五、实验注意事项
1．为避免损伤试验机的卡板与夹头，同时防止铸铁试样脆断飞出伤及操作者，应注意装卡试样时，横梁移动速度要慢，使试样下端缓慢插入下夹头的V形卡板中，不要顶撞卡板顶部；试样下端不要装卡过长，以免顶撞夹头内部装配卡板用的平台。
2．为保证实验顺利进行，试验时要读取正确的试验条件，严禁随意改动计算机的软件配置。
3、装夹、拆卸引伸计时，要注意插好定位销钉，实验时要注意拔出定位销钉，以免损坏引伸计。 六、思考题
1．根据低碳钢和铸铁的拉伸曲线比较两种材料的力学性质。 2．为什么加载速度要缓慢?
3．为什么拉伸试验必须采用标准试样或定标距试样?
4．什么是卸载规律和冷作硬化现象?试举两例说明冷作硬化现象的工程应用。 5
实验二 金属材料的压缩试验
一、实验目的与要求
1．测定低碳钢的压缩屈服点ζs和铸铁的抗压强度ζc。 2．观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因。 3．分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。 二、实验设备和仪器
1．微机控制电子万能试验机。 2．游标卡尺。 3．钢尺。 三、实验原理与方法
金属材料的压缩屈服点ζ
s
和抗压强度ζb，由压缩试验测定。按试验规范(GB
7314-87)要求，压缩试样应制成短圆柱形(参看图2-1)。
图 2-1
图 2-2
分析和实验均表明，压缩试验时，试样的上、下端面与试验机支承垫之间会产生很大的摩擦力(参看图2-2)，这些摩擦力将阻碍试样上部和下部产生横向变形，致使测量得到的抗压强度偏高。因而应采取措施(磨光或加润滑剂)减少上述摩擦力。注意到试样的高度也会影响实验结果，当试样高度h0增加时，摩擦力对试样中段的影响减少，对测试结果影响较小。此外，如若试样高度直径比(h0／d0)较大，极易发生压弯现象，抗压强度测量值也不会准确。所以压缩试样的高度与直径的比值(h0／d0)一般规定为1
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≤h0／d0≤3。此外，还须设法消除压缩载荷偏心的影响。
进行低碳钢压缩试验时，为测取材料的压缩屈服点ζs，应缓慢加载，同时仔细观察F—Δl曲线的发展情况，曲线由直线变为曲线的拐点处所对应的载荷即为屈服载荷Fs。材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试样的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试样压成饼形也不会发生断裂破坏，如图2-3所示。因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb，压缩试验载荷—变形曲线如图2-3所示。
图 2-3
图 2-4
铸铁压缩试验时，由压缩试验载荷—变形曲线(图2-4)可看出，随着载荷的增加，破坏前试样也会产生较大的变形，直至被压成“微鼓形”之后才发生断裂破坏，破坏的最大载荷即为断裂载荷。破坏断口与试样加载轴线约成45o角(如图2-4)。由于单向拉伸、压缩时的最大切应力作用面与最大正应力作用面约成45o角，因此，可知上述破坏是由最大切应力引起的。仔细观察试样断口的表面，可以清晰地看到材料受剪切错动的痕迹。 四、实验步骤
1．测量试样尺寸：用游标卡尺测量试样高度h0，测量试样两端及中部三处截面的直径，每处直径为相互垂直方向直径的平均值，取三处直径中的最小值为初始直径d0，并用其计算截面初始面积A0。
2．熟悉微机控制电子万能试验机的操作方法，运行测试应用软件POWETEST3.0并开启控制器电源。
3．把低碳钢试样放置在试验机球形支承座的中心位置上，试样上下一般都要放置坚硬平整的垫块，用以保护试验机压头及支承座，并可调整试验区间的高度，减少空行程。
4．在微型电子计算机测试应用程序界面中执行以下操作：
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1）设置实验条件，主要有试验形式(如压缩)、载荷、变形量程、加载速度、试样编号、尺寸、材料等。设置完毕，可自定义文件名并确定工作目录后存盘；
2）单击界面左侧“试验”按钮，开始实验；
3）注意观察载荷—变形(F-Δl)曲线，找出压缩屈服点，进入强化阶段后，观察试样变形，由于试样为塑性材料，试样压成饼形也不会发生断裂破坏，因此无法测量低碳钢的抗压强度，试样发生较明显变形后，可以卸载。
5．铸铁压缩试验的步骤与低碳钢压缩相同。但因铸铁破坏是脆断，试样发生一定变后，会发生断裂破坏，为防止试样压断时可能有碎屑崩出，试验前应在试样周围加设有机玻璃防护罩。铸铁压缩试验只能测得试样的断裂载荷Fb。注意观察试样断裂后的变形和断口的表面形貌。
6．根据实验中测得数据，由式ζs=Fs/A0计算低碳钢的压缩屈服点，由式ζb=Fb/A0计算铸铁的抗压强度，其中A0为试样截面原始面积。
7．经实验指导教师检查实验结果后，结束实验并整理实验现场。 五、实验注意事项
1．为保证实验顺利进行，试验时要读取正确的试验条件，严禁随意改动计算机的软件配置。
2．铸铁压缩实验加载前要设置好试验机的有机玻璃防护罩，以免金属碎屑飞出发生危险。 六、思考题
1．比较铸铁的抗拉强度和抗压强度并分析脆性材料的力学性能特点。 2．为什么无法测取低碳钢的抗压强度?
3．由低碳钢和铸铁的拉伸、压缩试验结果，比较塑性材料与脆性材料的力学性质。 4．为什么铸铁试样压缩时沿着与加载轴线约成450的斜截面破坏?
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实验三 复合材料拉伸实验
一、实验目的
1．测定拉伸强度σb。 2．测定弹性模量E。 3．测定割线弹性模量Es。
4．测定破坏(或最大载荷)伸长率εt。 二、实验设备和仪器
1．微机控制电子万能实验机。 2．电阻应变仪。 三、实验试样
1．试样形状
试样形状如图3-1(a)、(b)、(c)所示。
图 3-1
(a)复合材料I型试样；(b)复合材料II型试样，(c)复合材料III型试样
I型试样——适用于测定玻璃纤维织物增强热塑性和热固性塑料板材的拉伸强度； II型试样——适用于测定玻璃纤维织物增强热固性塑料板材的拉伸强度；
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