机械实验
拉伸、压缩和弹性模量的测定机械工程实验教学中心 项目一 低碳钢、铸铁的拉伸机械工程实验教学中心 实验目的观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象； 确定低碳钢的屈服强度 σ s，抗拉强度σ b ，伸长 率 δ 及断面收缩率 ψ ； 比较低碳钢与铸铁的力学性能。机械工程实验教学中心 实验设备液压式万能试验机，如ZDM-30T型或WE系列； 游标卡尺； 试样分划器。机械工程实验教学中心 实验内容对低碳钢和铸铁试样进行拉伸破坏，观察实 验现象； 计算基本力学性能参数； 分析断裂的原因，比较低碳钢与铸铁的力学 性能。机械工程实验教学中心 实验原理试样由于试样的形状及尺寸对试验的结果会有影响，为了避免这种影响， 使各种材料的力学性能数据能够相互比较，国家标准GB/T228-2002《金属 材料室温拉伸试验方法》对试样的尺寸和形状作了明确的规定，因此必须 按照此标准加工标准试样或比例试样。 试样常用圆形或矩形截面，圆形截面试样的形状如图1.1所示。试样 中部长度l 0 称为标距，用于测量拉伸变形。试样标距部分尺寸的允许偏差 和表面光洁度，国家标准中都有规定。试样分为标准试祥和比例试样两种， l 0 = 10d 0 两种都有长、短两类，对于圆形截面试样，长试样 ,常称为十倍试 l 0 = 5d 0 样；短试样 ,常称为五倍试样。 实验中所用低碳钢试样均为直径 d 0 = 10mm 的十倍试样。机械工程实验教学中心 图1 低碳钢拉伸试样过程分析利用试验机的自动绘图器，可绘出低碳钢的拉伸图如图1.2(a)所 示。由低碳钢的拉伸图可以看出下列特点： 1)拉伸的初步阶段，变形随拉力成正比例增加。 2)当拉力超过 p p ,即应力超过比例强度σ p 及弹性强度σ t 以后，拉伸曲 线渐趋平坦，即变形比拉力增加得快，直到曲线上的b点，拉力不再 增加，而变形继续增加，甚至拉力减小．而变形反而增加，这种现象 称为屈服。发生屈服时测力表盘的指针第一次回摆所指示的最小拉力 为屈服载荷 PS ，由此可得试样的屈服强度：机械工程实验教学中心 σ S = PS / A0式中：A0 ——试样拉伸前横截面积图2低碳钢、铸铁的拉伸曲线机械工程实验教学中心 3)屈服以后，试样所受的拉力上升，其变形逐渐增加，进入强化阶 段，到d点拉力达到最大值 Pb ，随后产生颈缩，拉力自动减小，变形继 续增加，最后试样在缩颈处断裂，如图1.2(a)所示。由此可得试样的抗 拉强度：σ b = Pb / A04)由断裂后试样缩颈处的直径 d1 及标距长度 l1 可得试样的断面收 缩率和伸长率为：ψ =（A0 ? A1） A0 ] × 100% [ /δ =（l1 ? l0 ) / l0 ] ×100% [5)试样断裂后标距 l1 的测定方