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指导书材料力学性能 材料力学性能实验指导书南京工程学院xx年3月南京工程学院xx年3月学生实验须知 1、实验前必须预习实验指导书中相关的内容，了解本次实验的目的、要求及注意事项。 2、按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。 3、进入实验室后，不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备，损坏仪器要赔偿。 4、保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌面上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。 5、实验时应严格遵守操作步骤和注意事项。 实验中，若遇仪器设备发生故障，应立即向教师报告，及时检查，排除故障后，方能继续实验。 6、实验过程中，若未按操作规程操作仪器，导致仪器损坏者，将按学校有关规定进行处理。 7、实验过程中，同组同学要相互配合，认真测取和记录实验数据。 8、实验结束后，将仪器、工具清理摆正。 不得将实验室的工具、仪器、材料等物品携带出实验室。 9、实验完毕，实验数据经教师认可后方能离开实验室。 10、实验报告要求条理清楚、字迹端正、绘图清晰、表格简明、实验结果正确。 2.实验主要仪器和设备电子万能试验机3.实验原理应变硬化指数(n)是指在单轴拉伸力作用下，真实应力与真实应变数学方程式中的真实应变指数，此方程可以用式 (1)表示:nk= （1）方程 （1）可以转变成如下的对数方程ln lnln nk+= （2）在双对数坐标平面上的直线斜率即为应变硬化指数:tan=n （3）在需要考查的应变范围内，至少取以几何级数分布的5个应变数据点(见图1)，根据力和相应的变形值，分别使用式 (4)和式 (5)计算真实应力和真实应变:图1材料力学性能实验指导书第2页0S LLFSFe= （4）)ln(eLL= （5）式中，F为图1中的力值S为试样拉伸过程中的实际截面积S0为试样的初始截面积L为试样在拉伸过程中的实际长度L e为试样的初始标距，根据均匀塑性变形范围内真实应力-真实应变幂指数式的对数式，用最小二乘法计算应变硬化指数，故式 (2)可用以下形式表示:Y=AX+B （6）式中，Y=lnX=lnA=n B=lnk据此，可以导出计算应变硬化指数(n)的关系式?=?=NiNii iNiNiiNiii ixx Nyx yx Nn1122111)()( （7）4.实验标准4.实验标准GB/T5028-1999金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法。 5.实验内容每组提供高、低碳钢板材拉伸试样各3根，利用电子万能试验机测定出该板材的n值，绘制出相应的应力-应变曲线，并比较分析两种材料n值的差异。 6.实验步骤1)试样准备画出标距；测量并记录试样标距长度内的原始厚度a0和宽度b0，其测量误差应使原始横截面积0的误差不超过士2)试验机准备按试验机计算机打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。 按照“软件使用手册”，运行配套软件。 3)安装夹具根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。 若夹具已安装好，对夹具进行检查。 材料力学性能实验指导书第3页4)夹持试件若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。 5)夹持引伸计将轴向引伸计的两刀口夹在两标距线上，将径向引伸计夹在板材的宽度方向上。 6)开始实验按运行命令按钮，按照软件设定的n值测量方案进行实验。 7)记录数据计算机按设定程序自动记录数据，并绘制相应曲线。 8)实验结束计算机自动得出n值的测定结果。 7.实验数据记录与处理1)数据记录对于同种材料的3根试样，记录每根试样的n值，取算术平均值代表该材料的n值。 试样编号123平均值低碳钢（注明牌号）高碳钢（注明牌号）2)曲线绘制绘制每种材料的应力-应变曲线，同种材料的三次曲线在同一图中进行叠加。 3）计算的应变硬化指数(n值)应修约精确至0.005。 8.思考题1）n值反应了材料的什么性能？2）n值是如何测量计算的？9.实验报告撰写格式1.实验目的和要求2.实验主要仪器和设备(要注明型号)3.实验原理4.实验方法与步骤5.实验原始纪录（计算过程与结果、数据曲线、图表等）6.实验记录处理7.实验结果分析8.实验结论9.实验分析（误差、现象、思考题等，注括号内为注释文字，不需抄写）材料力学性能实验指导书第4页实验二.材料冲击实验1.实验目的和要求1）掌握一次摆锤冲击试验机试验原理和测定方法；2）测定不同牌号、不同热处理状态的材料在常温冲击下的冲击韧度，并观察其断口形貌，通过比较分析加深对材料冲击韧性工程意义的理解。 2.实验主要仪器和设备冲击试验机，游标卡尺3.实验原理参见材料力学性能、工程材料等相关参考资料。 4.实验标准GB/T12778-1991金属夏比冲击断口测定方法GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法GB/T1817-1995硬质合金常温冲击韧性试验方法GB/T18658-xx摆锤式冲击试验机检验用夏比V型缺口标准试样GB/T19748-xx钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法。 5.实验内容采用不同材料，如铸铁、高碳钢，通过不同热处理后，测量其冲击功，观查断口形貌。 低碳钢采用夏比U形试样，设计不同的淬火或回火工艺，测量其冲击功，观查断口形貌。 6.实验步骤1）测量试件缺口处尺寸,测三次,取平均值,计算出横截面面积；2）检查回零误差和能量损失:正式试验开始前在支座上不放试件的情况下“空打”一次，读出其能量值；3）正式试验将试样按标准规定的要求放在试验机支座的相应位置，启动试验机摆锤，冲断试样，读出其冲击能量，再减去空打冲击能量即为该试样的冲击能量。 7.实验数据记录与处理试样类型试件缺口处横截面积A(cm2)冲击能量W(J)冲击韧度(J/cm2)材料1（注明牌号及热处理状态）材料2（注明牌号及热处理状态）材料力学性能实验指导书第5页8.思考题1）冲击韧度的工程意义？2）讨论不同材料、不同热处理状态材料冲击韧度的差异。 9.实验报告撰写格式1.实验目的和要求2.实验主要仪器和设备(要注明型号)3.实验原理4.实验方法与步骤5.实验原始纪录（计算过程与结果、数据曲线、图表等）6.实验记录处理7.实验结果分析8.实验结论9.实验分析（误差、现象、思考题等，注括号内为注释文字，不需抄写）材料力学性能实验指导书第6页实验三.材料硬度实验1.实验目的和要求1）了解洛氏、布氏、显微维氏硬度的测试原理；2）掌握各种硬度计的操作方法、应用范围及使用注意事项；3）能够立足工程实际，根据被测材料合理地选择与之相适应的硬度测试方法。 2.实验主要仪器和设备洛氏硬度计、布氏硬度计、显微维氏硬度计3.实验原理参见材料力学性能、工程材料等相关参考资料。 4.实验标准GB/T1172-1999黑色金属硬度及强度换算值GB/T231.1-xx金属布氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T231.2-xx金属布氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准GB/T231.3-xx金属布氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定GB/T230.1-xx金属洛氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T230.2-xx金属洛氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准GB/T230.3-xx金属洛氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定GB/T4340.1-1999金属维氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T4340.2-1999金属维氏硬度试验第2部分:硬度计的检验GB/T4340.3-1999金属维氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定。 5.实验内容提供不同的材料及渗碳淬火、感应淬火试样，要求学生自己设计测量方法并选用相应的设备，测试试样的硬度和硬化层深度。 6.实验步骤根据已学知识自行设计合理的实验方案，并概括出相应的步骤。 7.实验数据记录与处理试样类型硬度值（注明硬度类型）材料1（注明牌号及热处理状态）材料2（注明牌号及热处理状态）材料力学性能实验指导书第7页8.思考题1）最常用的硬度计有哪几类？其硬度用什么符号表示？2）说明