材料力學(xué)性能試驗

1、基礎(chǔ)力學(xué)實驗A1材料力學(xué)性能實驗材料力學(xué)性能實驗一、材料力學(xué)性能試驗國家標準一、材料力學(xué)性能試驗國家標準二、拉伸試驗二、拉伸試驗三、壓縮試驗三、壓縮試驗四、扭轉(zhuǎn)試驗四、扭轉(zhuǎn)試驗五、低碳鋼彈性模量泊松比測定五、低碳鋼彈性模量泊松比測定主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、材料力學(xué)性能試驗國家標準一、材料力學(xué)性能試驗國家標準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）時所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。2、材料的力學(xué)性能試驗必須按照國家標準進行一、材料力學(xué)性能試驗國家標準一、材料力學(xué)性能試驗國家標準3、國家標準 1） GB/T 228-2002金屬材料室

2、溫，拉伸試驗方法。2）GB/T10128-2007金屬材料室溫扭轉(zhuǎn)試驗方法。3）GB/T7314-2005金屬材料室溫壓縮試驗方法。一、材料力學(xué)性能試驗國家標準一、材料力學(xué)性能試驗國家標準4、新舊標準性能名稱對照二、拉伸試驗二、拉伸試驗1、拉伸試樣1)圓形截面2)矩形截面L=10dL= 5d11.3LA5.65LA或Ltb二、拉伸試驗二、拉伸試驗2測定低碳鋼拉伸機械性能(ss、 sb 、 d、 y )O FDlFeFpFsFb線彈性階段屈服階段強化階段頸縮階段屈服點：ssFAsbbFAs抗拉強度：冷作硬化1100%LLLd伸長率：1100%AAAy斷面收縮率：二、拉伸試驗二、拉伸試驗3、低碳鋼

3、拉伸試驗現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起斷口的位置對所測得的伸長率有影響！二、拉伸試驗二、拉伸試驗4、低碳鋼斷后伸長率斷后伸長率試樣拉斷后，標距和伸長與原始標距的百分比。斷裂在標距的中間三分之一處時，直接測量斷后伸長L1，得1100%LLLd端口不再中間的三分之一處呢？二、拉伸試驗二、拉伸試驗5、低碳鋼 斷口在標距位置和伸長率關(guān)系二、拉伸試驗二、拉伸試驗6、低碳鋼 斷口在標距位置和伸長率關(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，標距L部分的塑性伸長也不同。若斷口在試樣的中部，發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段全部在標距長度內(nèi)，標距長度就有較大的塑性伸長量；若斷口距標

4、距端很近，則發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段只有一部分在標距長度內(nèi)，另一部分在標距長度外，在這種情況下，標距長度的塑性伸長量就小。二、拉伸試驗二、拉伸試驗7、斷口移位法原理及計算各處的殘余變形不是均勻分布的，愈近斷口（頸縮）處伸長愈多。標距內(nèi)的絕對伸長由均勻伸長和頸縮處的集中伸長兩部分組成：222bububbuuLLLLLLLLLLdLALdLLALlLALLdLlLLddD D DD D DDDDDDDDD二、拉伸試驗二、拉伸試驗7、斷口移位法原理及計算若試件斷口不在標距中間三分之一范圍內(nèi)，應(yīng)按國家標準的規(guī)定采用斷口移中的辦法（1）當長段所余格數(shù)為偶數(shù)時，如圖所示，則量取長段所余格數(shù)之一半，得c點，

5、將BC段長度延伸到試件左端，則移后的L1為： L1=AO+OB+2BC二、拉伸試驗二、拉伸試驗7、斷口移位法原理及計算2）當在長段上所余格為奇數(shù)時，如圖所示，則在長段上所余格數(shù)減1之半，得C點，再由C點向后移一格得C1點。則移位后的標距L1為：L1=AO+OB+BC+BC1二、拉伸試驗二、拉伸試驗注：當斷口非?？拷嚰啥耍c其頭部之距離等于或小于直徑的兩倍時，一般認為試驗結(jié)果無效，需要重新試驗。二、拉伸試驗二、拉伸試驗8、低碳鋼斷后斷面收縮率一般比更真實地反映材料的真實極限變形能力，所以測比測更有意義1100%AAAy二、拉伸試驗二、拉伸試驗9、低碳鋼斷口三個區(qū)二、拉伸試驗二、拉伸試驗三個

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、拉伸試驗二、拉伸試驗10、測定灰鑄鐵抗拉強度 sbOFDlbbFAs抗拉強度：Fb二、拉伸試驗二、拉伸試驗三、壓縮試驗三、壓縮試驗1測定低碳鋼壓縮屈服點ssO FDlFs壓縮屈服點：ssFAs拉伸試驗三、壓縮試驗三、壓縮試驗2、低碳鋼壓縮試驗現(xiàn)象： 低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。三、壓縮試驗三、壓縮試驗3、測定灰鑄鐵抗壓強度sbOFDlbbFAs強度極限：拉伸試驗Fb灰鑄鐵壓縮試驗現(xiàn)象：tmax引起四、扭轉(zhuǎn)試驗四、扭轉(zhuǎn)試驗1、低碳鋼圓軸試件扭轉(zhuǎn)時的應(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)力首先達到剪切屈服極限ts,且塑性區(qū)逐漸向圓心擴展，形成環(huán)形塑性區(qū)見圖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展直到整個截面幾乎都是塑性區(qū)如圖C所示。隨后，材料進入強化階段，變形增加，扭矩隨之增加，直到試件破壞為止。st四、扭轉(zhuǎn)試驗四、扭轉(zhuǎn)試驗2、破壞分析當試樣受扭時，材料處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)。由圖可知，圓軸扭轉(zhuǎn)時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）能力均強于抗拉能力，故試樣受扭破壞后，