径 头部直径
50mm 60mm 10mm 8mm 20mm
1.4 公差要求
尺寸公差 形状公差
士0.07mm 士0.04mm
[试验原理]
1. 原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度ReL。当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 材料力学性能拉伸试验报告 3 [试验设备与仪器]
材 料 力 学 教 案
1 第3讲 教学方案
——材料在拉伸与压缩时的力学性能
许用应力与强度条件
基
本
内
容
各种材料在轴向拉伸与压缩时的力学性能、安全系数和许用应力的概念、强度条件及其应用。
教
学
目
的
1、掌握几种典型材料的拉压曲线及相应的基本概念和力学量。
2、比较几种不同材料拉压曲线和性能的异同。
3、建立许用应力的概念。
4、理解安全系数的概念和选取原则。
5、熟练掌握利用强度条件进行强度校核、截面设计和许可载荷计算。
重
点
、
难
点
本节重点：低碳钢与铸铁拉伸与压缩时的力学性能，许用应力与强度条件。
本节难点：脆性与塑性材料的破坏特点与许用应力。 第 三 讲
2 §2-4 材料在拉伸时的力学性能
材料的力学性能：也称机械性能。通过试验揭示材料在受力过程中所表现出的与试件几何尺寸无关的材料本身特性。如变形特性，破坏特性等。研究材料的力学性能的目的是确定在变形和破坏情况下的一些重要性能指标，以作为选用材料，计算材料强度、刚度的依据。因此材料力学试验是材料力学课程重要的组成部分。
此处介绍用常温静载试验来测定材料的力学性能。
1. 试件和设备
标准试件：圆截面试件，如图2-14：标距l与直径d的比例分为，dl10，dl5；
板试件（矩形截面）：标距l与横截面面积A的比例分为，Al3.11，Al65.5；
试验设备主要是拉力机或全能机及相关的测量、记录仪器。
详细介绍见材料力学试验部分。国家标准《金属拉伸试验方法》（如GB228-87）详细规定了实验方法和各项要求。
2. 低碳钢拉伸时的力学性能
低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢，如A3钢、16Mn钢。
1）拉伸图（P—ΔL），如图2-15所示。
弹性阶段（oa）
屈服（流动）阶段（bc）
强化阶段（ce）由于P—ΔL曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，可采用应力应变曲线，即曲线来代替P—ΔL曲线。进而试件内部出现裂纹，名义应力下跌，至f点试件断裂。
