材料力学性能试验

1、基础力学实验A1材料力学性能实验材料力学性能实验一、材料力学性能试验国家标准一、材料力学性能试验国家标准二、拉伸试验二、拉伸试验三、压缩试验三、压缩试验四、扭转试验四、扭转试验五、低碳钢弹性模量泊松比测定五、低碳钢弹性模量泊松比测定主要内容主要内容一、材料力学性能试验国家标准一、材料力学性能试验国家标准1、材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。2、材料的力学性能试验必须按照国家标准进行一、材料力学性能试验国家标准一、材料力学性能试验国家标准3、国家标准 1） GB/T 228-2002金属材料室

2、温，拉伸试验方法。2）GB/T10128-2007金属材料室温扭转试验方法。3）GB/T7314-2005金属材料室温压缩试验方法。一、材料力学性能试验国家标准一、材料力学性能试验国家标准4、新旧标准性能名称对照二、拉伸试验二、拉伸试验1、拉伸试样1)圆形截面2)矩形截面L=10dL= 5d11.3LA5.65LA或Ltb二、拉伸试验二、拉伸试验2测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y )O FDlFeFpFsFb线弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段屈服点：ssFAsbbFAs抗拉强度：冷作硬化1100%LLLd伸长率：1100%AAAy断面收缩率：二、拉伸试验二、拉伸试验3、低碳钢

3、拉伸试验现象：屈服：颈缩：断裂：tmax引起断口的位置对所测得的伸长率有影响！二、拉伸试验二、拉伸试验4、低碳钢断后伸长率断后伸长率试样拉断后，标距和伸长与原始标距的百分比。断裂在标距的中间三分之一处时，直接测量断后伸长L1，得1100%LLLd端口不再中间的三分之一处呢？二、拉伸试验二、拉伸试验5、低碳钢 断口在标距位置和伸长率关系二、拉伸试验二、拉伸试验6、低碳钢 断口在标距位置和伸长率关系试样的塑性变形集中产生在颈缩处，并向两边逐渐减小。因此，断口的位置不同，标距L部分的塑性伸长也不同。若断口在试样的中部，发生严重塑性变形的颈缩段全部在标距长度内，标距长度就有较大的塑性伸长量；若断口距标

4、距端很近，则发生严重塑性变形的颈缩段只有一部分在标距长度内，另一部分在标距长度外，在这种情况下，标距长度的塑性伸长量就小。二、拉伸试验二、拉伸试验7、断口移位法原理及计算各处的残余变形不是均匀分布的，愈近断口（颈缩）处伸长愈多。标距内的绝对伸长由均匀伸长和颈缩处的集中伸长两部分组成：222bububbuuLLLLLLLLLLdLALdLLALlLALLdLlLLddD D DD D DDDDDDDDD二、拉伸试验二、拉伸试验7、断口移位法原理及计算若试件断口不在标距中间三分之一范围内，应按国家标准的规定采用断口移中的办法（1）当长段所余格数为偶数时，如图所示，则量取长段所余格数之一半，得c点，

5、将BC段长度延伸到试件左端，则移后的L1为： L1=AO+OB+2BC二、拉伸试验二、拉伸试验7、断口移位法原理及计算2）当在长段上所余格为奇数时，如图所示，则在长段上所余格数减1之半，得C点，再由C点向后移一格得C1点。则移位后的标距L1为：L1=AO+OB+BC+BC1二、拉伸试验二、拉伸试验注：当断口非常靠近试件两端，而与其头部之距离等于或小于直径的两倍时，一般认为试验结果无效，需要重新试验。二、拉伸试验二、拉伸试验8、低碳钢断后断面收缩率一般比更真实地反映材料的真实极限变形能力，所以测比测更有意义1100%AAAy二、拉伸试验二、拉伸试验9、低碳钢断口三个区二、拉伸试验二、拉伸试验三个

6、区域所占面积大小与试样原始尺寸、塑性有关，尺寸一定，塑性越好，放射区越小。二、拉伸试验二、拉伸试验10、测定灰铸铁抗拉强度 sbOFDlbbFAs抗拉强度：Fb二、拉伸试验二、拉伸试验三、压缩试验三、压缩试验1测定低碳钢压缩屈服点ssO FDlFs压缩屈服点：ssFAs拉伸试验三、压缩试验三、压缩试验2、低碳钢压缩试验现象： 低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于两端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。三、压缩试验三、压缩试验3、测定灰铸铁抗压强度sbOFDlbbFAs强度极限：拉伸试验Fb灰铸铁压缩试验现象：tmax引起四、扭转试验四、扭转试验1、低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图低碳钢试件在受扭的最初阶

7、段，扭矩T与扭转角成正比关系，横截面上剪应力沿半径线性分布如图a所示。随着扭矩T的增大，横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限ts,且塑性区逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区见图b 。但中心部分仍是弹性的。试件继续变形，屈服从试件表层向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区如图C所示。随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件破坏为止。st四、扭转试验四、扭转试验2、破坏分析当试样受扭时，材料处于纯剪切应力状态。由图可知，圆轴扭转时横截面上作用着最大切应力t 。而在45度斜面上，分别存在最大拉应力1 和最大压应力2,且它们的绝对值都等于t 。低碳钢（塑性材料）的抗切（剪）能力弱于抗拉压能力，故试样受扭破坏后，断口平齐，且沿其横截面被切（剪）断。铸铁（脆性材料）的抗压 、抗切（剪）能力均强于抗拉能力，故试样受扭破坏后，