工力实验实验报告.docx

拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最根本和重要的实验之一. 这不仅由于
拉伸实验简便易行,便于分析,,工程设计中所选用 的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标,大多数是以拉伸实验为主要依据.
,继续拉伸所需的力也迅速 减小,拉伸曲线开始下降, Lu和断
口处最小直径du,计算断后最小截面积〔Su〕,由计算公式
A ——100 %
L 0
Z ■S^__Su 100 %
S0
即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率乙
铸铁〔典型的脆性材料〕
脆性材料是指断后伸长率 AV 5%的材料,其从开始承受拉力直至试样被拉断,变形 ,大多数脆性材料在拉伸时的应力-应变曲线上都没有明显的直线段,几 乎没有塑性变形,也不会出现屈服和颈缩等现象〔如图 2-2b所示〕,只有断裂时的应力
值一一强度极限.
铸铁试样在承受拉力、变形极小时,就到达最大力 Fm而忽然发生断裂,其抗拉强度
,由公式 Rm=Fm/SC即可得到其抗拉强度Rm而由公
100%那么可求得其断后伸长率A.
Lu L0
L0


本小组在万能试验机上进行了低碳钢的拉伸实验,得到了如下列图所示的拉力图 由图中我们可以看出实验结果与实验原理吻合的相当好,有明显的弹性阶段、屈 服阶段、,在强化过程中,有一条向下的竖线,那时我们在 卸去载荷后所得到的曲线,验证了材料的冷作硬化.
图2-5是低碳钢拉断后的断口形状我们可以清楚的看到断口的形状呈现杯锥状
假设是单纯的用最大拉应力强度理论来分析,那么断口的形状应该比拟平整：假设是用最 大剪应力来分析,那么形状该是呈现45? 查阅资料得知,材料的破坏是多种因素共同作用的结果,可能是剪断也可能是拉断,这 ,像我们实验用的材料和拉伸方式, 最终试样的中央区域不是发生剪断而是脆性拉断,最外面的局部才沿具有最大剪应力的 45?斜面上剪断,形成杯锥状的断口.
重要的实验结果：
屈服极限
强度极限
弹性模量
断面收缩
断后延伸
最大拉力
(1)测定低碳钢压缩时的屈服应力 Rec.
Rel
(N/mm^2
)
Rm(N/mmY
)
E(N/mm^2
)
率Z
率A
Fm( kN)
256
430

21%
51%

在完成低碳钢的拉伸实验后我们又进行了灰铸铁的拉伸实验,绘制的拉力图 ：
同样的,这条实验曲线与理论曲线吻合的很好,证实这次试验很成功.
灰铸铁的断口形状比拟平整,原因是灰铸铁是脆性材料,在应力不太大的情况下就被 拉断.

1、我们将低碳钢和灰铸铁拉断后的试样放在一起比拟如图 2-7所示,可以很清楚的
铸铁的断口在过度局部和工作局部相交处,由于那里有截面的变化,应力集中,对于脆 性材料来说,它对应力集中比拟敏感.
2、低碳钢和灰铸铁在常温静载下力学性能的差异：低碳钢是典型的塑性材料,在断 裂前变形较大,塑性指标较高,反抗拉断的水平较好,其常用的强度指标是屈服极限, 而且,一般来说,,在断裂前的 变形较小,塑性指标较低,其强度指标是强度极限,而且其拉伸强度远低于压缩强度. 但是材料是塑性的还是脆性的, 将随材料所处的温度,应变率和应力状态等条件的变
化而不同.
实验二金属材料的压缩实验

(2) 测定灰铸铁压缩时的抗压强度 Rbc.
(1)测定低碳钢压缩时的屈服应力 Rec.
(3) 观察、比拟低碳钢与灰铸铁在压缩时的变形特点和破坏形式.
实验设备和仪器
1) 万能实验机 2) 游标卡尺.
实验试样
根据国家标准GB7314-2022?金属压缩实验方法?,金属压缩试样的形状随着产
品的品种、规格以及实验目的的不同而分为圆柱试样、正方形柱体试样和样板
试样三种.
实验原理与方法
1) 测定低碳钢在压缩过程中的强度性能指标
低碳钢在压缩过程中, 当应力小于屈服应力时, 其变形情况与拉伸时根本相 ,试样产生塑性变形,随着压力的继续增加,试样的
Fec,进而计算出 屈服应力 Rec.
2)测定灰铸铁压缩时的强度性能指标
灰铸铁在压缩过程中