拉伸试验
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如何进行拉伸实验拉伸实验是材料力学性能测试中一项重要的方法,通过施加外力使样品产生拉伸变形,从而获得材料的力学性能参数。
本文将介绍拉伸实验的步骤和要点,以及注意事项。
一、实验步骤1. 准备样品:根据实验需求选择合适的材料样品进行准备。
通常选择常见的金属、塑料或橡胶等材料。
样品大小和形状应符合实验标准,通常为矩形或圆柱形。
2. 安装样品:将样品放置在拉伸试验机上,确保样品与机器的接触面光洁并紧密贴合。
调整夹具,使夹具与样品之间的接触均匀。
3. 确定试验参数:根据实验需求确定试验参数,包括拉伸速度、试验温度和试验环境等。
这些参数的选择应遵循相关的标准或实验要求。
4. 开始实验:启动拉伸试验机,开始施加拉伸力。
根据设定的试验参数,逐渐增大拉伸力,直到样品发生破坏或达到所需的拉伸变形。
5. 记录数据:在拉伸实验过程中,及时记录试验数据,如应力、应变、位移等。
这些数据用于后续的数据分析和性能评估。
6. 分析结果:根据实验数据,使用合适的分析方法进行结果评估和性能计算。
常见的评估指标包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
二、注意事项1. 样品准备:样品的准备应严格按照相关标准或实验要求进行,避免在实验过程中因样品的缺陷而导致实验结果的不准确。
2. 夹具设计:夹具的设计应遵循力的均匀分布原则,确保样品在实验中受到均匀的拉伸力。
夹具与样品的接触面要光洁,以避免摩擦或滑动导致试验偏差。
3. 试验环境:试验环境应保持稳定,避免因温度、湿度等因素对实验结果产生显著影响。
4. 数据记录:在实验过程中,应及时记录实验数据,并保证数据的准确性和完整性。
实验结束后,及时整理和存档实验数据,以备后续的数据分析和评估。
5. 安全注意:在进行拉伸实验时,应注意安全防护措施。
遵循实验室安全操作规范,佩戴个人防护装备,确保实验过程的安全性。
结语拉伸实验是评估材料力学性能的重要方法之一。
通过准确的实验步骤和注意事项,可以获得可靠的实验数据,并进一步分析材料的性能参数。
拉伸测试拉伸试验拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的拉伸强度、屈服点、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率和其它拉伸性能指标。
从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。
ASTM E-8标准规定了金属拉伸试验步骤:ASTM D-638标准、D-2289标准(高应变率)和D-882标准(薄片材)规定塑料拉伸试验;ASTM D-2343标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法;ASTM D-897标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法;ASTM D-412标准中规定了硬橡胶的拉伸试验方法。
拉伸强度拉伸强度(tensile strength)是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。
在拉伸试验中,试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度,有时不科学的称做抗张强度,抗拉强度等。
报告中可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。
屈服点试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
屈服强度有的试样的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
断后伸长率指金属材料受外力(应力)作用断裂时,试棒伸长的长度与原来长度的百分比。
断面收缩率材料受拉力断裂时断面缩小,断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率。
仪器和等试验种类按照温度分类按照材料分类常温拉伸试验玻璃纤维拉伸试验常温缺口拉伸硬橡胶拉伸试验高温拉伸试验粘结剂拉伸试验高温保载拉伸塑料拉伸试验低温拉伸试验金属拉伸试验拉伸试验夹具我们知道机械上的锁紧结构有:缧纹(即螺纹,螺钉,螺母)、斜面、偏心轮、杠杆等,夹具就是这些结构的组合体这些夹具的结构各有各的优缺点。
拉伸试验意义伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。
拉伸试验方法拉伸试验是材料力学性能测试中常用的一种方法,通过对材料在拉伸加载下的应力-应变关系进行测试,可以了解材料的强度、韧性、延展性等重要力学性能指标。
本文将介绍拉伸试验的方法及其相关注意事项。
1.试验设备准备。
进行拉伸试验首先需要准备相应的试验设备,包括拉伸试验机、试样夹具、应变计等。
拉伸试验机是用于施加拉伸载荷的设备,试样夹具用于夹持试样,应变计用于测量试样的应变变化。
在进行拉伸试验前,需要对试验设备进行检查和校准,确保其工作正常。
2.试样制备。
拉伸试验的试样通常为标准试样,根据不同材料的标准,试样的尺寸和形状会有所不同。
在进行试样制备时,需要严格按照标准要求进行,保证试样的几何尺寸和表面质量符合要求。
同时,还需要注意试样的标识和编号,确保试验数据的准确性和可追溯性。
3.试验过程。
在进行拉伸试验时,首先将试样夹持在拉伸试验机上,然后施加拉伸载荷,使试样发生拉伸变形。
在试验过程中,需要记录载荷和位移的变化,以及应变计的测量数据。
同时,还需要及时观察试样的变形情况,包括颈缩的出现和试样断裂前的变形特征。
4.数据处理。
完成试验后,需要对试验数据进行处理和分析。
通过载荷-位移曲线可以得到材料的应力-应变曲线,从而得到材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度等力学性能指标。
同时,还可以分析试样的断裂形态,了解材料的断裂特点和断裂机制。
5.注意事项。
在进行拉伸试验时,需要注意以下几个方面的问题,首先是试验环境的控制,包括温度、湿度等环境因素对试验结果的影响;其次是试样制备的质量控制,试样的几何尺寸和表面质量直接影响试验结果的准确性;最后是试验过程中的安全控制,拉伸试验时会产生较大的载荷和应变,需要确保试验过程的安全性。
综上所述,拉伸试验是一种重要的材料力学性能测试方法,通过合理的试验设备准备、试样制备、试验过程和数据处理,可以得到准确可靠的试验结果,为材料的设计和选择提供重要参考依据。
在进行拉伸试验时,需要严格按照标准要求进行,确保试验的可重复性和可比性。
拉伸试验知识点总结一、拉伸试验的原理和方法1. 拉伸试验的原理拉伸试验是通过施加拉力使试件产生逐渐增大的应变,测定试件在拉伸过程中的应力和应变关系,以了解材料的塑性变形规律和断裂特性。
在试验中,试件受拉力作用下会发生线弹性、屈服、加工硬化和断裂等现象,因此通过拉伸试验可以获得材料的强度、延展性和断裂韧度等方面的信息。
2. 拉伸试验的方法拉伸试验可以采用万能材料试验机进行,试验过程包括试件的制备、加载、数据采集和结果分析等步骤。
试件的制备要求严格,通常采用标准化的试件尺寸和工艺流程。
加载时要控制加载速度和加载方式,通常选择恒速加载和恒应变加载两种方式。
数据采集方面要求准确可靠,可以采用传感器和数据采集系统。
结果分析时要综合考虑应力-应变曲线、断裂形貌、塑性变形等信息,以得出材料的力学性能参数和断裂特征。
二、拉伸试验的数据处理和结果分析1. 应力-应变曲线的特征拉伸试验得到的最重要的结果之一就是应力-应变曲线,它反映了材料的力学性能和变形规律。
应力-应变曲线通常包括线弹性阶段、屈服阶段、加工硬化阶段和断裂阶段等不同的特征。
线弹性阶段对应着Hooke定律的范围,应力与应变呈线性关系;屈服阶段是材料开始发生塑性变形的临界点,此时应力保持不变,应变不断增加;加工硬化阶段表示材料经历了一定程度的塑性变形后,其抗拉强度逐渐增加;达到一定程度后,材料会发生断裂,此时应力急剧下降,标志着材料的断裂点。
2. 强度和延展性的指标拉伸试验可以通过应力-应变曲线确定材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断裂韧度等重要的力学性能指标。
屈服强度是材料在开始发生塑性变形时的应力值,通常取0.2%屈服点或屈服点。
抗拉强度是材料在断裂时的最大应力值,通常取应力-应变曲线的最大点。
延伸率表示材料在断裂前的拉伸变形能力,通常以拉断长度与原始长度的比值来表示。
断裂韧度是材料在断裂时所吸收的能量,通常以应力-应变曲线下的面积来表示。
3. 结果分析的方法拉伸试验的结果分析通常需要综合考虑上述指标及曲线的形状、断口形貌、塑性变形等信息。
拉伸试验标准拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法,用于评估材料的抗拉性能和延展性能。
拉伸试验标准是指在进行拉伸试验时所需遵循的规范和要求,其制定的目的是为了保证测试结果的准确性和可比性。
本文将介绍拉伸试验标准的相关内容,包括试验标准的制定依据、试验方法、试样制备、试验过程中需要注意的事项等。
首先,拉伸试验标准的制定依据主要包括国际标准、行业标准和企业标准。
国际标准由国际标准化组织(ISO)或其他国际组织制定,通常适用于全球范围内的材料测试。
行业标准是由各行业协会或组织制定的,针对特定行业的材料和产品进行测试。
企业标准是由企业根据自身需求和实际情况制定的,通常用于内部质量控制和产品认证。
在进行拉伸试验时,应根据具体情况选择适用的标准进行测试,以确保测试结果的准确性和可比性。
其次,拉伸试验的方法包括静态拉伸试验和动态拉伸试验。
静态拉伸试验是指在一定的速度下对试样进行拉伸,测量载荷和位移随时间的变化,以评估材料的拉伸性能。
动态拉伸试验是指在动态加载条件下对试样进行拉伸,通常用于评估材料的动态响应特性。
在进行拉伸试验时,应根据所选用的标准和试验目的选择合适的试验方法,并严格按照标准要求进行试验。
试样制备是影响拉伸试验结果准确性的重要因素之一。
试样的几何尺寸、表面质量和制备工艺都会对试验结果产生影响。
因此,在进行拉伸试验前,应根据标准要求对试样进行制备,并确保试样的几何尺寸和表面质量符合标准要求。
此外,还应注意试样的存储条件和试验环境的影响,以避免外部因素对试验结果的影响。
在进行拉伸试验时,还需要注意试验过程中的一些事项。
例如,应根据标准要求选择合适的试验速度和加载方式,确保试验过程中的数据采集和记录的准确性。
同时,还应注意试验设备和仪器的校准和维护,以确保试验设备的正常运行和测试结果的准确性。
综上所述,拉伸试验标准是保证拉伸试验结果准确性和可比性的重要依据,制定合适的试验标准并严格按照标准要求进行试验,对于评估材料的力学性能具有重要意义。
拉伸实验原理一、引言拉伸实验是材料力学中常用的一种实验方法,通过对材料在拉伸过程中的变形和破坏进行观察和测量,可以得到材料的力学性能参数,如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
本文将详细介绍拉伸实验的原理。
二、拉伸试验的基本原理拉伸试验是指将试样置于两个夹具之间,并施加相反方向的拉力,使试样发生拉伸变形。
在试样受到外部载荷作用时,会发生应变和应力的变化。
应变是指单位长度内的形变量,通常用ε表示;应力是指单位面积内所受到的载荷大小,通常用σ表示。
三、应力-应变曲线在拉伸实验中,可以通过测量试样受力和变形情况来得到应力-应变曲线。
该曲线反映了材料在不同载荷下的应变特性。
一般情况下,该曲线可分为以下几个阶段:1. 弹性阶段:在这个阶段内,材料会发生弹性形变,在去除外部载荷后能够完全恢复原状。
2. 屈服阶段:当外部载荷继续增加时,材料会发生塑性变形,应变不再随应力线性增加。
此时,材料会出现屈服点,即应力达到最大值后开始下降的点。
3. 加工硬化阶段:在屈服点之后,材料的应力-应变曲线开始上升,这是由于材料发生了加工硬化。
在这个阶段内,材料的强度和韧性都会提高。
4. 颈缩阶段:当应力达到一定值时,试样中会出现颈缩现象。
在颈缩区域内,试样的截面积逐渐减小,并且应力集中在颈缩处。
此时材料的强度和韧性都会下降。
5. 断裂阶段:当试样受到足够大的外部载荷时,就会发生断裂。
四、拉伸试验中的参数通过拉伸试验可以得到以下几种参数:1. 弹性模量:弹性模量是指单位长度内所受到的拉伸应力与相应拉伸应变之比。
通常用E表示。
2. 屈服强度:屈服强度是指在拉伸过程中,在试样发生塑性变形时,应力达到最大值的大小。
通常用σy表示。
3. 抗拉强度:抗拉强度是指试样在断裂前所能承受的最大拉伸应力。
通常用σmax表示。
4. 断后伸长率:断后伸长率是指试样断裂后两端的距离与原始长度之比。
通常用δ表示。
五、实验步骤进行拉伸实验时,一般需要按照以下步骤进行:1. 制备试样:根据标准要求制备符合要求的试样。
拉伸实验操作方法与实验步骤一、引言拉伸实验是材料力学实验中常用的一种试验方法,通过对材料进行拉伸加载,研究材料的力学性能和变形行为。
本文将介绍拉伸实验的操作方法与实验步骤,帮助读者了解如何正确进行拉伸实验。
二、实验前准备1. 准备材料:根据实验需求选择合适的材料样品,确保材料样品的质量符合实验要求。
2. 检查设备:检查拉伸试验机的工作状态,确保设备正常运行。
同时,检查传感器、测量仪器等设备的准确度和灵敏度。
3. 样品制备:根据实验要求,制备材料样品。
对于金属材料,通常采用切割或冲压的方式制备样品;对于非金属材料,可以通过模具制备样品。
三、实验操作方法1. 安装样品:将制备好的样品安装在拉伸试验机上。
确保样品的安装牢固,并且样品的几何尺寸符合实验要求。
2. 调整试验机:根据实验需求,调整拉伸试验机的参数,如加载速度、加载方式等。
同时,根据实验要求选择合适的测量仪器,如应变计、力传感器等。
3. 开始实验:启动拉伸试验机,开始加载样品。
根据实验要求,可以选择不同的加载方式,如恒速加载、恒应力加载等。
4. 数据记录:实验过程中,及时记录样品的载荷-位移曲线、应力-应变曲线等数据。
可以使用计算机或数据采集系统进行数据记录。
5. 实验结束:当样品达到破坏点或实验要求时,停止加载,并记录相应的数据。
注意安全操作,避免对实验人员和设备造成伤害。
四、实验步骤1. 样品准备:根据实验要求,制备合适的材料样品。
2. 样品安装:将样品安装在拉伸试验机上,并调整好样品的初始长度。
3. 参数设置:根据实验要求,设置拉伸试验机的参数,如加载速度、加载方式等。
4. 开始实验:启动拉伸试验机,开始加载样品。
根据实验要求,可以选择不同的加载方式。
5. 数据记录:实验过程中,及时记录样品的载荷-位移曲线、应力-应变曲线等数据。
6. 实验结束:当样品达到破坏点或实验要求时,停止加载,并记录相应的数据。
五、实验注意事项1. 安全操作:在进行拉伸实验时,要注意安全操作,避免对实验人员和设备造成伤害。
拉伸试验的条件
拉伸试验是一种常见的材料力学试验,用于测定材料在拉伸过程中的性质。
要进行一次拉伸试验,需要满足以下条件:
1.试验样品制备:试验样品必须按照标准制备,包括样品的几何形状、尺寸和表面处理。
样品的长度应大于测试长度的五倍,以避免试验中央区域出现变形。
2.试验设备:拉伸试验需要特殊的设备来施加负载并测量应力和应变。
常见的拉伸试验机包括万能试验机和拉伸试验机。
3.试验环境:试验环境需要控制在一定的范围内,如温度、湿度、气压等。
这些环境因素可以影响材料的物理性质。
4.试验速度:试验速度是影响试验结果的重要因素之一。
根据不同的材料性质,试验速度需要按照标准规定来设定。
5.试验数据处理:拉伸试验完成后,需要对试验数据进行处理。
这包括计算应力和应变、绘制应力-应变曲线,并根据实验结果评估材料性能。
综上所述,进行拉伸试验需要严格遵守试验条件,以保证得到准确可靠的试验结果。
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拉伸试验材料二第四组 b91507044 孙启元一.原理拉伸试验是用来测试材料在静止状态承受荷重或受到缓慢增加负荷时的抵抗能力,将试杆的两端夹持于试验机之上下夹头中,加荷重于试杆,则试杆会逐渐伸长。
继续慢慢增加荷重,而把对应每一荷重的伸长纪录下来,可得荷重-伸长曲线图,而伸长的比例即变形的比例称为工程应变;试片经拉伸后,以应力为y轴,应变为x轴,可以画出应力-应变曲线图(如下图(a)、(b)),进而得之各材料的降伏强度、拉伸强度、伸长、收缩等…1.比例限与弹性限:如上图(a),当外加应力不超过P点时,其应力(σ)与应变(ε)成直线比例关系,即满足Hooke’s Law:σ=Eε斜率即为杨氏系数E;σP 称之为比例限,σE称之为弹性限,当外加应力超过σP时,应力-应变关系不再呈直线,但变形仍属弹性;直到应力超过σE之后,该材料已经塑性变形,此时若将外力释放,材料将不再回复原来形状。
一般而言,金属与陶瓷材料之σP 与σE大致相同。
σmaxσ應力應變(a)具有明顯降伏強度。
應力(b)不具有明顯降伏強度,訂定從應變軸上0.2%位置畫一平行比例線之直線與σ-ε曲線相交於一點,該點即為0.2%截距降伏強度點。
2. 降伏点与降伏强度:有些材料具有明显的降伏现象,有些则否;如上图所示:当应力超过σE 后,如果继续对试片施加荷重,当达到某一值时,应力突然下降,此时应力称之为降伏强度,定义为:σyield =yield0P A但是,对于大部分金属(如铝、铜等)并不具有明显的降伏现象,因此我们订定0.2%截距降伏强度表示之。
此点之订定方法为:从应变轴上之0.2%之位置画一平行比例线之直线,此线与σ-ε曲线相交于一点,该点之应力即为0.2%截距降伏强度。
3. 最大抗拉强度与破断强度:材料经过降伏强度现象之后,若继续施予应力,此时产生加工硬化现象,材料抗拉强度随外加应力的增加而逐渐升高。
当达到最高点时该应力称为材料之最大抗拉强度(UTS ),定义为:σUTS =max 0PA对脆性材料来说,UTS 为重要的机械性质;但对于延性材料而言,UTS 则不常用于工业设计,因为在到达此值之前,材料已经产生很大的塑性变形。
拉伸强度拉伸强度(tensile strength)是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。
(1)在拉伸试验中,试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度,其结果以MPa表示。
有些错误地称之为抗张强度、抗拉强度等。
(2)用仪器测试样拉伸强度时,可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。
(3)拉伸强度的计算:σt = p /( b×d) 式中,σt为拉伸强度(MPa),p为最大负荷(N),b为试样宽度(mm),d 为试样厚度(mm)。
注意:计算时采用的面积( b×d)是断裂处试样的原始截面积,而不是断裂后端口截面积。
(4)在应力应变曲线中,即使负荷不增加,伸长率也会上升的那一点通常称为屈服点,此时的应力称为屈服强度,此时的变形率就叫屈服伸长率;同理,在断裂点的应力和变形率就分别称为断裂拉伸强度和断裂伸长率。
屈服应力屈服应力是在应力-应变曲线上屈服点处的应力。
材料在单向拉伸(或压缩)过程中,由于加工硬化,塑性流动所需的应力值随变形量增大而增大。
对应于变形过程某一瞬时进行塑性流动所需的真实应力叫做该瞬时的屈服应力(Y),亦称流动应力。
如果忽略材料的加工硬化,可以认为屈服应力为一常数,并近似等于屈服极限(σs)。
实际上,屈服应力是一个由形变速度、形变温度、形变程度决定的函数,且这些参数彼此相互影响,并通常与材料特性相关。
计算单向拉伸的屈服应力通常可以从应力矢量中求得,有两种假说理论,Tresca和Von Mises,都是以发明人的姓氏命名的。
反载软化现象在塑性变形阶段,实际应力曲线上每一点的应力值,都可理解为材料在相应的变形程度下的屈服点。
如果卸载后反向加载,由拉伸改为压缩,应力与应变的关系又会产生什么样的变化呢?试验表明,反向加载时,材料的屈服应力较拉伸时的屈服应力有所降低,出现所谓反载软化现象。
反向加载时屈服应力的降低量,视材料的种类及正向加载的变形程度不同而异。
低碳钢拉伸试验报告材科095班姓名:何钦生学号:40930354一、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。
二、试验要求按照相关国际标准(GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法)要求完成试验测量工作。
三、实验原理本试验在室温下(18℃满足10℃−35℃的要求)分别进行退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的低碳钢试样的拉伸试验,结合拉伸曲线,观察拉伸过程中弹性变形、塑性变形等各阶段的实验现象。
通过比较,分析不同热处理状态下的试样呈现不同强度与塑性性能的原因;并通过Hollomon公式计算出应变硬化系数和应变硬化系数来表征试样材料在硬化能力方面的性能。
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。
这些过程互相衔接,不可间断。
退火→将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢),目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
其组织晶粒细小均匀,碳化物呈颗粒状,分布均匀。
正火→将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,其组织可能是珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火→将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
其组织可能为片状马氏体、板状马氏体、片状贝氏体或它们的混合组织。
淬火后钢件变硬,但同时变脆。
为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。
由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
各种强度间常有一定的联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。
塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力。
四、试验准备1.试验试样本次试验采用圆形截面的试样,直径是10mm,原始标距为50mm,平行长度L e≥55mm。
试样平行长度和夹持头部之间以过渡弧连接,过渡弧的半径应≥0.75d即7.5mm,试样头部形状应试验机夹头的夹持,并要求试样的直径尺寸公差为±0.07mm,形状公差即沿着试样的平衡长度的最大直径与最小直径之差不超过0.04mm。
2. 试验设备对于比例试样,需要将原始标距的计算值修约至最接近5的倍数,向中间数值较大一方修约,原始标距的标记应准确到±1%,即±0.5mm。
测量原始直径的分辨率不大于0.05mm。
试验机应变速率为0.00025/s-0.0025/s,试验过程中最大试验力为47.1KN,均匀最大形变量可达30%以上,试验机应为或优于1级,引伸计不应劣于2级。
测量断后标距应准确到±0.25mm,断后最小横截面对应的最小横截面积应准确到±2%。
综上,本次试验的试验仪器有50分度游标卡尺、引伸计、电子万能试验机。
WDW-200D微型控制电子万能材料试验机参数:五、试验过程1.测量划线分别非3个试样编号,测量其两端及中间三处截面的直径,并在每处截面取相互垂直的两个方向各测一次,做好数据记录(见表1)。
在每个试样两端涂色,用划线机刻划原始标距。
2.安装引伸计首先在1号试样上装好引伸计,用皮筋固定好后用试验机的夹头夹好固定,准备开始拉伸试样。
3.开始拉伸开动试验机,开始缓慢加载,并注意载荷变化及绘图情况,当载荷出现下降或曲线发生弯折时,说明材料发生屈服,屈服后载荷达到最大并出现下降时,取下引伸计,继续加载直至试样断裂,停下试验机。
4.断后测量将断后试样拼接在一起,测量断后标距,在缩颈最小处相互垂直的测量断后直径,做好数据记录(见表2)。
5. 重复2-4步骤,测量其余试样。
六、 数据处理根据电脑绘图,读出抗拉强度和屈服强度,并计算伸长率和截面收缩率(见表3)。
伸长率A =(L u −L 0) L 0×100% 截面收缩率Z =(S 0−S u ) S 0×100% A 1=68.9 −5050×100%=38.8% A6 .87−5050=25.7% A 368.88−5050=37.8%Z 1=78.71− 6.0478.71×100%=66.9% Z =78.39− 3.6678.39=69.8 Z 3=80.13− 9.3180.13=63.4%根据拉伸曲线,在均匀塑性变形阶段均匀的取点若干,分别计算出个点所代表的真应力及真应变(即S 及e ),然后以ln e 为横坐标,以ln S 为纵坐标作图,并拟合直线,其斜率即为应变硬化指数n ,截距即为ln K 。
其中:工程应变ε=∆LL0工程应力σ=PS0真应变S=σ(1+ε)真应力e=ln(1+ε) 1号试样拉伸曲线如下:取点及计算结果如下:拟合曲线为:由此得n=0.2964,ln K=6.7166,从而K=826MPa 2号试样拉伸曲线如下:取点及计算结果如下:拟合曲线为:由此得n=0.2255,ln K=6.9144,从而K=1007MPa 3号试样拉伸曲线如下:取点及计算结果如下:拟合曲线为:由此得n=0.2696,ln K=6.7709,从而K=872MPa 七、试验结论因 R m1<R m3<R m , R eL1<R eL3<R eL , A<A3<A1收缩率不具可比性。
从而2号试样是淬火态的低碳钢,其强度最高,塑性最差;1号试样是退火态的低碳钢,其强度最低,塑性最好;3号试样是正火态的低碳钢,其强度和塑性都介于淬火与退火之间。
又n<n3<n1故试样应变硬化能力及塑性为:2号<3号<1号,这与上面得出的结论一致。
八、误差分析本次试验的直接测量量有原始标距、原始直径、断后标距以及颈缩处最小直径,其误差为游标卡尺的精度,即±0.02mm;拉伸过程中试样所受的纵向载荷,其误差为示值的0.5%;另有引伸计所测试样的微小伸长量,其误差为示值的1%。
另外,间接测量量的误差需由对应误差公式计算得出:∆A=|ðA|∆L0+|ðAu|∆L u=L uL0∆L0+1∆L u(其中∆L0=0.5mm,∆L u=0.25mm)∆Z=|ðZðd0|∆d0+|ðZðd u|∆d u=d ud03∆d0+2d ud0∆d u(其中∆d0=0.02mm,∆d u=1%d u)∆R m=4πd02∆P+2R m∆d0d0=(0.5%+2∆d0d0)R m∆R eL=4πd02∆P eL+2R eL∆d0d0=(0.5%+2∆d0d0)R eL将各数据带入误差公式计算得:∆A1=68.9250×0.5+150×0.25=1.88%即1号试样的断后伸长率为38.8%±1.88%,修约后值39.0%在此范围内,故试验数据可靠。
∆A=62.8750×0.5+150×0.25=1.75%即2号试样的断后伸长率为25.7%±1.75%,修约后值25.5%在此范围内,故试验数据可靠。
∆A3=68.88×0.5+1×0.25=1.88%即3号试样的断后伸长率为37.8%±1.88%,修约后值38.0%在此范围内,故试验数据可靠。
∆Z1=2×5.7610.013×0.02+2×5.7610.01×5.76%=0.79%即1号试样的截面收缩率为66.9%±0.79%,修约后值67.0%在此范围内,故试验数据可靠。
∆Z=2×5.499.993×0.02+2×5.499.99×5.49%=0.72%即2号试样的断后伸长率为69.8%±0.72%,修约后值70.0%在此范围内,故试验数据可靠。
∆Z1=2×6.113×0.02+2×6.11×6.11%=0.88%即3号试样的断后伸长率为63.4%±0.88%,修约后值63.5%在此范围内,故试验数据可靠。
∆R m1=(0.5%+2×0.0210.01)399.20=3.59MPa即1号试样的抗拉强度为399.20±3.59MPa,修约后值400MPa在此范围内,故试验数据可靠。
∆R m=(0.5%+2×0.029.99)541.43=4.88MPa即2号试样的抗拉强度为541.43±4.88MPa,修约后值540MPa在此范围内,故试验数据可靠。
∆R m3=(0.5%+2×0.0210.10)445.89=4.00MPa即3号试样的抗拉强度为445.89±4.00MPa,修约后值445MPa在此范围内,故试验数据可靠。
∆R eL1=(0.5%+2×0.0210.01)245.41=2.21MPa即1号试样的屈服强度为245.41±2.21MPa,修约后值245MPa在此范围内,故试验数据可靠。
∆R eL=(0.5%+2×0.029.99)377.68=3.40MPa即2号试样的屈服强度为377.68±3.40MPa,修约后值380MPa在此范围内,故试验数据可靠。
∆R eL3=(0.5%+2×0.0210.10)290.34=2.60MPa即3号试样的屈服强度为290.34±2.60MPa,修约后值290MPa在此范围内,故试验数据可靠。
附录:对各性能测量结果的修约要求:。