力學(xué)參數(shù)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：材料的力學(xué)參數(shù)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)一低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私怆娮尤f(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的工作原理，熟悉其操作規(guī)程和正確的使用方法，同時(shí)學(xué)會(huì)正確使用材料力學(xué)參數(shù)測(cè)試軟件；測(cè)定低碳鋼拉伸試件的上屈服力、下屈服力、強(qiáng)度性能指標(biāo)、斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等參數(shù)指標(biāo)；觀察低碳鋼試樣在拉伸過(guò)程中的各種現(xiàn)象，繪制拉伸曲線（宜曲線）了解材料拉伸時(shí)力與變形的關(guān)系，觀察試件破壞現(xiàn)象。測(cè)定塑性材料的塑性指標(biāo)：拉伸時(shí)的伸長(zhǎng)率A,截面收縮率Z。比較塑性材料與脆性材料在拉伸時(shí)的機(jī)械性質(zhì)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備電腦、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺、試樣打點(diǎn)機(jī)、打印機(jī)、材料參數(shù)測(cè)試軟件，待測(cè)試件。萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：采用夾板式夾頭，如圖1-1。夾頭有螺紋，形狀如1-2所示。試件被夾持部分相應(yīng)也有螺紋。試驗(yàn)時(shí)，利用試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)繪圖器繪制低碳鋼的拉伸圖。三、拉伸試件本次金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)所用的試件形狀如圖1-3所示。圖中工作段長(zhǎng)度10稱為標(biāo)距，試件的拉伸變形量一般由這一段的變形來(lái)測(cè)定，兩端較粗部分是為了便于裝入試驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)。圖1-3圖1-3低碳鋼的拉伸試件圖中L0為標(biāo)距長(zhǎng)度，用于測(cè)量拉伸變形，單位為mm。四、實(shí)驗(yàn)原理低碳鋼是應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)材料，其拉伸曲線也較為特殊。當(dāng)試樣伸長(zhǎng)達(dá)到某一長(zhǎng)度時(shí)，繼續(xù)拉伸試樣，材料強(qiáng)度反而出現(xiàn)下降現(xiàn)象，并在某一不大的范圍內(nèi)波動(dòng)，此即所謂的材料屈服現(xiàn)象。從圖1-4中可以看出，對(duì)于低碳鋼試件，當(dāng)載荷在彈性極限范圍內(nèi)變化時(shí)，拉伸圖上相應(yīng)段是直線，表明此階段內(nèi)載荷與試件的變形成比例關(guān)系，即符合胡克定律的彈性變形范圍。當(dāng)載荷增加到上屈服點(diǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)力值不變或突然下降到某點(diǎn)，然后在小的范圍內(nèi)擺動(dòng)，這時(shí)變形增加很快，載荷增加很慢，說(shuō)明材料產(chǎn)生了屈服（或稱流動(dòng)）。與上屈服點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)力叫上屈服極限，與下降后的點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)力叫下屈服極限，因下屈服極限比較穩(wěn)定，所以材料的屈服極限一般規(guī)定按下屈服極限取值。以下屈服點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的載荷值七除以試件的原始截面積A，即得到低碳鋼的屈服極限七’R廣F危。屈服階段后，試件要承受更大的外力才能繼續(xù)發(fā)生變形，若要使塑性變形加大，必須增加載荷，達(dá)到最大荷載點(diǎn)之前的這一段就稱為強(qiáng)化階段。當(dāng)載荷達(dá)到最大值「時(shí)，試件的塑性變形集中在某一截面處的小段內(nèi)，此段發(fā)生截面收縮，即出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象。此時(shí)記下最大載荷值門(mén)，用Fm除以試件的原始截面積A，就得到低碳鋼的強(qiáng)度極限R%,Rm=Fm/A。在試件發(fā)生頸縮后，由于截面積的減小，載荷迅速下降，然后試件斷裂。圖1-4低碳鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線鑄鐵是少數(shù)脆性金屬材料的代表。鑄鐵的含碳量比高碳鋼的含碳量還高。其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖1-5所示。鑄鐵拉伸時(shí)只有彈性變形，卸載時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線回到原點(diǎn)，但鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變曲線的線性很差，或者說(shuō)線彈性很短。由于鑄鐵在斷裂前沒(méi)有塑性變形，自然不會(huì)存在屈服和頸縮現(xiàn)象。整個(gè)變形很小，幾乎沒(méi)有什么預(yù)兆就發(fā)生突然斷裂。斷裂時(shí)的載荷孔即為強(qiáng)度極限Rm所對(duì)應(yīng)的載荷。2圖1-5鑄鐵拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟試樣標(biāo)距確定：取一根低碳鋼棒材試樣，利用打點(diǎn)機(jī)在試樣的平直段均勻打出十一個(gè)點(diǎn)，每?jī)牲c(diǎn)間的距離為10mm，則原始標(biāo)距L。為100mm；初始直徑測(cè)量：用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的初始直徑，為10.06mm；開(kāi)機(jī)：打開(kāi)電腦后，運(yùn)行材料力學(xué)參數(shù)測(cè)試軟件，單擊“聯(lián)機(jī)”圖標(biāo)，將軟件和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)聯(lián)機(jī)；實(shí)驗(yàn)參量設(shè)置：在軟件的“條件讀盤(pán)”下拉菜單中進(jìn)行條件設(shè)置：數(shù)據(jù)文件名設(shè)為：低碳鋼拉伸曲線試驗(yàn)；輸入試樣的初始標(biāo)距和初始直徑，分別為

100mm和10.06mm；選擇“要計(jì)算的項(xiàng)目”為：上屈服力，下屈服力，上屈服強(qiáng)度，下屈服強(qiáng)度，最大力，抗拉強(qiáng)度，斷面收縮率，斷后伸長(zhǎng)率；實(shí)驗(yàn)速度設(shè)為4mm/min；選擇顯示的坐標(biāo)體系中橫坐標(biāo)為"位移（mm）”，最大值取40mm，縱坐標(biāo)為“力（kN）”，最大值取40kN；裝夾試樣；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)前要對(duì)所有實(shí)驗(yàn)顯示進(jìn)行清零，在材料力學(xué)參數(shù)測(cè)試軟件中單擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”?？梢钥吹搅υ谶B續(xù)加載，“力一位移”曲線也在屏幕上逐漸顯示出來(lái)。當(dāng)加載的力達(dá)到最大后，可以看到試樣變形明顯加快，很快試樣就被拉斷；卸載并取下試樣。斷后試樣參數(shù)確定：利用游標(biāo)卡尺測(cè)得的斷后標(biāo)距氣為119.16mm?？s頸最小處相互垂直的兩個(gè)方向上直徑的測(cè)量值為6.44mm和6.40mm。在軟件中輸入上述測(cè)量值，可得到要求計(jì)算的物理量的值。打印：?jiǎn)螕簟敖Y(jié)果”下拉菜單中的“打印”，可得到試樣的拉伸曲線以及要計(jì)算的各個(gè)物理量。單擊“脫機(jī)”圖標(biāo)，完成實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理拉伸曲線上顯示:上屈服力Fh=22.925kN，下屈服力Fl=18.243kN，最拉伸曲線上顯示:大力Fm=3°?°72kN。則上屈服強(qiáng)度為ReH2ReH22.925X1000=288(N/mm2) eHM2/4兀x10.062/40下屈服強(qiáng)度ReLF18.243x1000ReLeL= =230N/mm2)冗d2/4 兀x10.062/40抗拉強(qiáng)度F mM2/4兀x10.062F mM2/4兀x10.062/40=378(N/mm2)=378MPa

斷后伸長(zhǎng)率119.16-100.00斷后伸長(zhǎng)率119.16-100.00100.00x100%=19.160%斷后收縮斷面的直徑d=6.44+6.40=6.42(mm)u ―斷面收縮率Z=S0-Sux100%=d02-du2x100%=10.062-6.422x100%=59.274%S0 d2 10.062斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率在低碳鋼拉伸曲線上也顯示出來(lái)了。拉伸曲線如附頁(yè)1“低碳鋼拉伸試驗(yàn)”所示。七、 注意事項(xiàng)開(kāi)機(jī)前和停機(jī)后，送油閥一定要置于關(guān)閉位置。加載、卸載均須緩慢進(jìn)行。拉伸試件夾住后，不得再調(diào)整下夾頭的位置。機(jī)器開(kāi)動(dòng)時(shí)，操縱者不得擅自離開(kāi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不得觸動(dòng)擺錘。使用時(shí)，聽(tīng)見(jiàn)異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停止。試件裝夾必須正確，防止偏斜和夾入部分過(guò)短的現(xiàn)象。八、 實(shí)驗(yàn)討論途中起始階段呈曲線是由于試樣頭部在試驗(yàn)機(jī)夾具內(nèi)有輕微滑動(dòng)及試驗(yàn)機(jī)各部分存在間隙造成的。從低碳鋼拉伸曲線圖中可以看出：加載初期材料表現(xiàn)出明顯的線彈性變形，位移隨著力呈線性比例增加；進(jìn)入屈服階段后，施加的力基本維持不變，而試樣的位移明顯增加；屈服階段過(guò)后，隨著位移的增加，力也不斷增加，兩者關(guān)系呈曲線，直至力達(dá)到最大值；此后，隨著位移的增加，施加的力減小，直至試樣被拉斷。(與低碳鋼不同的是，鑄鐵從開(kāi)始加載到最后被拉斷，只有少量塑性變形，在彈性變形達(dá)到最大時(shí)突然背拉斷，沒(méi)有頸縮和強(qiáng)化的階段。)實(shí)驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵彈性模量的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟠_定材料所要加載的彈性范圍：對(duì)于低碳鋼和鑄鐵試樣，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)一得到的金屬材料拉伸“力一位移”曲線得到所需加載的彈性范圍。掌握低碳鋼和鑄鐵彈性模量的測(cè)定方法；初步掌握機(jī)械式引伸計(jì)的構(gòu)造原理及操作使用方法；比較塑性材料與脆性材料在拉伸時(shí)的機(jī)械性質(zhì)。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、YJY12機(jī)械引伸計(jì)、橡皮筋、游標(biāo)卡尺、打印機(jī)、材料參數(shù)測(cè)試軟件、低碳鋼棒材試樣一根、鑄鐵棒材試樣一根。三、 實(shí)驗(yàn)原理在彈性范圍內(nèi)，金屬材料服從胡克定律，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈線性比例，從而“力-變形”曲線也近似呈直線。在試件上安裝測(cè)量軸向伸長(zhǎng)的引伸計(jì)，加載即可得到引伸計(jì)在標(biāo)距范圍內(nèi)的軸向伸長(zhǎng)量，彈性模量的計(jì)算方法詳述如下：取線段上的兩個(gè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的力和變形量的值分別為F，F(xiàn)；AL，AL。由軸向拉伸TOC\o"1-5"\h\z1 2 1 2作用下的變形公式AFLAL=—1—0-ES0ArFLAL=—oES0軟件根據(jù)計(jì)算式廠 (F-F)L 4(F-F)LE=21——0—= 21——0—(AL-AL)S(AL-AL)兀d22 10 ' 2 1 0可計(jì)算得到彈性模量值。四、 實(shí)驗(yàn)方法及步驟鑄鐵彈性模量的測(cè)定一般用初始部分曲線的割線斜率來(lái)表示其彈性模量。鑄鐵的彈性模量較碳鋼小。利用游標(biāo)卡尺測(cè)得鑄鐵棒材試樣的直徑為9.96mm。具體實(shí)驗(yàn)操作可參照低碳鋼彈性模量的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。（2）低碳鋼彈性模量的測(cè)定測(cè)量試樣直徑：在試驗(yàn)段范圍內(nèi)，利用游標(biāo)卡尺測(cè)量低碳鋼棒材的直徑為10.00mm；開(kāi)機(jī)：打開(kāi)電腦中的材料力學(xué)參數(shù)測(cè)試軟件，單擊“聯(lián)機(jī)”圖標(biāo)，將軟件和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)聯(lián)機(jī)；實(shí)驗(yàn)參量設(shè)置：數(shù)據(jù)文件名設(shè)為：低碳鋼彈性模量；輸入試樣的原始直徑為10.00mm。選擇"要計(jì)算的項(xiàng)目”為：彈性模量，最大力；選取用于計(jì)算的“力一變形”曲線段上的兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力分別為施加的最大力的10%和60%；選擇顯示的坐標(biāo)橫坐標(biāo)為“變形（mm）”，最大值取0.06mm，縱坐標(biāo)為“力（kN）”，最大值取20kN；選中引伸計(jì)設(shè)定框。單擊“確認(rèn)”，保存條件設(shè)置；裝夾試樣；裝引伸計(jì)：裝用橡皮筋將引伸計(jì)的刀口固定在試樣的中間部分，固定好之后拔下引伸計(jì)上的銷釘；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)前對(duì)所有實(shí)驗(yàn)顯示進(jìn)行清零，橫梁速度采用2mm/min。然后單擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”，注意觀察圖形和數(shù)據(jù)顯示窗口，當(dāng)加載的力達(dá)到約19.0kN的時(shí)候，單擊“暫?！?，保存實(shí)驗(yàn)文件。撥下安裝引伸計(jì)的橡皮筋，同時(shí)用手托住引伸計(jì)，把它輕放在電腦桌或?qū)嶒?yàn)機(jī)平臺(tái)上；打?。?jiǎn)螕簟敖Y(jié)果”下拉菜單中的“打印”，先打印預(yù)覽一下，沒(méi)有問(wèn)題后，開(kāi)始打印，可得到試樣在彈性范圍內(nèi)的“力一變形”曲線以及要計(jì)算的各個(gè)物理量；卸載并取下試樣。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及處理軟件計(jì)算得到的低碳鋼試樣、鑄鐵試樣的彈性模量值分別為1.97x105MPa和0.75x105MPa，施加的最大力分別為19.191kN和15.472N，對(duì)應(yīng)的“力一變形”曲線見(jiàn)附頁(yè)2和3所示。六、實(shí)驗(yàn)討論當(dāng)把引伸計(jì)固定在試樣上后，切記拔下銷釘，否則引伸計(jì)會(huì)因?yàn)榈犊谑艿郊s束而隨著試樣的變形被拉壞。摘下引伸計(jì)后，把銷釘插回原處以起到保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)三鋁試樣和低碳鋼規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)測(cè)試金屬材料的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的原理和方法，并對(duì)三種主要的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行比較；熟悉引伸計(jì)的構(gòu)造原理和使用方法；測(cè)定LY12試樣和低碳鋼試樣的非比例延伸強(qiáng)度A,。。/二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料引伸計(jì)、橡皮筋、游標(biāo)卡尺、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、材料參數(shù)測(cè)試軟件、電腦、LY12和低碳鋼棒材試樣一根三、 實(shí)驗(yàn)原理用引伸計(jì)測(cè)量延伸試樣延伸時(shí)，引伸計(jì)刀口部分的距離成為引伸計(jì)標(biāo)距（L）。實(shí)驗(yàn)期間，任一給定時(shí)刻引伸計(jì)標(biāo)距（Le）的增量叫做延伸。延伸與引伸計(jì)標(biāo)距（L）之比的百分率叫延伸率。實(shí)驗(yàn)中任一給定時(shí)刻引伸計(jì)標(biāo)距的非比e例延伸與引伸計(jì)標(biāo)距（Le）之比的百分率稱為非比例延伸率。當(dāng)非比例延伸率等于規(guī)定的引伸計(jì)標(biāo)距百分率時(shí)的應(yīng)力稱為規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度。圖4規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度測(cè)定由于規(guī)定的百分率有不同值，所以使用的符號(hào)應(yīng)附以下標(biāo)說(shuō)明規(guī)定的百分率。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的R001就是規(guī)定非比例延伸率為0.01%時(shí)的應(yīng)力，實(shí)驗(yàn)中常用的三種測(cè)試方法如下所述：（1） 逐級(jí)加力法逐級(jí)加力方法測(cè)定規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度。查閱所測(cè)材料的拉伸曲線，參考其屈服力的值估算一個(gè)規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的力Fp。01。，則取其大小的10%作為初載F，取其大小的70%?80%作為估算的比例段的最大載荷F。在F和0 max 0F之間分四級(jí)或五級(jí)加載。級(jí)間間隔力削=（F-F）/如其中（n=4或5）。max 1max0在加載的力超過(guò)Fmax后，仍分級(jí)加載，但級(jí)間間隔力變小，令A(yù)F2=（20-25N/mm2）xS。并取整數(shù)。在加載過(guò)程中，對(duì)于每一個(gè)力，立即記錄下其對(duì)應(yīng)的變形，并計(jì)算前后兩次變形量間的變形間隔，并計(jì)算出處于比例階段的平均變形間隔。當(dāng)變形間隔增大時(shí)，說(shuō)明材料進(jìn)入了非比例延伸階段，計(jì)算出非比例伸長(zhǎng)量。當(dāng)非比例伸長(zhǎng)量二原始標(biāo)距*非比例延伸率時(shí)，記錄下此時(shí)的力F0001，將其除以原始橫截面積S0即可得到規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度R沖01。（2） 圖解法根據(jù)力-延伸曲線圖測(cè)定規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度。在曲線圖上，畫(huà)一條與曲線的彈性直線段部分平行，且在延伸軸上與此直線段的距離等效于規(guī)定非比例延伸率0.01%的直線。此平行線與曲線的交截點(diǎn)給出相應(yīng)于所求規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的力。此力除以試樣原始橫截面積S0得到規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度（見(jiàn)圖5）。此方法中，準(zhǔn)確繪制力-延伸曲線圖十分重要。EL圖5圖解法有些材料的拉伸曲線中無(wú)明顯的彈性直線段，這樣就造成力-延伸曲線圖的彈性直線部分不能明確地確定，導(dǎo)致不能以足夠的準(zhǔn)確度來(lái)畫(huà)出上述平行線，這時(shí)就要采用后兩種方法，如下所述。滯后環(huán)法試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)已超過(guò)預(yù)期的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度后，將力降至約為已達(dá)到的力的10%。然后再施加力直至超過(guò)原先已達(dá)到的力。為了測(cè)定規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度，過(guò)滯后環(huán)劃一直線。然后經(jīng)過(guò)橫軸上與曲線原點(diǎn)的距離等效于所規(guī)定的非比例延伸率的點(diǎn)，做平行于此直線的平行線。平行線與曲線的交截點(diǎn)給出相應(yīng)于規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的力。此力除以試樣原始橫截面積so得到規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度，丑「蘭丑「蘭wTb通譽(yù)(1)LY12的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度本實(shí)驗(yàn)采用逐級(jí)加力方法測(cè)定LY12試樣的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度R001。計(jì)算規(guī)定非比例延伸量：規(guī)定非比例伸長(zhǎng)量二原始標(biāo)距*非比例延伸率=50mm*0.01%=0.005mm。擬定加載方案：：查閱LY12試樣的拉伸曲線，參考其屈服力的值估算一個(gè)規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的力Foo1o30kN，則F0=10%F0010=10%x30kN=3kNF==80%F0010=80%x30kN=24kN分五級(jí)加載，則級(jí)間間隔加載AF=（F-F0）/n=（24-3）/5kN=4.2kN取△%=4kN，AF2=（20?25）x兀d02/4=G.5?2.0）W，從實(shí)驗(yàn)精度考慮，取AF2=1kN更合適。測(cè)量試樣直徑：利用游標(biāo)卡尺測(cè)量 LY12棒材試樣的原始直徑d0為10.01mm。實(shí)驗(yàn)參量設(shè)置：在軟件的“條件讀盤(pán)”下拉菜單中進(jìn)行條件設(shè)置：數(shù)據(jù)文件名設(shè)為：鋁試樣規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)；輸入試樣的原始直徑，為10mm；選擇“要計(jì)算的項(xiàng)目”為：非比例延伸強(qiáng)度0.01；選擇顯示的坐標(biāo)橫坐標(biāo)為“變形（mm）”，最大值取0.60mm，縱坐標(biāo)為"力（kN）”，最大值取40kN；選中引伸計(jì)設(shè)定框。單擊“確認(rèn)”，保存條件設(shè)置。裝夾試樣，裝好后在試樣上安裝引伸計(jì)：開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)前對(duì)所有實(shí)驗(yàn)顯示進(jìn)行清零，然后單擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”注意觀察圖形和數(shù)據(jù)顯示窗口，記錄下加載的力的值為3.0kN，7.0kN，11.0kN，15.0kN，19.0kN，23.0kN，24.0kN，25.0kN，26.0kN，26.6.0kN，27.2kN，27.8kN，28.0kN，28.2kN，28.4kN，28.6kN時(shí)對(duì)應(yīng)的變形量的值，并同時(shí)計(jì)算相鄰兩個(gè)變形量之間的變形間隔以及處于比例階段的平均變形間隔。當(dāng)變形間隔增大時(shí)，說(shuō)明材料進(jìn)入了非比例延伸階段，計(jì)算出每一個(gè)變形量對(duì)應(yīng)的非比例伸長(zhǎng)量。并逐漸縮小級(jí)間間距。當(dāng)非比例伸長(zhǎng)量為0.005mm時(shí)，單擊“暫?！?，記錄下此時(shí)對(duì)應(yīng)的力。單擊“停止實(shí)驗(yàn)”，軟件自動(dòng)計(jì)算出非比例延伸強(qiáng)度0.01的值。卸載并取下試樣和引伸計(jì)。單擊“脫機(jī)”圖標(biāo)，完成實(shí)驗(yàn)。（2）低碳鋼的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度擬定加載方案：：查閱低碳鋼試樣的拉伸曲線，參考其屈服力的值估算一個(gè)規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的力Fp001。=223,則F0=10%F頃。=10%x22kN=2.2kNF==80%F。01。=80%x22kN=17.6kN取整數(shù)，F(xiàn)0=2kN，F(xiàn)==17kN。分五級(jí)加載，則級(jí)間間隔加載△《=（F-F0）/n=（17-2）/5kN=3kN取AF1=3kN，AF=（20~25）x^d；/4=G.5?2.0）W，從實(shí)驗(yàn)精度考慮，取AF2=1kN更合適。測(cè)量試樣直徑：利用游標(biāo)卡尺測(cè)量LY12棒材試樣的原始直徑d0為9.98mm。記錄下加載的力的值為2.0kN，5.0kN，8.0kN，11.0kN，14.0kN，17.0kN，18.0kN，18.50kN，19.0kN時(shí)對(duì)應(yīng)的變形量的值。其他步驟與LY12的相同。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析（1）低碳鋼的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中記錄到的力和對(duì)應(yīng)的變形量的值如表3-2所示：表3-2低碳鋼力一變形實(shí)驗(yàn)記錄值施加的力（kN）變形量（mm）變形量間隔（mm）比例變形間隔（mm/kN）比例伸長(zhǎng)量（mm）非比例伸長(zhǎng)量（mm）2.00.0100.0110.0100.0005.00.0210.0110.0210.0008.00.0330.0120.0330.00011.00.0440.0110.0440.00014.00.0540.0100.0540.000

17.00.0640.0100.0640.00018.00.0680.0040.0680.00018.50.0710.0030.0710.00019.00.0790.0050.0740.005由表中數(shù)據(jù)可知，規(guī)定非比例伸長(zhǎng)率0.01%對(duì)應(yīng)的力Foo1=\9kN，則規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度為R=￡^=19*1000=245（N/mm2）=245MPap0.01 S兀x9.982/40“力-變形”曲線如附頁(yè)4所示。（2）LY12的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中記錄到的力和對(duì)應(yīng)的變形量的值如表3-1所示：表3-1LY12力一變形實(shí)驗(yàn)記錄值施加的力（kN）變形量（mm）變形量間隔（mm）比例變形間隔（mm/kN）比例伸長(zhǎng)量（mm）非比例伸長(zhǎng)量（mm）3.00.0300.0090.0300.0007.00.0650.0350.0650.00011.00.1010.0360.1010.00015.00.1360.0350.1360.00019.00.1710.0350.1710.00023.00.2070.0360.2070.00024.00.2160.0090.2160.00025.00.2250.0090.2250.00026.00.2340.0090.2340.00026.60.2400.0060.2400.00027.20.2460.0060.2460.00027.80.2520.0060.2520.00028.00.2550.0030.2550.00028.20.2570.0020.2570.00028.40.2600.0030.2600.00028.60.2680.0080.2630.005由表中數(shù)據(jù)可知，規(guī)定非比例伸長(zhǎng)率0.01%對(duì)應(yīng)的力尸001=28.6kN，則規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度為R =，0皿=2&6x1000=365(N/mm2)=365MPap0.01S兀x10.012/40“力-變形”曲線如附頁(yè)5所示。六、 注意事項(xiàng)開(kāi)機(jī)前和停機(jī)后，送油閥一定要置于關(guān)閉位置。加載、卸載均須緩慢進(jìn)行。拉伸試件夾住后，不得再調(diào)整下夾頭的位置。機(jī)器開(kāi)動(dòng)時(shí)，操縱者不得擅自離開(kāi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不得觸動(dòng)擺錘。使用時(shí)，聽(tīng)見(jiàn)異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停止。試件裝夾必須正確，防止偏斜和夾入部分過(guò)短的現(xiàn)象。在記錄力及對(duì)應(yīng)的變形量的值的過(guò)程中一定要邊記錄，邊及計(jì)算變形量差值，以檢查變形量差值的變化，防止非比例伸長(zhǎng)超過(guò)規(guī)定非比例伸長(zhǎng)七、 實(shí)驗(yàn)討論一般而言，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，記錄的兩個(gè)相鄰的力的間隔要減小，特別是發(fā)現(xiàn)變形量差值變大后，記錄的力及對(duì)應(yīng)的變形量之間的間隔應(yīng)該變得更小一點(diǎn)，這主要是因?yàn)榇藭r(shí)的非比例伸長(zhǎng)會(huì)增加很快。實(shí)驗(yàn)四鋁試樣和低碳鋼規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫獠牧弦?guī)定殘余延伸強(qiáng)度的定義，學(xué)會(huì)測(cè)試金屬材料規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度的原理和方法；測(cè)定LY12試樣和低碳鋼的規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度R 。r0.2熟悉引伸計(jì)的構(gòu)造原理和使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、YJY12引伸計(jì)、橡皮筋、電腦、游標(biāo)卡尺、材料參數(shù)測(cè)試軟件、LY12和低碳鋼棒材試樣一根三、 實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)卸除應(yīng)力后殘余延伸率等于規(guī)定的引伸計(jì)標(biāo)距(％)百分率時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力成為規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度R。使用的符號(hào)應(yīng)附以下腳注說(shuō)明所規(guī)定的百分率。r例如R，表示規(guī)定殘余延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力。r0.2金屬材料的屈服強(qiáng)度是工程實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)重要強(qiáng)度性能指標(biāo)，在工程實(shí)際中，多數(shù)塑性材料如高碳鋼、黃銅、硬鋁等卻沒(méi)有明顯的屈服階段，這時(shí)通常要用名義屈服極限R來(lái)代替金屬材料的屈服點(diǎn)。國(guó)標(biāo)GB/T228-2002中把RTOC\o"1-5"\h\zr0.2 r0.2稱為規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度，它是指試樣在拉伸過(guò)程中，卸除拉力后殘余延伸率(0.2%)等于規(guī)定的引伸計(jì)標(biāo)距(Le)百分率時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力(見(jiàn)圖4-1)。其表達(dá)式為：FR r0.2r0.2 S0式中，F(xiàn)r02為規(guī)定產(chǎn)生0.2%的殘余伸長(zhǎng)變形所對(duì)應(yīng)的拉力，S0為試樣原始橫截面面積。圖4-1規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度必須使用卸力法測(cè)定。對(duì)LY12試樣的規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度Rr0，2實(shí)驗(yàn)前，要先預(yù)估一下LY12的規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度，計(jì)算出相應(yīng)于該強(qiáng)度10%的力尸。作為初始載荷。另外引伸計(jì)標(biāo)距內(nèi)所要達(dá)到的殘余延伸量5廣L^x規(guī)定殘余延伸率。從F。起第一次施加力直至試樣在引伸計(jì)標(biāo)距的長(zhǎng)度上產(chǎn)生的總延伸為L(zhǎng)1=5c+0.02mm，保持力保持10~12s，將力卸載至F。計(jì)算殘余延伸量51。第二次施加力直至引伸計(jì)的讀數(shù)達(dá)到L=L1+(5廣51)+0.02mm，保持10~12s，卸載至F0后，計(jì)算殘余延伸量52。第三次施加力直至引伸計(jì)的讀數(shù)達(dá)到L3=L2+(5c-51)+0.01mm，保持10~12s，卸載至F0后，計(jì)算殘余延伸量53。如此反復(fù)，直至第n次測(cè)得的殘余延伸量達(dá)到或稍微超過(guò)5^。若最終的殘余延伸量超過(guò)5^，采用內(nèi)插法求得規(guī)定殘余延伸力，將其除以試樣的橫截面積得到規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度R。r0.2四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟測(cè)量試樣直徑：利用游標(biāo)卡尺測(cè)量LY12棒材試樣的原始直徑d0為10.06mm。初始載荷及殘余延伸量計(jì)算：AL=0.2%xL=0.2%x50=0.1mm，初步估計(jì)LY12的規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度為Ro2=400MPa,則估計(jì)力F0二SxR0，則對(duì)試樣施加的初始載荷：r0.2 0 0.2F0=10%Fo2400x10%x兀d02/4=3179（N）取整為3.0kN。實(shí)驗(yàn)參量設(shè)置：在軟件的“條件讀盤(pán)”下拉菜單中進(jìn)行條件設(shè)置：數(shù)據(jù)文件名設(shè)為：鋁試樣規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度；輸入試樣的原始直徑，為10.06mm；選擇顯示的坐標(biāo)橫坐標(biāo)為“變形（mm）”，最大值取0.40mm，縱坐標(biāo)為“力（kN）”，最大值取30kN；選中引伸計(jì)設(shè)定框。單擊“確認(rèn)”，保存條件設(shè)置。裝夾試樣，然后在試樣上裝好引伸計(jì)。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：預(yù)加初始載荷F0=3.0