材料力学1拉伸实验

1、力学实验教学中心材料力学实验一拉伸实验1、材料力学实验是材料力学理论教学中非常重要的实践性环节，这两者是不可分割的。因为我们在对构件进行理论分析时，往往是把实际问题抽象为理想的计算模型，再根据科学的假设，推导出一般性公式。然而，这些简化和假设是否正确，理论计算公式能否在设计中应用 ，必须通过实验来验证。2、在解决工程构件设计中的强度、刚度和稳定性等问题时，首先就要知道反应这些材料的力学性能参数，而这些力学性能参数也必须通过实验来测定。3、在实际工程中有许多构件的几何形状非常复杂、所受的外力也非常复杂或者工程构件的边界条件不清楚，难以用材料力学理论来求解时，在这样的情况下，就更需要用力学实验的方

2、法来寻求解答即实验应力分析。4、通过实验培养严肃认真的工作态度，实事求是的科学工作作风。培养独立分析问题、解决问题的能力，培养实验动手能力。 一、材料力学实验的意义：二、材料力学实验的主要内容：（1）测定材料的力学性能 a、为构件设计提供材料的力学性能参数； b、材料材质复验； c、评定材料的热处理工艺、焊接工艺； d、构件失效分析； e、研究新型合金材料；复合材料。（2）验证材料力学理论验证现有理论验证新建立的理论修正、发展现有理论（3）实验应力分析 特点：只要是变形固体，不管结构形状、受力如何复杂，也不必准确了解边界条件，在某些特殊条件下，用实验方法甚至能比理论计算方法更简便、更迅速、更准

3、确地提供结果。验证理论有三层意义三、实验目的：1、测定低碳钢的弹性模量 、下屈服强度 、抗拉强度 断后伸长率 、断面收缩率 ；2、测定铸铁的抗拉强度 、断后伸长率 ；4、描述并分析低碳钢和铸铁试样断口特点；5、比较这两种材料的力学性能。3、观察低碳钢和铸铁拉伸过程中的变形情况；四、实验步骤:5、取下试样，观察并描述试样破坏后断口特征并分析破坏原因。4、测定试样断后缩颈处最小直径 ；断后标距 ；1、测定试样原始最小直径 、原始标距 ；2、装夹试样，启动试验机，进行加载，测定低碳钢拉伸时的 屈服力 及最大力 ；测定铸铁拉伸最大力 ；3、测定低碳钢的弹性模量 ；五、实验材料和试样:低碳钢、铸铁拉伸采

4、用比例标准圆形试样同种材料的断后伸长率不仅取决于材质，而且还取决于试样的标距 六、实验设备和仪器:1、CMT5105电子式万能试验机；2、 SCDY-1型双侧电子引伸计；3、 0.01mm数字游标卡尺；双侧电子引伸计4、试样标距打点器。七、实验原理：1、低碳钢拉伸: 低碳钢是典型的塑性材料，其拉伸大致分为四个阶段即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。从下图中可以测定低碳钢拉伸弹性模量E、下屈服载荷FS、以及最大载荷Fb 。Oa为弹性模量测量段OFDlFbFs卸载线：卸载和加载线基本重合注意：oe段(oa段；ae段)；ec段；cb段；bk段的各段含义什么变形？2、铸铁拉伸：铸铁拉伸过程比

5、较简单，可近似认为经弹性阶段直接过渡到断裂。没有屈服现象和紧缩现象，断后伸长率和断面收缩率极小，抗拉强度远低于低碳钢的抗拉强度，是典型的脆性材料。oFlFb八、实验具体步骤：1、启动试验机和计算机，打开相应程序2、装夹试样及引伸计（在桌面上点击变形清零键后再点击加载键）双侧电子引伸计3、先点击停止键，取下引伸计；再点击框图，最后点击加载键。2、取下引伸计再点击框图1、先点击停止3、最后点击加载4、计算机自动绘出拉伸曲线卸载线与加载线重合5、下屈服点测定显示屈服力FS用鼠标指向锯齿波最低点，屏幕显示屈服载荷值FS6、最大载荷测定显示最大力Fb用鼠标指向曲线最高点，屏幕显示最大载荷值Fb7、测定弹

6、性模量nm3、显示n点、m点的力值和变形值1、先点击变形图Le50mm是引伸计的刀口间距2、鼠标箭头指在测点n或m上弹性模量E的测定:材料在线弹性范围内，其应力、应变成正比关系式中Le50mm是引伸计的刀口间距双侧电子引伸计O F在变形图上测E (实验前变形窗口清零）DLnm用鼠标分别点直线上n和m两点，屏幕上分别显示n点和m的变形及力值。刀口刀口8、测定铁拉伸最大力用鼠标指向曲线的最高点，屏幕显示最大载荷值力值：15032N铸铁拉伸过程比较简单，可近似认为经弹性阶段直接过渡到断裂显示最大力Fs九、实验原始数据：1、低碳钢拉伸实验数据：2、测量弹性模量E实验数据： 3、铸铁拉伸实验数据：最大力

7、下屈服力断后标距断后最小直径原始标距原始直径两点变形差值n点的变形m点的变形两点力的差值n点的力值m点的力值最大力断后标距原始标距断后直径原始直径十、实验计算公式：1、低碳钢材料：下屈服强度：抗拉强度：断后伸长率：断面收缩率：2、弹性模量：3、铸铁材料：抗拉强度：断后伸长率：（式中 是引伸计的刀口间距）十一、问题讨论和分析：1、低碳钢拉伸试件断口特点：2、铸铁拉伸试件断口特点：铸铁试样断口呈凹凸不平整颗粒状，整个断面大约于试样轴线垂直。没有颈缩现象，是典型的脆性断裂（被拉断） 。低炭钢试样断口呈杯椎状，有颈缩现象。断口中部区域粗糙呈脆性断裂（被拉断），断口外围光滑，是塑性变形区域，有45度的剪切唇（被剪断）。拉断剪短1、书写端正、整洁；2、图表规范、可自行设计；3、标注正确、全面；4、实验原理既要有文字叙述，又要有图示；5、仪器设备既要有文字叙述，又要有系统框图；6、既要有结论，又