工程力学实验报告.docx

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试验时间: 设备编号: 温度: 湿度:
一、试验目的
1、观看低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。
2、测定低碳钢的弹性模量E。
3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限;强度极限,伸长率和截面收缩率
4、测定铸铁的强度极限。
5、比较低碳钢〔塑性材料〕与铸铁〔脆性材料〕拉伸时的力学性质。
6、了解CMT微机掌握电子万能试验机的构造原理和使用方法。二、试验设备和仪器
CMT微机掌握电子万能试验机
电子式引伸计仪
游标卡尺

试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消退夹持力,调整拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸。
试件在开头拉伸之前,设置好保护限位圈,。试件在拉伸过程中,,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件连续拉伸,直至试件被拉断。2—1图
低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、
颈缩四个阶段。
铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简洁,既没有明显的直线段,也没有屈服阶段,变形很小时试件就突然断裂,断口与横截面重合,断口形貌粗糙。抗拉强度σb较低,无明显塑性变形。与电子万能试验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs、最大载荷Fb和铸铁试件的最大载荷Fb。
取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距l1,由下述公式
Fl?lA?AFs????
?100%??100%???
10b01
AAlA
bs
0000
可计算低碳钢的拉伸屈服点σs。、抗拉强度σb、伸长率δ,和断
面收缩率ψ;铸铁的抗拉强度σb。
低碳钢的弹性模量E由以下公式计算:
0 0
?Fl?E A?l 式中ΔF为相等的加载等级,Δl为与ΔF相对应的变形增量。
四、试验步骤
低碳钢拉伸试验步骤(1).
依据式样、设备的预备及测试工作,大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下:
lodo。在式样标距段的及标距首先,将式样标记标距点,测量式样直
径两端和中间3处测量式样直径,每处直径取两个相互垂直方向的平均值,do。用扎规和钢板尺处直径的最小值取作试验的初始直径做好记录。3lo。测量低碳钢式样的初始标距长度接着,安装试件。依据微机掌握电子万能试验机的操作方法,运行电子万能试验机程序,
手动切换引伸计
并开启掌握器电源。先将有力传感器的夹具夹住式样的一端,在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零;在移动横梁,使式样的另一端缓慢插入另型卡板中,锁紧夹头,进展保护从而消退加持力。在式样试验V一夹具的段上安装引申计,将引伸计的标距杆垫片垫好,或插好定位销钉;并清零位移。在弹性阶段,选择低碳钢拉伸试验方案,在掌握软件界面中开头运行试验。时的引伸计的读数,并记录下来。进入屈服阶段后,变形增读取每增加F
后,拆卸引伸计;当界面提示引伸计已到量程范围时,大,设定的切换点不再作用,连续试验,留意观看式样的变样子况和“颈缩”现象。和标距长最终,取下式样,翁合断口对准拼装,测量式样的最小直径d1l1.
度(2)铸铁拉伸试验步骤铸铁拉伸试验步骤与低碳钢拉伸试验步骤一样,只因铸铁是脆性材料,无.
需再式样上刻画及标记标距点,无需安装引伸计,无需记录标距变
形。
五、试验数据及处理mm 引伸仪标距l= 5
试验前
材料
标距)
l(mm0
)
mm直径d(0
平均横截 最小
A面积〕横截
2
〔mm 面积
〔mm
截面Ⅰ
截面Ⅱ
截面Ⅲ
1
2
平
均
1
2
平均
1
2
平均
低碳钢
铸铁
〕
低碳钢弹性模量测定
(kN)
F载荷
Δl(变形mm)
变形增量
F=0
=F1
=F2
=F3
=F4
=F5
=Δ
F
?(?l)=
m
lF???E =
?A?)l?(
试验后
材料
)mml(标距1
)(断裂处直径dmm1
断裂
处横截面积A
〔1
1
2
平均
低碳钢
铸铁
m
屈服载荷和强度极限载荷
下屈服载荷最大载荷断口外形材料F(kN)(kN)F)
(mm)
lΔmmlΔ(bsl 低碳钢 铸铁
―Δl曲线F及结果载荷―变形曲线
材料
低碳钢
—ΔlF曲线
断口外形
试验结果
??上屈服极限??下屈服极限??强度极限
su
sl
b
??延长率??断面收缩率.
强度
极限延长率
?
六、问题争论
比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;
试从不同的断口特征说明金属的两种根本破坏形式。
试验二金属材料的压缩试验
试验时间: 设备编号: 温度: 湿度:一、试验目的
1、测定低碳钢的压缩屈服点σs铸铁材料压缩时的强度极限σc;
2、观看铸铁材料在压缩时的变形和试件断口状况,并分析其破坏因;
。
二、试验设备和仪器
1、微机掌握电子万能材料试验机;
2、游标卡尺。


金属材料的压缩试件一般制成如图3-5-1所示的圆柱形。且试件不宜过长〔过长简洁被压弯〕,也不宜过于粗短〔过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大〕。所以,国家标准一般规定
0
h=〔1~2〕d〕1〔式中——压缩试件的高度hd——压缩
00
试件的原始横截面直径
0.
图3-5-1
四、试验原理
铸铁在压缩过程中,试验机的自动绘图器将描绘出一条与其拉伸时相像的P-△L压缩曲线〔如图3-5-2〕,所不同的是铸铁压缩到强度极限载荷P之前要产生较大的变形。试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至
裂开。此时
试验机力值显示窗口显示力值快速下降,而而峰值力窗
b
口记录了试件最大载荷P。铸铁破坏时,由于剪应力的作用,破坏面
消灭在与试件轴线约成
45o-50o的斜面上。
b

1、试件预备:预备工作由试验室教师事先完成;
2、尺寸测量
用数显游标卡尺测量试件中截面两个相互垂直方向的直径各一次取a.
其平均值作为试件原始直径d的值;

0
次;3、试验预备
0
依次翻开试验机主机,计算机,打印机;
设置限位保护。将限位杆上的挡圈调整到适宜位置。
翻开计算机内试验软件,进入试验软件主窗口界面;
安装试件。将试件尽量准确地放在下压板的中心处,调整上压板至接近试件上截面位置,但不要与试件接触。
点击试验软件主窗口界面上方工具栏内的“试验方案”按扭,设置好试验方案和试验参数。
4、进展试验
点击试验软件主界面上方工具栏内的“试验”按钮,在下拉菜单中选择对应的试验方案。
点击“运行”键,开头试验。
试件破坏后,关闭试验窗口,进展数据处理,编写打印试验报告。,退出试验软件,依次关闭打印机、计算机、试验机。清理试验现场。

三、试验数据及处理
直径d(mm)
00 2
高度截面积A屈服载荷最大载荷l 材料dF(kN))(lmmF(kN) 〕〔mm21平均 低碳钢 铸铁.
0bs
―Δl曲线)载荷―变形曲线(F及结果
材料
低碳钢
铸铁
―ΔF
l曲线
断口外形???? 强度极限屈服极限试验结果
bs
七、问题争论
〔1〕观看铸铁试样的破坏断口,分析破坏缘由;
〕分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。2〔.