材料力學實驗之拉伸實驗實用教案

1、一、實驗(shyn)目的1 1、測定低碳鋼拉伸彈性模量、測定低碳鋼拉伸彈性模量E E、屈服點、屈服點ss、 抗拉強度抗拉強度(kn(kn l qin l qin d)b d)b、斷后伸長率、斷后伸長率、斷面收縮率、斷面收縮率。 2 2、測定鑄鐵、測定鑄鐵(zhti)(zhti)抗拉強度抗拉強度bb，斷后伸長，斷后伸長率率。二、實驗設備及儀器 1. 1. 電子萬能材料試驗機；電子萬能材料試驗機； 2. 0.02mm2. 0.02mm游標卡尺；游標卡尺； 3. 3. 雙側電子引伸計雙側電子引伸計。 拉伸實驗拉伸實驗第1頁/共9頁第一頁，共10頁。實驗(shyn)試樣 拉伸試樣拉伸試樣 試驗試驗(s

2、hyn)(shyn)采用標準圓形試采用標準圓形試樣樣拉伸拉伸(l (l shn)shn)實實驗驗 l0d0l0=10d0長試樣長試樣l0= 5d0短試樣短試樣第2頁/共9頁第二頁，共10頁。拉伸拉伸(l shn)實實驗驗O低碳鋼拉伸曲線低碳鋼拉伸曲線 FDlFsFb三、實驗(shyn)原理1、低碳鋼拉伸、低碳鋼拉伸(l shn)時的力學性時的力學性能：能： 試樣裝在試驗機上，受到軸向拉力試樣裝在試驗機上，受到軸向拉力F F 作用，試樣標距產(chǎn)生伸長量作用，試樣標距產(chǎn)生伸長量 。兩者之間。兩者之間的關系如圖。的關系如圖。 低碳鋼試樣的變形過程，大致可分為四試樣的變形過程，大致可分為四個變形階段個變

3、形階段彈性階段、屈服階段、強化彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段階段、局部變形階段。0ssAF0bbAF屈服點屈服點抗拉強度抗拉強度（強度指標）（強度指標）（強度指標）（強度指標）（塑性指標）（塑性指標）%100001lll%100010AAA斷后伸長率斷后伸長率斷面收縮率斷面收縮率（塑性指標）（塑性指標）lD第3頁/共9頁第三頁，共10頁。低碳鋼拉伸低碳鋼拉伸(l shn)(l shn)彈性彈性模量模量E E 拉伸拉伸(l (l shn)shn)實驗實驗 材料在彈性范圍內(nèi)服從虎克定律，其應力材料在彈性范圍內(nèi)服從虎克定律，其應力(yngl)、應變、應變成正比關系：成正比關系：E雙側電子

4、引伸計雙側電子引伸計00AllFEDllFD,0將將代入上式，得代入上式，得 用雙側電子引伸計用雙側電子引伸計 測量變形量測量變形量lD 為引伸計刀口間為引伸計刀口間 距離距離0lmml500第4頁/共9頁第四頁，共10頁。拉伸拉伸(l (l shn)shn)實實驗驗將引伸計安裝在試樣上，受拉力將引伸計安裝在試樣上，受拉力(ll)后所產(chǎn)生的伸長量與力之間的后所產(chǎn)生的伸長量與力之間的線性關系由計算機顯示，如下圖。線性關系由計算機顯示，如下圖。求出直線上求出直線上 a、b 兩點的力和伸長量，兩點的力和伸長量，用增量法，計算用增量法，計算(j sun)彈性模量彈性模量E。 用增量法，計算式為：用增量

5、法，計算式為：00()F lElADD D 上式中，上式中，baFFFD()balllD D DD050lmm0A為原始截面積為原始截面積O FDlba試驗方法：試驗方法：（力增量）（力增量）（伸長量增量）（伸長量增量）FD)( lDD第5頁/共9頁第五頁，共10頁。鑄鐵鑄鐵(zhti)拉伸曲線拉伸曲線O FDlFb拉伸拉伸(l shn)實實驗驗2 2、鑄鐵、鑄鐵(zhti)(zhti)拉伸時的力學性能：拉伸時的力學性能： 試樣裝在試驗機上，受到軸向拉力試樣裝在試驗機上，受到軸向拉力F F 作用，試樣標距產(chǎn)生伸長量作用，試樣標距產(chǎn)生伸長量 。兩者之。兩者之間的關系如圖。間的關系如圖。 鑄鐵沒有

6、明顯直線部分，沒有屈服和頸縮沒有明顯直線部分，沒有屈服和頸縮現(xiàn)象現(xiàn)象。在較小拉應力下被拉斷，斷后伸長率也。在較小拉應力下被拉斷，斷后伸長率也很小。鑄鐵等脆性材料的抗拉強度很低，所以很小。鑄鐵等脆性材料的抗拉強度很低，所以不宜作為抗拉零件的材料。不宜作為抗拉零件的材料。（強度指標）（強度指標）0bbAF抗拉強度抗拉強度%100001lll（塑性指標）（塑性指標）斷后伸長率斷后伸長率lD第6頁/共9頁第六頁，共10頁。拉伸拉伸(l shn)實驗實驗觀觀察現(xiàn)象察現(xiàn)象拉伸拉伸(l shn)實實驗驗頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象(xinxing)，“杯口杯口”低碳鋼試低碳鋼試樣拉伸破壞后，斷口呈樣拉伸破壞后，斷口呈“

7、杯口杯口”狀。狀。鑄鐵試鑄鐵試樣拉伸破壞后，斷口在橫截面上，呈平口狀。樣拉伸破壞后，斷口在橫截面上，呈平口狀。平面斷口，正應力引起平面斷口，正應力引起低碳鋼鑄 鐵第7頁/共9頁第七頁，共10頁。1 1測量拉伸測量拉伸(l shn)(l shn)試樣原始尺寸：直徑試樣原始尺寸：直徑d0d0，長度長度l0l0。拉伸拉伸(l (l shn)shn)實驗實驗四、實驗(shyn)步驟2 2安裝試樣，進行加載，測出材料的屈服載荷安裝試樣，進行加載，測出材料的屈服載荷F Fs s、最大載荷、最大載荷F Fb b。3 3測量試樣斷后尺寸測量試樣斷后尺寸: :直徑直徑d d1 1，長度，長度l l1 1。4 4

8、觀察并描述試樣破壞后斷口特點。觀察并描述試樣破壞后斷口特點。1 1計算材料強度指標、塑性指標和低碳鋼拉伸彈性模量計算材料強度指標、塑性指標和低碳鋼拉伸彈性模量E(GPa)E(GPa)。 實驗報告要求（按實驗目的完成報告）2 2描述拉伸斷口特點。描述拉伸斷口特點。3 3比較兩種材料的拉伸力學性能。比較兩種材料的拉伸力學性能。4 4強度指標以強度指標以MPaMPa為單位（為單位（ ）, ,并并保留保留3 3位有效數(shù)字。位有效數(shù)字。 2/11mmNMPa 第8頁/共9頁第八頁，共10頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第9頁/共9頁第九頁，共10頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結一、實驗目的。1、測定低碳鋼拉伸彈性模量E、屈服點s、?？估瓘姸萣、斷后伸長率、斷面收縮率。將引伸計安裝在試樣上，受拉力后所產(chǎn)生的伸長量與力之間的。求出直線上 a、