河海大學(xué) 材料力學(xué) 實(shí)驗(yàn)一拉伸實(shí)驗(yàn)材料班 2

1、 實(shí)驗(yàn)一 拉伸實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限ssl ，強(qiáng)度極限sb ，斷后伸長(zhǎng)率d和斷面收縮率c；2 測(cè)定鑄鐵拉伸時(shí)的強(qiáng)度極限sb ；3 觀察低碳鋼拉伸過程中的各種現(xiàn)象（包括屈服、強(qiáng)化和頸縮等），并繪出拉伸曲線；4 熟悉試驗(yàn)機(jī)和其他有關(guān)儀器的使用。二實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1. DDL-100電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；3 游標(biāo)卡尺及劃線機(jī)4. 拉伸試件。三實(shí)驗(yàn)原理和方法1. 拉伸實(shí)驗(yàn)原理和方法由拉伸試驗(yàn)來確定低碳鋼材料的拉伸力學(xué)性能ssl 、sb 、d、c 和鑄鐵材料的拉伸力學(xué)sb。由材料力學(xué)知 首先，將被測(cè)材料按國(guó)標(biāo)（GB6397-86）加工成標(biāo)準(zhǔn)試件，再根據(jù)（GB228-87）對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，

2、用電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載。試驗(yàn)時(shí)，利用CSS-44000電子萬能試驗(yàn)機(jī)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，輸入有關(guān)參數(shù)，不但可以繪出被測(cè)材料的拉伸曲線圖，同時(shí)可以計(jì)算出ssl 、sb 、d、c。下圖分別為低碳鋼和鑄鐵的拉伸圖。對(duì)于低碳鋼，屈服階段（B-C）常呈鋸齒形。上屈服點(diǎn)B受變形速度和試件形式等影響較大，而下屈服點(diǎn)B則比較穩(wěn)定。故工程上均以 B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷作為材料的屈服載荷Ps ，稱為下屈服載荷Psl。過了屈服階段，繼續(xù)加載，曲線上升，直至載荷達(dá)到最大值，這時(shí)試件中的名義應(yīng)力達(dá)到最大值。D點(diǎn)的工程應(yīng)力即為材料的強(qiáng)度極限sb。過了D點(diǎn)，拉伸曲線開始下降，這時(shí)可觀察到試件在某一截面附近產(chǎn)生的局部變形，既有頸縮現(xiàn)

3、象，直至E點(diǎn)試件斷裂。對(duì)于鑄鐵，由于拉伸時(shí)的塑性變形很小，因此在變形（主要是彈性變形）很小時(shí)，就達(dá)到了最大載荷，而突然斷裂，沒有屈服階段和頸縮現(xiàn)象。其強(qiáng)度極限sb即為試件斷裂時(shí)的工程應(yīng)力。2. 拉伸實(shí)驗(yàn)步驟 試件準(zhǔn)備* 低碳鋼試件(a). 在低碳鋼試件長(zhǎng)度L0=100mm的標(biāo)距內(nèi)，用刻線機(jī)每隔10mm刻一圓周線，即在長(zhǎng)度標(biāo)距內(nèi)均勻地分為10格，以便觀察試件變形沿軸向分布的情況和計(jì)算斷后伸長(zhǎng)率。鑄鐵試件不需要?jiǎng)潏A周線。(b). 用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距兩端和中間部位，分別沿互相垂直的兩個(gè)方向各測(cè)量一次直徑，并計(jì)算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。* 鑄鐵試件用游標(biāo)卡尺在試件兩端和中間部位，分別

4、沿互相垂直的兩個(gè)方向各測(cè)量一次直徑，并計(jì)算這三處的平均值，取其最小值作為試件直徑d0。分別對(duì)低碳鋼試件、鑄鐵試件進(jìn)行試驗(yàn)。 試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備 根據(jù)DDL-100電子萬能試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)步驟，打開EDC系統(tǒng)，打開計(jì)算機(jī)，根據(jù)計(jì)算機(jī)提示（或根據(jù)計(jì)算機(jī)操作詳細(xì)說明）輸入有關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)。 安裝試件 先將試件裝夾在上夾頭中，然后使用手動(dòng)盒升降旋扭移動(dòng)橫梁至合適位置，把試件下端夾持在下夾頭中。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 根據(jù)計(jì)算機(jī)提示（或根據(jù)計(jì)算機(jī)操作詳細(xì)說明）進(jìn)行試驗(yàn)，直至試件拉斷，系統(tǒng)退出試驗(yàn)狀態(tài)。對(duì)于低碳鋼試件則進(jìn)行下一步；對(duì)于鑄鐵試件則根據(jù)計(jì)算機(jī)提示打印拉伸曲線圖和試驗(yàn)結(jié)果。(5) 低碳鋼試件斷后標(biāo)距測(cè)量和斷口

5、直徑測(cè)量（鑄鐵沒有這一步） (a). 測(cè)量斷后標(biāo)距將被拉斷試件的兩段斷口對(duì)齊并靠緊，如果斷口到鄰近標(biāo)距點(diǎn)的距離大于1/3L0，則用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，此長(zhǎng)度即為L(zhǎng)1。若斷口到鄰近標(biāo)距點(diǎn)的距離小于1/3L0，則需進(jìn)行斷口移中計(jì)算，計(jì)算所得長(zhǎng)度即為斷后標(biāo)距L1。(b). 測(cè)量斷口直徑在斷口處（即頸縮最細(xì)處）沿互相垂直方向各測(cè)量一次直徑，取其平均直徑d1。將L1、d1根據(jù)計(jì)算機(jī)提示輸入。根據(jù)計(jì)算機(jī)提示打印出低碳鋼的拉伸曲線圖和試驗(yàn)結(jié)果。 五思考題1. 測(cè)定材料的力學(xué)性能為什么要用標(biāo)準(zhǔn)試件？2. 材料拉伸時(shí)有哪些力學(xué)性能指標(biāo)？3. 測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率d時(shí)，若斷面鄰近標(biāo)距點(diǎn)的距離小于或等于L0/3時(shí)，應(yīng)如何處理？4. 試述低碳鋼、鑄鐵拉伸由哪種應(yīng)力引起破壞，為什么？(寫到注意事項(xiàng)里，如果寫不下，如果寫不下寫到下一個(gè)實(shí)驗(yàn))5. 實(shí)驗(yàn)記錄參考表1試件原始尺寸材 料 標(biāo) 距 L0（mm） 直 徑d0 （mm） 最小橫截面 面積A0 （mm） 截面 截面 截面12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵 /2。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 材料 屈服載荷 （KN） 最大載荷 （KN）拉斷后標(biāo)距 （mm） 頸縮處直徑 （mm）頸縮處橫截