材料的拉伸压缩实验

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_s、s_b）和塑性指标（d、y）；测定压缩时铸铁的强度极限s_b。

4.      学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。

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1所示，压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图2所示：

 

图1  拉伸试件                          图2  压缩试件

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实验一  拉伸与压缩实验

    拉伸实验是对试件施加轴向拉力，以测定材料在常温静荷载作用下的力学性能的实验。它是材料力学最基本、最重要的实验之一。拉伸实验简单、直观、技术成熟、数据可比性强，它是最常用的实验手段。由此测定的材料力学性能指标，成为考核材料的强度、塑性和变形能力的最基本的依据，被广泛、直接地用于工程设计、产品检验、工艺评定等方面。而有些材料的受压力学性能和受拉力学性能不同，所以，要对其施加轴向压力，以考核其受压性能，这就是压缩实验。

一、实验目的

    1．通过对低碳钢和铸铁这两种不同性能的典型材料的拉伸、压缩破坏过程的观察和对实验数据、断口特征的分析，了解它们的力学性能特点。

    2．了解电子万能试验机的构造、原理和操作。

    3．测定典型材料的强度指标及塑性指标，低碳钢拉伸时的屈服极限，(或下屈服极限)，强度极限，延伸率，截面收缩率，压缩时的压缩屈服极限，铸铁拉伸、压缩时的强度极限、。

二．实验设备及试件

1．    电子万能试验机：  

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材料的拉伸压缩实验

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_s、s_b）和塑性指标（d、y）；测定压缩时铸铁的强度极限s_b。

4.      学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。

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1所示，压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图2所示：

 

图1  拉伸试件                          图2  压缩试件

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碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验

一、目的

1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限σ_S，强度极限σ_b，延伸率δ和断面收缩率Ψ，测定铸铁拉伸时的强度极限σ_b。

2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装置绘制拉伸图（P-ΔL曲线）。

3、测定压缩时低碳钢的屈服极限σS。和铸铁的强度极限σb。

4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。

5、掌握电子万能试验机的原理及操作方法

6、了解液压万能试验机的工作原理及操作方法。

二、设备

微机控制电子万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。

三、拉伸试祥

1. 为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响，对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定，如图2-3所示：

    

图2-3

用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L₀）与试件直径d。必零满足L₀／d₀=10或5，其延伸率分别记做和δ₁₀和δ₅

2、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形，避免压弯，一般规定试件高度h直径d的比值在下列范围之内：

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实验四  金属材料的拉伸实验（二）

一．实验目的

1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σ_s，强度极限σ_b，延伸率δ和断面收缩率ψ。

2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σ_b。

3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。

二．仪器设备

1．微机控制电子万能材料试验机

2．数显游标卡尺

三．试件

    在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L₀=K。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d₀的圆形截面试件标距长度分别为5d₀和10d₀。本试验采用L₀=10d₀的比例试件。

图3-4-1

四．测试原理

实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。

图3-4-2

1．低碳钢拉伸

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材料的拉伸压缩实验

【实验目的】

1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。

2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限R_p、下屈服强度R_eL、强度极限R_m、延伸率A、断面收缩率Z等等）。

3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。

4.研究和比较塑性材料与脆性材料在室温下单向压缩时的力学性能。

【实验设备】

1.      微机控制电子万能试验机；

2.      游标卡尺。

3、记号笔                                     

4、低碳钢、铸铁试件                        

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拉伸压缩实验操作预习报告

学生须知

1. 为了保证实验过程的安全，实验数据的准确以及实验结果的正确，特制订此预习报告。实验学生在实验前必须独立完成此实验报告，否者禁止实验。

2. 实验学生在完成此预习报告前，必须观看、学习“拉伸压缩实验操作视频”，以保证此预习报告的完整性。严禁抄袭，如发现抄袭者，实验教师有权禁止学生实验。

3. 本实验以小组为单位，每组限5人，学生可自由组合。

3. 学生在实验过程中，必须严格按照“拉伸压缩实验操作视频”中显示的实验过程完成实验。实验开始后，严禁擅自改动实验过程。如需要改动实验过程，需征得实验教师的同意，方可改动。如仪器出现意外，请按下急停按钮，终止实验。不听从实验老师安排者，按照学校规定处罚。

4. 实验学生进入实验室后，须听从实验教师的安排。做完实验后必须将实验平台整理干净，以备下组实验学生使用。在得到实验老师许可后方可离开时实验室。

5. 未尽事宜，以学校“实验室管理规定为准”。

实验一 拉伸实验操作

实验组号 姓名：

提示：请将详细的操作过程写在下面的横线上 一、 试样区别及截面直径的测量 1. 低碳钢：2. 铸 铁：3. 直 径1：4. 直 径2：5. 直 径3：二、 实验过程设置 1. 打开实验数据板：2. 实验参数设定：3. 安装试样：

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3．1  金属材料的拉伸与压缩实验

一、实验目的

1. 了解液压式材料试验机的工作原理，初步掌握试验机的操作规程。

2. 测定低碳钢的屈服（流动）极限σ_S，强度极限σ_b，延伸率δ和截面收缩率Ψ。观察试件在拉伸过程中的各种现象（弹性、屈服、强化、颈缩）。

3. 测定铸铁材料的拉伸和压缩强度极限σ_b。

4. 比较低碳钢和铸铁的机械性质及破坏时的断口形式。

二、实验主要设备及实验原理

1．主要设备：改装后的WE-300液压式材料试验机

2．实验原理：测定金属材料的机械性质需要将试件制成符合国家标准的形状和尺寸。低碳钢试件在拉伸过程中，可分为四个阶段：弹性阶段；屈服阶段:

强化阶段；颈缩阶段。由于铸铁是一种典型的脆性材料，不论是拉伸还是压缩，它均只有一个强度指标，而且无塑性指标δ和Ψ，铸铁的唯一强度指标为强度极限σ_b，但是铸铁的抗拉和抗压能力是大不相同的。

三、实验数据记录及处理

1.拉伸实验前试件尺寸

                    表1-1原始数据

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