材料力学拉伸实验

拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限(流动极限)σs，强度极限σb，延伸率δ和截面收缩率ψ。2．测定铸铁的强度极限σb。3．观察拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象）。4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。二、实验设备1．WDW-3300微机控制电子万能试验机2．KJ-20划线仪3．KL-150mm游标卡尺三、实验原理及装置1、试件试件可制成圆形或矩形截面，两端较粗的部分为夹持端，试件中段用于测量拉伸变形。根据国家标准GB6397-86的规定，拉力试件分比例试件和非比例试件两种。比例试件是指标距长度与横截面面积间具有下列关系的试件式中系数K通常为5.65和11.3，前者称为短试件，后者称为长试件。因此，直径为d0的短、长圆形试件的标距长度l0分别等于5d0、、10d0。2、实验原理通过试验机的自动绘图功能绘出低碳钢的拉伸图和铸铁的拉伸图，可以测得低碳钢的屈服载荷Ps、最大载荷Pb和铸铁的最大载荷Pb，从而计算出：低碳钢的屈服极限低碳钢的强度极限铸铁的强度极限根据实验前后的标距长度和截面直径，可以计算出延伸率δ和截面收缩率ψ。四、实验步骤1．试件准备（1）用划线仪在标距l0范围内将标距分成十格。（2）用游标卡尺测量标距两端及中间这三个横截面处的直径，每一横截面处沿互相垂直的两个方向各量一次取其平均值，作为该截面的直径。用所测得的三个平均值中最小值计算试件的横截面面积A0。计算A0时取三位有效数字。2．试验机准备根据低碳钢的强度极限σb和横截面面积A0估计试件的最大载荷。根据最大载荷的大小，选择合适的测力量程。3．安装试件及进行实验（1）启动试验机：按住单片机上的F1，用钥匙开机，待提示输入密码后松开F1键，再按返回。（2）试件夹装：操纵遥控盒，使下夹头于合适的位置，把试件放入试验机的上夹头内并夹紧；操纵遥控盒，将试件下端放入下夹头内的合适位置，暂不要夹紧。（3）启动控制软件：打开电脑软件—确定—联机—清零—将试件下端夹紧。（4）试样录入：试验材料—金属，试验方法—拉伸，试验编号（自编），形状—圆形，试样型号—A3（低碳钢）/QT（铸铁），开环，原始标距（测得），直径（测得），保存，关闭。找出试验编号和试验力—位移曲线。（5）参数设置：初始试验力值—1200N，横梁速度—1.0mm/min，向下运动，停车后不返回，不使用引伸计；下一步；选择最大力，抗拉强度，下屈服力，下屈服强度，断裂伸长率，断面收缩率；下一步；试验结束条件，选择断裂百分比—50%，最大试验力—50KN；下一步；测力传感器额定值—300KN；下一步；坐标增量设置使用默认；关闭。（6）试验开始：屈服阶段完成后横梁速度可调到10mm/min（无需停车），直至拉断。将拉断的试件卸下，测量断后标距l1、断口直径d1（7）数据管理：选中序号—单击右键—选曲线类型（试验力、位移）—分析—报表—页面设置—选单元项目—报表预览—打印设置—确定。（8）将测得数据填入数据记录表。（9）脱机，关闭控制软件，关闭试验机，填写设备使用记录本。（10）清理现场。五、实验数据及计算结果1．试样尺寸（1）低碳钢试验前试验后原标距l0（mm）断后长度l1（mm）直径（mm）上断裂处直径（mm）1中2下平均面积A0（mm2）最小断裂处截面积A1（mm2）（2）铸铁试验前直径（mm）上中下面积A0（mm2）最小2．实验数据及计算结果（1）材料的强度指标σS、σb材料屈服载荷РS（KN）屈服极限σS（MPа）最大载荷Рb（KN）强度极限σb（MPа）低碳钢铸铁（2）材料的塑性指标δ、Ψ低碳钢的延伸率δ及截面收缩率ψ：六、思考题1．试比较低碳钢和铸铁的拉伸机械性质。2．试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。3．什么叫比例试件，它应满足什么要求？七、注意事项1．未经指导教师同意不得开动机器。2．练习时要严格遵守操作规程。操作者不