材料力學(xué)性能試驗(yàn)

1、基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)A1材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)五、低碳鋼彈性模量泊松比測(cè)定五、低碳鋼彈性模量泊松比測(cè)定主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1、材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境（溫度、介質(zhì)、濕度）下，承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。2、材料的力學(xué)性能試驗(yàn)必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 1） GB/T 228-2002金屬材料室

2、溫，拉伸試驗(yàn)方法。2）GB/T10128-2007金屬材料室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法。3）GB/T7314-2005金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法。一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一、材料力學(xué)性能試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4、新舊標(biāo)準(zhǔn)性能名稱(chēng)對(duì)照二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)1、拉伸試樣1)圓形截面2)矩形截面L=10dL= 5d11.3LA5.65LA或Ltb二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)2測(cè)定低碳鋼拉伸機(jī)械性能(ss、 sb 、 d、 y )O FDlFeFpFsFb線(xiàn)彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段頸縮階段屈服點(diǎn)：ssFAsbbFAs抗拉強(qiáng)度：冷作硬化1100%LLLd伸長(zhǎng)率：1100%AAAy斷面收縮率：二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)3、低碳鋼

3、拉伸試驗(yàn)現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起斷口的位置對(duì)所測(cè)得的伸長(zhǎng)率有影響！二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)4、低碳鋼斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率試樣拉斷后，標(biāo)距和伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比。斷裂在標(biāo)距的中間三分之一處時(shí)，直接測(cè)量斷后伸長(zhǎng)L1，得1100%LLLd端口不再中間的三分之一處呢？二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)5、低碳鋼 斷口在標(biāo)距位置和伸長(zhǎng)率關(guān)系二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)6、低碳鋼 斷口在標(biāo)距位置和伸長(zhǎng)率關(guān)系試樣的塑性變形集中產(chǎn)生在頸縮處，并向兩邊逐漸減小。因此，斷口的位置不同，標(biāo)距L部分的塑性伸長(zhǎng)也不同。若斷口在試樣的中部，發(fā)生嚴(yán)重塑性變形的頸縮段全部在標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)，標(biāo)距長(zhǎng)度就有較大的塑性伸長(zhǎng)量；若斷口距標(biāo)

4、距端很近，則發(fā)生嚴(yán)重塑性變形的頸縮段只有一部分在標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)，另一部分在標(biāo)距長(zhǎng)度外，在這種情況下，標(biāo)距長(zhǎng)度的塑性伸長(zhǎng)量就小。二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)7、斷口移位法原理及計(jì)算各處的殘余變形不是均勻分布的，愈近斷口（頸縮）處伸長(zhǎng)愈多。標(biāo)距內(nèi)的絕對(duì)伸長(zhǎng)由均勻伸長(zhǎng)和頸縮處的集中伸長(zhǎng)兩部分組成：222bububbuuLLLLLLLLLLdLALdLLALlLALLdLlLLddD D DD D DDDDDDDDD二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)7、斷口移位法原理及計(jì)算若試件斷口不在標(biāo)距中間三分之一范圍內(nèi)，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用斷口移中的辦法（1）當(dāng)長(zhǎng)段所余格數(shù)為偶數(shù)時(shí)，如圖所示，則量取長(zhǎng)段所余格數(shù)之一半，得c點(diǎn)，

5、將BC段長(zhǎng)度延伸到試件左端，則移后的L1為： L1=AO+OB+2BC二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)7、斷口移位法原理及計(jì)算2）當(dāng)在長(zhǎng)段上所余格為奇數(shù)時(shí)，如圖所示，則在長(zhǎng)段上所余格數(shù)減1之半，得C點(diǎn)，再由C點(diǎn)向后移一格得C1點(diǎn)。則移位后的標(biāo)距L1為：L1=AO+OB+BC+BC1二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)注：當(dāng)斷口非?？拷嚰啥耍c其頭部之距離等于或小于直徑的兩倍時(shí)，一般認(rèn)為試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，需要重新試驗(yàn)。二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)8、低碳鋼斷后斷面收縮率一般比更真實(shí)地反映材料的真實(shí)極限變形能力，所以測(cè)比測(cè)更有意義1100%AAAy二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)9、低碳鋼斷口三個(gè)區(qū)二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)三個(gè)

6、區(qū)域所占面積大小與試樣原始尺寸、塑性有關(guān)，尺寸一定，塑性越好，放射區(qū)越小。二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)10、測(cè)定灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度 sbOFDlbbFAs抗拉強(qiáng)度：Fb二、拉伸試驗(yàn)二、拉伸試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)1測(cè)定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)ssO FDlFs壓縮屈服點(diǎn)：ssFAs拉伸試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)2、低碳鋼壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象： 低碳鋼壓縮變扁，不會(huì)斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。三、壓縮試驗(yàn)三、壓縮試驗(yàn)3、測(cè)定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbOFDlbbFAs強(qiáng)度極限：拉伸試驗(yàn)Fb灰鑄鐵壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：tmax引起四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)1、低碳鋼圓軸試件扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分布示意圖低碳鋼試件在受扭的最初階

7、段，扭矩T與扭轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系，橫截面上剪應(yīng)力沿半徑線(xiàn)性分布如圖a所示。隨著扭矩T的增大，橫截面邊緣處的剪應(yīng)力首先達(dá)到剪切屈服極限ts,且塑性區(qū)逐漸向圓心擴(kuò)展，形成環(huán)形塑性區(qū)見(jiàn)圖b 。但中心部分仍是彈性的。試件繼續(xù)變形，屈服從試件表層向心部擴(kuò)展直到整個(gè)截面幾乎都是塑性區(qū)如圖C所示。隨后，材料進(jìn)入強(qiáng)化階段，變形增加，扭矩隨之增加，直到試件破壞為止。st四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)2、破壞分析當(dāng)試樣受扭時(shí)，材料處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)。由圖可知，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上作用著最大切應(yīng)力t 。而在45度斜面上，分別存在最大拉應(yīng)力1 和最大壓應(yīng)力2,且它們的絕對(duì)值都等于t 。低碳鋼（塑性材料）的抗切（剪）能力弱于抗拉壓能力，故試樣受扭破壞后，斷口平齊，且沿其橫截面被切（剪）斷。鑄鐵（脆性材料）的抗壓 、抗切（剪）能力均強(qiáng)于抗拉能力，故試樣受扭破壞后，