材料力学拉伸实验报告

1、材料的拉伸压缩实验 徐浩1221241020机械一班 一、实验目的 1. 观察试件受力和变形之间的相互关系； 2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物 理现象。观察铸铁在压缩时的破坏现象。 3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标（s b）和塑性指标（、）。测定压缩 时铸铁的强度极限bo 二、实验设备 1微机控制电子万能试验机； 2.游标卡尺。 三、实验材料 拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图所示， 四、实验原理 低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转 换和处理，并输入计算机，得到 F- I曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图2o 对于低碳钢材料，由

2、图2曲线中发现0A直线，说明F正比于I，此阶段称 为弹性阶段。屈服阶段（B-C）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快， 材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。其中，B点为上屈服点，它受变 形大小和试件等因素影响；B点为下屈服点。下屈服点比较稳定，所以工程上均 以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs时，必须缓慢而均匀地 加载，并应用s=Fs/ Ao （Ao为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。 图2低碳钢拉伸曲线 屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段 当载荷达到强度载荷Fb后，在试件的某一局部发生显著变形，载荷逐渐减小， 直至试件断裂。应用公式

3、b=Fb/Ao计算强度极限（A为试件变形前的横截面积） 根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率和端 面收缩率，即 匕 10 100%， 空 A1 100% loA。 式中，I。、li为试件拉伸前后的标距长度，Ai为颈缩处的横截面积。 五、实验步骤及注意事项 1、拉伸实验步骤 （1）试件准备：在试件上划出长度为I0的标距线，在标距的两端及中部三 个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值 中取最小值作为试件的直径d0。 （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

4、夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。 （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）开始实验：消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定 的方案进行实验。 （6）记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧， 用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度li及断口处的最小直径di （般从相 互垂直方向测量两次后取平均值）0 六、实验数据记录及处理结果 1低碳钢F-l拉伸曲线 40 36 kN 力 -位移曲线 32 28 24

5、20 16 12 8 4 o 0481216202428323640 mm 2实验数据及数据处理 试件材料 低碳钢 试件规格 实验前 截面直径 d0 / mm 测量部位 上 中 下 1 2 1 2 1 2 测量数值 10.08 10.04 10.02 10.06 10.06 10.10 平均值 10.06 10.04 10.08 do 10.04 截面面积A0/mm2 79.17 标距长度l0 /mm 113.54 实验后 断口截面 测量数值 1 2 直径 d1 / mm 5.72 5.70 平均值d1 5.71 _ 2 截面面积A / mm 25.61 标距长度IJmm 147.21 屈服载

6、荷FS/kN 23.80 屈服极限 s/MPa 301 强度载荷Fb/kN 34.48 强度极限 b/MPa 436 延伸率 29.65% 断面收缩率 67.65% 试件材料 铸铁 试件规格 实验前 截面直径 d0 / mm 测量部位 上 中 下 1 2 1 2 1 2 测量数值 10.00 10.04 10.04 9.98 10.02 10.02 平均值 10.02 10.01 10.02 do 10.01 截面面积A0 / mm 79.17 标距长度l0/mm 112.84 实验后 测量数值 1 2 断口截面 直径 d1 / mm 10.00 9.98 平均值d1 5.71 _ 2 截面面

7、积A / mm 25.61 标距长度11 / mm 113.81 屈服载荷FS/kN 屈服极限 s/MPa 强度载荷Fb/kN 强度极限 b/MPa 延伸率 0.86% 断面收缩率 0.2% 3铸铁断口呈不平整状，是典型的脆性断裂；低炭钢断口外围光滑，是塑性变形区域，中部 区域才呈现脆性断裂的特征。这表明，铸铁在超屈服应力下，瞬时断开；而低碳钢在超应力 的时候，有塑性形变过程，发生颈缩，直到断面面积减小到一定程度时，才瞬时断裂。 压缩实验报告 徐浩1221241020机械一班 一、实验目的 4. 观察试件受力和变形之间的相互关系； 5. 观察铸铁在压缩时的破坏现象。 6. 测定压缩时铸铁的强度

8、极限 b0 二、实验设备 1微机控制电子万能试验机； 2.游标卡尺。 三、实验材料 压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图所示: 四、实验原理 铸铁试件压缩过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集， 和处理，并输入计算机，得到 F- I曲线，即铸铁压缩曲线，见图4 A/D转换 图4铸铁压缩曲线 对铸铁材料，当承受压缩载荷达到最大载荷 Fb时，突然发生破裂。铸铁试 件破坏后表明出与试件横截面大约成 4555的倾斜断裂面，这是由于脆性材料 的抗剪强度低于抗压强度，使试件被剪断。 材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。铸铁受压时 曲线上没有屈服阶段，但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑

9、性变形。由于试件承 受压缩时，上下两端面与压头之间有很大的摩擦力， 使试件两端的横向变形受到 阻碍，故压缩后试件呈鼓形。 铸铁压缩实验的强度极限：b=Fb/Ao (Ao为试件变形前的横截面积)。 低碳钢试样压缩时同样存在弹性极限、 比例极限、屈服极限而且数值和拉伸 所得的相应数值差不多，但是在屈服时却不像拉伸那样明显。从进入屈服开始， 试样塑性变形就有较大的增长，试样截面面积随之增大。由于截面面积的增大， 要维持屈服时的应力，载荷也就要要维持屈服时的应力，载荷也就要相应增大。 因此，在整个屈服阶段，载荷也是上升的，在测力盘上看不到指针倒退现象，这 样，判定压缩时的Ps要特别小心地注意观察。在缓

10、慢均匀加载下，测力指针是 等速转动的，当材料发生屈服时，测力指针的转动将出现减慢，这时所对应的载 荷即为屈服载荷Ps。由于指针转动速度的减慢不十分明显，故还要结合自动绘 图装置上绘出的压缩曲线中的拐点来判断和确定Ps。因此，在整个屈服阶段， 载荷也是上升的，在测力盘上看不到指针倒退现象，这样，判定压缩时的Ps要 特别小心地注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针是等速转动的，当材料发生 屈服时，测力指针的转动将出现减慢，这时所对应的载荷即为屈服载荷Ps。由 于指针转动速度的减慢不十分明显，故还要结合自动绘图装置上绘出的压缩曲线 中的拐点来判断和确定Ps。 低碳钢超过屈服之后，低碳钢试样由原来的圆柱

11、形逐渐被压成鼓形继续不断 加压，试样将愈压愈扁，但总不破坏。所以，低碳钢不具有抗压强度极限(也可 将它的抗压强度极限理解为无限大)。 五、实验步骤及注意事项 (1) 试件准备：用游标卡尺在试件中点处两个相互垂直的方向测量直径do, 取其算术平均值，并测量试件高度 ho。 (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。 (4) 放置试件：试验力清零；把试件放在压盘中间，通过小键盘调节横梁 位置，通过肉眼观察，到上压盘离试件上平面还有一定缝隙时停止。(注意： 尽量

12、将试件放在压盘中心，如放偏的话对试验结果甚至是试验机都有影响。) (5) 开始实验：位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实 验。 （6）记录数据：试件压断后，取下试件；记录强度载荷Fb 六、实验数据记录及处理结果 试样宽度 （b） 试样长度 （L） 横截面积 （So） 上端受力 （Fo） 实际压缩 力 （F） 抗压强度 （RmC mm mm mmA2 kN kN MPa 第1 个 78.54 89.32 89.32 1140 第2 个 78.54 69.72 69.72 890 材料力学实验报告 徐浩1221241020机械一班 （实验项目：扭转） 一、实验目的 1. 测定低碳钢和

13、铸铁的剪切强度极限tb 。 2. 比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。 二、设备及试样： 1. 扭转试验机；2.扭角仪；3.游标卡尺；4.试样，扭装试样一般为圆截面。 三、实验原理和方法 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b 对于低碳钢：3Tb/4W，而对于铸铁，变形很小即突然断裂，t b可按线弹性公式计算，即 t b= T b/ W 四，实验数据记录 200 180 100 110 120 100 80 60 W 20 0 一* - T 厂 试样标距 试样直径 100 mm 9.2 mm 最大扭 矩Tm 剪切模量 G 上屈服 强度 t eh 下屈服 强度 t el 最大非比例切应变 丫 max N m MPa MPa MPa % 第1根 40.68 26237.81 1.85 第2根 102.57 66724.21 300.38 265.27 235.86 0300 600 900 1200 1500 1800 2100 2100 2700 5000 五、实验总结报告： 通过实验得到以下体会： 1.圆轴扭转的平面假设不但使理论推导变得简单，而