实验1拉伸试验

1、实验一金属拉伸试验拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。金属的力学性能可用强度极限（7b、屈服极限Cs、延伸率S、断面收缩率W和冲击韧 度&五个指标来表示。它是机构设计的主要依据。在机构制造和建筑 工程等许多领域，有许多 机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的 抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符台要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试 验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料各种使用条件下，确定 其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测 定材料力学性能的

2、一个基本试验。一、实验目的1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限7 S、强度极限7 b、延伸率S、断面收缩率中。铸铁的7b。2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象，绘制拉伸图（P L图）由此了解试 件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌、试验设备仪器及量具万能材料试验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺三、试件金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必 须按国家桶准GB22- 76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标准 试件时，应按规定做成比

3、例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材 可制成矩形截面。园形试件标距L。和直径之比，长试件为Lo/do= 10，以S 6表示，短试件为 Lo/do=5以S s表示。矩 形试件截面面积A。和标距Lo之间关系应为Lo=113 A 或 Lo 二 5.65 Ao8试件两端为夹持部分，因夹具类形不同，圆形试件端部可做成圆柱形，阶梯 形或螺纹形如四、实验原理材料的机械性能指标CT S、（T b、3、W是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图（P L图）如图2所示，观 察试样和拉伸 图可以看到下列变形过程。1、弹性阶段一 0A2、屈服阶段一 BC3、

4、强化阶段一 CD4、颈缩阶段一 DE由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一 定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯 齿平台，即荷载不增加的情 况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服点Ps。当屈服到一定程度后，材 料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应 变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变 形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Pb后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷

5、下降。至到断裂，这一阶段叫颈缩阶段。实验中可测得:Ps 一屈服荷重Pb一最大荷重。L1一断后标距部分长度。A1 一断后最细部分截面积。由此可计算1、屈服极限：”二Ao2、强度极限:-*bAo100%3、延伸率：=u-4、截面收缩率：hAgi 100%Ao其中A)、Lo均为拉伸前试件的截面面积及标距。五、实验步骤1 .测定低碳钢的弹性常数(1)测量试样的尺寸。(2)先将低碳钢的拉伸试样安装在万能试验机上，(3) 进入计算机实验软件页面，进行实验。2 .测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标(1)将试样打上标距点，并刻画上间隔为10mm或5mm的分格线(2)在试样标距范围内的中间以及两标距点的内侧附

6、近，分别用游标卡尺在相互垂直方向上测取试样直径的平均值为试样在该处的直径，取三者中的最小值作为计算直径。(3)把试样安装在万能试验机的上、下夹头之间。设置加载方式，调整好自动绘图装置。(4)进入计算机实验软件页面，进行实验。观察试样的屈服现象和颈缩现象，直至试样 被拉断为止。并分别记录下表格中最小载荷Fs和最大载荷Fb。(5)取下拉断后的试样，将断口吻合压紧，用游标卡尺量取断口处的最小直径和两标点 之间的距离。3 .测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标(1)测量试样的尺寸。(2) 把试样安装在万能试验机的上、下夹头之间。(3)点击计算机的实验，开始实验直至试样被拉断为止。记录最大荷载Pb值。观察计算

7、机上的曲线。六、实验数据的记录与计算1 .测定低碳钢的弹性常数表1 -1测定低碳钢的弹性模量试验的数据记录与计算试样尺寸：直径d=mm ,标距1 o=mm变形/格载荷/ kN读数F增量普位移读数I (横坐标)增量也增量均值库三增量均值凶mm2邮件模量：E 二琦 1。/( A s)= 4FI o/( ： d 心 1)GPa2 .测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标表1-2测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标试验的数据记录与计算试样尺寸实验数据实验前：标距1 =mm直径d =mm实验后：标距=mm最小直径di =mm屈服载荷Fs =kN最大载荷Fb=kN屈服应力©二力二MPa抗拉强度Q”

8、b=Fb/A=MPa伸长率6=佃/IJE 100%;断面收缩率中二（A_Ai/AX100% =拉断后的试样草图试样的拉伸图3 .测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标表1 - 3测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标试验的数据记录与计算试样尺寸实验数据实验前：直p、径 d =mm最大载荷 Fb =kN抗拉强度a=尸> a_MPa拉断后的试样草图试样的拉伸图4 .拉伸试验结果的计算精确度（1）强度性能指标（屈服应力忑和抗拉强度 b）的计算精度要求为0.5MPa，即：凡 V 0.25MPa的数值舍去，625MPa而V 0.75MPa的数值化为0.5MPa , > 0.75MPa的数值 者则进为1 MPa。（2）塑性性能指标（伸长率和断面收缩率）的计算精度要求为0.5%，即：凡V 0.25%的数值舍去，0.25%而V 0.75%的数值化为0.5% , > 0.75%的数值则 进为1%。七、结束工作1.实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程，严禁开“快速”档加载。开动 万能试验机后，操作者不得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机