§1－1  轴向拉伸实验

一、实验目的

1、  测定低碳钢的屈服强度（）、抗拉强度（）、断后伸长率A_11.3（₁₀）和断面收缩率Z（）。

2、  测定铸铁的抗拉强度（）。

3、  比较低碳钢Ø5（塑性材料）和铸铁Ø5（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。

注：括号内为GB/T228-2002《金属材料  室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、设备及试样

1、  电液伺服万能试验机（自行改造）。

2、  0.02mm游标卡尺。

3、  低碳钢圆形横截面比例长试样一根。把原始标距段L₀十等分，并刻画出圆周等分线。

4、  铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试样的原始标距与原始横截面积的关系满足。比例系数取5.65时称为短比例试样，取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数取5.65。非比例试样与无关。

三、实验原理及方法

低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

…… …… 余下全文

材料力学试验指导书及报告书

专业：                              

年级：                              

组别：                              

…… …… 余下全文

实验一　钢筋和铸铁拉伸试验

本试验依据中华人民共和国国家标准《金属拉伸试验方法》GB228－87进行。工程材料的重要力学性能指标如屈服点（，或、）、规定非比例伸长应力、强度极限、弹性模量、泊桑比、延伸率和断面收缩率等，都是通过试验获得的。这些力学性能指标在整个材料力学的强度计算中几乎都要用到，而且工程设计中所选用的材料力学性能指标，大都是以拉伸试验为主要依据的。本次试验选用建筑钢筋和铸铁分别进行拉伸试验，以便认识塑性材料和脆性材料的力学性能和它们之间的差异。

一、            试验目的

（1） 测定钢筋的屈服极限，强度极限，延伸率和。

（2） 测定铸铁的和。

（3） 观察钢筋、铸铁在拉伸过程中所出现的变形现象，分析力、位移曲线，即图的特性。

（4） 观察断口特征，分析破坏原因。

（5） 观察分析钢筋经过冷拉拔后拉伸试验曲线的特点。

二、            仪器设备与工具

…… …… 余下全文

 

力学实验报告

标准答案

长安大学力学实验教学中心

目    录

一、   拉伸实验···············································································2

…… …… 余下全文

拉  伸  实  验

一、实验目的

1．测定低碳钢的屈服极限(流动极限)σ_s，强度极限σ_b，延伸率δ和截面收缩率ψ。

2．测定铸铁的强度极限σ_b。

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P_s、最大载荷P_b和铸铁的最大载荷P_b ，从而计算出：

低碳钢的屈服极限              低碳钢的强度极限      

…… …… 余下全文

材料力学拉伸实验思考题目答案

1.参考试验机自动绘图器绘出的拉伸图，分析从试件加力至断裂的过程可分为哪几个阶段？相应于每一阶段的拉伸图的特点和物理意义是什么？

答：试件从加力至断裂分为四个阶段：（1）弹性阶段;（2）屈服阶段;(3)强化阶段（4)劲缩阶段。每一阶段的特点和物理意义：（1)弹性阶段：这一阶段的变形为弹性变形，它表明应力和应变成正比，即材料服从胡克定律式，在弹性阶段中有一段偏离直线，称为非弹性阶段。（2)屈服阶段：试样将有塑性变形产生，从屈服阶段开始至结束，应力不增加或仅有微小的波动，而变形却有明显的增大，在屈服阶段内，应力的特征点是屈服点，实验表明下屈服点比较稳定，材料的屈服点为下屈服点。（4）强化阶段：过屈服阶段后，试样又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料强化，强化阶段中最高点所对应的应力为强度极限，是材料能承受的最高应力。（4）劲缩阶段：强化阶段过后，试样在某一局部范围内横向尺寸突然缩小，形成劲缩现象，由于劲缩部位横截面积迅速缩小，试样承受的拉力明显下降，一直到劲缩阶段的末点试样被拉断。

…… …… 余下全文

材料力学实验报告问题分析

1、 为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?
答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.
材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).

2、 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.
答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。
、分析铸铁试件压缩破坏的原因.
答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。

2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料?
答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。
通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。
1、 试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?
答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。

…… …… 余下全文

西安交通大学实验报告

  第 页（共 页）

课程：       高分子物理                       实 验 日 期 ：       年   月   日

专业班号     材料94        组别                    交报告日期 ：     年   月   日

…… …… 余下全文