材料力学性能试验2个

实用标准文档 文案大全 材料力学性能材料力学性能 实验教学指导书实验教学指导书 实验总学时4 实验项目1. 准静态拉伸 2. 不同材料的冲击韧性 材料科学与工程学院实验中心 实用标准文档 工程材料及机制基础实验室 实验一实验一准静态拉伸准静态拉伸 一、实验目的一、实验目的 1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包 括屈服、强化和颈缩等现象） ，并绘制拉伸图。 2．测定低碳钢的屈服极限σs，强度极限σb，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。 3．测定铸铁的强度极限σb。 4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。 二、概述二、概述 静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。一方面，由静载拉伸试验测 定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际 意义。另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能 的基本试验方法。 静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试 样轴线重合，载荷缓慢施加。 在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一 系列的强度指标（屈服强度 s 和抗拉强度 b ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ） 。通 过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线， 即 PΔl 曲线， 习惯上 称此曲线为试样的拉伸图。图1 即为低碳钢的拉伸图。 试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。当载荷增加到一 定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长 的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷P s ，P s 除以试样原始横截面面积Ao即得 到屈服极限 s  s  P s A 0 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑 性变形过程中不断发生的强化。这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变 强化或加工硬化。由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。 文案大全 实用标准文档 当载荷达到最大值Pb后，试样的某一部位截面积开始急剧缩小，出现“缩颈”现象，此后的 变形主要集中在缩颈附近，直至达到Pb试样拉断。Pb除以试样原始横截面面积A0即得到强 度极限（抗拉强度） b  b  P b A 0 拉伸试验还可得到塑性指标，即伸长率δ和断面收缩率ψ 伸长率拉断后的试样标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，即  l 1 l 0100 l 0 式中 l 0 试件原始标距，为 100 ㎜，l1试件拉断后标距长度。 断面收缩率ψ为了测定低碳钢的断面收缩率，试件拉断后，在断口处两端沿互相垂 直的方向各测一次直径，取平均值d 1计算断口处横截面面积，再按下式计算面积收缩率  A 0  A 1100 A 0 式中 A 0试件原始横截面面积 A 1试件拉断后断口处最小面积。 试件开始受力时，由于头部在夹头内滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。分析时应 将直线段延长与横坐标相交于0 点，作为坐标原点。 OA 段为弹性阶段载荷与变形成正比，B＇ C 段为屈服阶段，CD 段为强化阶段，DE 段为颈缩阶段，至 E 点试件被拉断。 铸铁的拉伸图如图 2 所示。铸铁试件在承受拉力变形极小时，就达到最大载荷而突然发 生断裂。它没有屈服和颈缩现象，故在拉伸时，一般只能测定其强度极限 b，试件沿横截面 断裂。  b  F b A 0 文案大全 实用标准文档 图 1图 2 三、实验设备与材料三、实验设备与材料 1.实验设备 （1）SHT4605 型微机控制万能材料试验机。 （2）游标卡尺。 2.实验材料 直径为d的圆截面试件，短试件和长试件的标距l 0 分别为 5d和 10 d。本实验采用圆截 面的长试件（d＝10mm，l 0 ＝100mm） 。 r d l 0 四、实验内容与方法四、实验内容与方法 1.实验内容 1 了解材料试验机的构造、原理及操作; 2 列表记录低碳钢、铸铁的原始尺寸及实验后尺寸，计算出δ、ψ（低碳钢） ； 3 画出 PΔL 曲线，并计算出低碳钢试样的σs、σb 及铸铁试样的σb； 4 比较两种材料的力学性能的特点、断口形貌及断裂方式。 2.实验方法及步骤 1．试件准备 用游标卡尺测量标距两端及中间这三个横截面处的直径，在每一横截面内沿互相垂直的 两个直径方向各测量一次取其平均值。用所测得的三个平均值中最小的值计算试件的横截面 面积A0。将测量的试件横截面处的直径及计算出的横截面面积A0填入表中。 （2） ．试验机准备 文案大全 实用标准文档 打开计算机, 进入试验机控制系统主界面,在用户参数输入区内输入试验参数，如试样标距、 试样直径、试样种类等。然后点击【试验】按钮进入试验。 （3） ．安装试件 调整下横梁使上下夹头的距离小于试件的长度。先将试件安装在试验机的上夹头内，再 调整下横梁使其达到适当位置，把力值清零，然后把试件下端夹紧，位移值清零。 （4） ．进行试验 点击屏幕右边的【运行】按钮加载。注意观察测力窗口、位移窗口的情况和相应的试验 现象。若出现力和位移值为负值或其它异常情况，请立即按下右边立柱旁的“急停”按钮， 或【速度栏】内的停止按钮。 试验结束后取下试件。将低碳钢试件的屈服载荷Ps和最大载荷Pb记入表中。然后将 断 裂试件的两段对齐并尽量靠紧，用游标卡尺测量断裂后标距段的长度l1；测量两段断口（颈 缩）处的直径d1，应在每一断口处沿两个互相垂直方向各测量一次，计算其平均值，取其中 最小值计算断口处最小横截面面积A1。把测量值和计算值填入表中。 将铸铁试件的最大载荷Pb记入表中。 五、试验结果的处理五、试验结果的处理 1．根据屈服载荷Ps及最大载荷Pb计算低碳钢试件的屈服极限σs及低碳钢试件和铸铁试 件的强度极限σb。 P s P  b  b A0A0 2．根据试件前、后的标距段长度及横截面面积计算低碳钢试件的延伸率δ及断面收缩  s  率ψ l1 l0 100 l0 A  A 1  0 100 A0  六、实验要求六、实验要求 1． 学生进入实验室前必须做好实验预习，认真阅读实验指导书，明确实验目的、任务、 有关原理、操作的主要步骤、注意事项。 2． 实验过程中必须严格遵守操作规程及注意事项，自觉遵守实验室的各项规章制度。 3． 独立完成实验。 4． 认真观察和分析实验现象，做好实验数据记录。 5． 按照格式要求认真撰写实验报告，不得抄袭。 七、注意事项七、注意事项 1．未经指导教师同意不得开动机器。 2．操作者不得擅自离开操纵台。 文案大全 实用标准文档 3．试件安装必须正确、防止偏斜和夹入部分过短的现象。 4．试验时听见异常声音或发生任何故障，按下急停按钮立即停车。 实验二实验二不同材料的冲击韧性不同材料的冲击韧性 一、实验目的一、实验目的 1.了解冲击试验方法。 2.测定低碳钢与铸铁的冲击韧性 a k值。 二、概述二、概述 （1） 冲