材料力学低碳钢拉伸实验指导书.doc

1 低碳钢拉伸实验
一、实验目的
1．了解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。
2．测定强度数据，如屈服点，抗拉强度.
3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率δ，截面收缩率ψ。
二、实验原理
进行拉伸实验时,外力必须通过试样轴线，，用以记录试样的拉伸图（即F-ΔL曲线），形象地体现了材料变形特点以及各阶段受力和变形的关系。但是F—ΔL曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。因此,拉伸图往往用名义应力、应变曲线（即σ-ε曲线)来表示：
--试样的名义应力
——试样的名义应变
—ε曲线与F—ΔL曲线相似，,可以代表材料的属性。单向拉伸条件下的一些材料的机械性能指标就是在曲线上定义的。如果实验能提供一条精确的拉伸图,那么单向拉伸条件下的主要力学性能指标就可精确地测定。
不同性质的材料拉伸过程也不同，，它们的拉伸曲线在工程材料中十分典型，掌握它们的拉伸过程和破坏特点有助于正确、合理地认识和选用材料。
低碳钢具有良好的塑性，由曲线（图1。1）可以看出,低碳钢断裂前明显地分成四个阶段：
（1）弹性阶段（OA)：试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。习惯上认为材料在弹性范围内服从胡克定律，其应力、应变为正比关系,即
（1—1）
比例系数E代表直线OA的斜率，称作材料的弹性模量。
（2）屈服（流动）阶段（BC)：。这时，应力基本上不变化，而应变快速增长。通常把下屈服点（Bˊ）作为材料屈服极限。、零件的应力一旦超过
，材料就会屈服，。从屈服阶段开始，材料的变形包含弹性和塑性两部分。如果试样表面光滑，材料杂质含量少，可以清楚地看到表面有45°方向的滑移线.
0 △L
FeL
Bˊ
D
g
Fm
0 ε 0 ε
σp
σeL
Bˊ
D
g
σb
δ
F σ σ
E
C

铸铁
△LeL
（a） （b） （c）
试件拉伸图
（3）强