铸铁的压缩实验

实验二铸铁的压缩实验

实验项目性质：验证性 所涉及课程：材料力学 计划学时：2学时

【实验目的】

1．研究铸铁的应力—应变曲线压缩图。 2．确定铸铁在压缩时的强度极限Rm。 【实验设备】

1. 微机控制电子万能试验机一台，型号WDD-LCJ-150； 2. 游标卡尺； 3. 记号笔；

4. 铸铁试件（HT）； 【实验原理】

铸铁试件压缩过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-?l曲线，即铸铁压缩曲线，见图2。

O

△L Fm F

(a) (b)

图2 铸铁压缩曲线

对铸铁材料，当承受压缩载荷达到最大载荷Fm时，突然发生破裂。铸铁试件破坏后表明出与试件横截面大约成45?～55?的倾斜断裂面，这是由于脆性材料的抗剪强度低于抗压强度，使试件被剪断。

材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。铸铁受压时曲线上没有屈服阶段，但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑性变形。由于试件承受压缩时，上下两端面与压头之间有很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。

铸铁压缩实验的强度极限：Rm=Fm/S0（S0为试件变形前的横截面积）。 【实验步骤及内容】

（1）试件准备：用游标卡尺在试件中点处两个相互垂直的方向测量直径d0，取其算术平均值，并测量试件高度h0。

（2）试验机准备：按试验机?计算机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”，运行配套软件。

（3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。若夹具已安装好，对夹具进行检查。

（4）放置试件：点击初始试验；把试件放在压盘中间，通过手动按钮调节横梁位置，通过肉眼观察，到上压盘离试件上平面还有一定缝隙时停止。（注意：尽量将试件放在压盘中心，如放偏的话对试验结果甚至是试验机都有影响。） （5）开始实验：点击软件界面工具菜单，选择试验为拉伸试验，在弹出窗口设置低碳钢标距、直径、横截面积等参数；按启动命令按钮，开始加载，加载速度可自行设置。

（6）记录数据：试件压断后，取下试件；记录强度载荷Fm。 【实验数据记录及处理】

试件材料 前：截面面积 S0/mm 断面形状 强度极限Rm铸铁（HT） /MPa 强度载荷Fm/kN 【实验结论】 1.利用MATLAB软件绘制铸铁压缩应力-应变曲线，并打印。

2.分析铸铁压缩断口形状与特点，拍照并打印。 3.提交实验报告。 【思考问题】

1. 低碳钢有无压缩强度极限，为什么？