力学实验报告
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拉伸压缩试验
一、实验内容和目的
1.拉伸试验
①测定低碳钢拉伸时的上屈服强度ReH,下屈服强度ReL,抗拉强度,断后伸长率A(和
A11.3)和断面收缩率Z
;
测定铸铁拉伸时的抗拉强度。
②观察试样在拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和缩颈等现象);比较低碳钢(塑性材
料)与铸铁(脆性材料)机械性能的特点;
2.压缩试验(演示试验)
①观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象;
②测定压缩时低碳钢的上屈服强度ReHc,下屈服强度ReLc;
测定压缩时铸铁的抗压强度。
二、实验设备和器材
1.微机控制电子式万能试验机;
2.千分尺和游标卡尺;
3.低碳钢和铸铁圆形试样(拉伸、压缩)。
三、实验原理
用微机控制电子式万能试验机绘制试样拉伸时的力-位移图
1.拉伸试验
低碳钢有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,如图1;
铸铁没有屈服和缩颈阶段,如图2。
2.压缩试验
低碳钢:有屈服现象。屈服前的基本情况与拉伸时相同;屈服后,塑性变形迅速增加,试样横
截面积随之增大,而增大的面积能承受更大的载荷,最后试样被压成饼形而不断裂,仅测出屈
服强度(无抗压强度)。
铸铁:最后被压成鼓形,并在与轴线成45至55°左右的表面出现裂纹或断裂。
四、实验步骤
1.试验准备(选择方案及测量试样)
①实验方案选为“低碳钢拉伸试验”或“铸铁拉伸试验”;
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图1低碳钢力—位移拉伸图
W
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图2铸铁力—位移拉伸图
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②用千分尺测量试样标距内两端及中间共三个横截面处的直径,每一处横截面测量相互垂直的
两个直径,然后将测得直径录入“试样参数输入”;
③将试验力清零,并切换到“遥控盒”状态,为试样安装做准备。
2.安装试样及回零
①转动“遥控盒”旋钮,调整中横梁位置,将试样安装到夹具;
②点击“回零”按钮,试验力在120N时再次点击“回零”,试验力停留在80N-100N左右。
(回零是为了消除夹具间隙,提高试验的准确性)。
3.试验开始
操作方式选择“手动”,横梁运动速度调整到“2mm/min”,然后点击“试验开始”。
4.观察各阶段现象---低碳钢
屈服阶段过后,当试验力大于上屈服载荷1kN左右,按下“卸载”按钮,使试验力卸至5kN左
右;然后再按“加载”按钮,重新加载;逐渐调整横梁速度2mm/min→5mm/min→10mm/min
铸铁拉伸现象
铸铁在拉伸时,不能承受大变形,极易拉断;铸铁的抗拉强度远低于低碳钢的抗拉强度。
5.处理试验数据,完成报告
五、数据处理
(应有详细的计算过程)
低碳钢:
铸铁:Smin是最小横截面积
六、问题讨论
1.从低碳钢和铸铁不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式?
2.材料和直径相同而标距长度分别是5d和10d的两种试样,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率
及断面收缩率是否相同?
3.可否根据本次试验所得力-位移拉伸图来计算材料的弹性模量?
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