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1、力学实验,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,主讲：xxx,一、试验目的,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限s，强度极限b，延伸率和断面收缩率，测定铸铁拉伸时的强度极限b。 2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装置绘制拉伸图（P-L曲线）。 3、测定压缩时低碳钢的屈服极限s。和铸铁的强度极限b。 4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。 5、掌握电子万能试验机的原理及操作方法 6、了解液压万能试验机的工作原理及操作方法,二、试验仪器及设备,1微机控制电子万能材料试验机；,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,新三思公司生产的CMT510
2、5，CMT5205电子万能材料试验机,2液压万能材料试验机；,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,WE-600B型液压万能材料试验机,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,3划线尺，游标卡尺。,三、试样,拉伸试样,1 、拉伸试样：,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,1）材料类型 低碳钢：塑性材料的典型代表 灰铸铁：脆性材料的典型代表 2）标准试样：尺寸符合国标的试样 采用圆截面比例试样，试样分为长标距l0 = 10d0 和短标距 l0 = 5d0 两种（如下图所示），我们采用的是标距为l0=10d0的试样。,标距：等截面测试部分,（1）圆形截面,l0=10d0,l0= 5d0,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,或,（2）矩
3、形截面,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,2 、压缩试样：一般采用短圆柱形，高度 h0 = (1.53)d0 。,1测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y ),P,屈服强度：,抗拉强度：,伸长率：,断面收缩率：,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,四 试验原理,2测定灰铸铁抗拉强度 b,抗拉强度：,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,3. 测定低碳钢压缩屈服强度sc,压缩屈服点：,4测定灰铸铁抗压强度sbc,强度极限：,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,五、实验步骤,1 、打标点，测量试样尺寸 在试样的中部划上一条线，然后打上标距l0 。在标距 l 0 两端及中部三个位置上，测每一
4、个截面的两个相互垂直方向，测量试样直径，计算其平均值，取三个平均值中的最小值计算试样横截面面积 A 0 。,2 、试验机准备 电子万能材料试验机 （1）检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位； （2）启动试验机的动力电源及计算机的电源； （3）调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作；,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,液压式万能材料试验机 （1）根据估计的最大载荷，选择合适的测力度盘和相应的摆锤。 （2）开启液压系统，将测力指针调到零点，并使随动指针与测力指针重合。,3 、安装试样 电子万能材料试验机 安装时仅将试件上端夹紧，下端悬空，然后再试件上夹持引伸计； 液压式万能材料试验
5、机 先将试件安装在试验机上夹头内，再移动下夹头使之达到适当位置，须注意使试样垂直，并把试样下端夹紧。,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,4 、检查与试车 由教师检查上述步骤完成情况，确认正确无误后，开启油泵，缓慢加载到大约相当于材料比例极限的二分之一时，卸载回零，完成试车。,5 、加载实验 注意加载速度不能太快，加载过程应观察实验机工作是否正常，绘图记录是否清晰。 在拉伸加载过程中应注意观察材料屈服阶段测力盘指针的摆动情况，材料强化、颈缩阶段试样的变形情况，直到试样断裂后，记录下屈服点拉力PS 和对应抗拉强度的最大拉力 P b 。 对铸铁压缩实验，只须注意观察试样断裂前的变形情况，并记录对应抗压强度
6、的最大压力 Pbc 。,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,6 、结束实验 取下试样，实验机恢复原状。 对断裂后的拉伸试样，测量缩颈处的直径 d 1 ，断裂后的标距长度 l 1 ，并做好相应的记录。 在绘图器上抬起画笔，取下记录纸。 拉伸曲线图 如果用电子万能材料试验机的话可以直接打印数据及曲线图,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,六、实验数据处理 1 、计算材料的屈服极限和抗拉强度（抗压强度） 屈服极限：,抗拉强度：,抗压强度：,2 、计算材料的伸长率和断面收缩率 伸长率：,断面收缩率：,若断口距l。的一端的距离不在标距长度的中央1/3区域内，要采用断口移中的办法；以度量试件位断后的标距，如果断口发生于
7、l 0 的两端或在 l 0 之外，则实验无效，应重做。,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,若断口距 l 0 一端小于、等于 ，则应修正断后标距长度：由断口处取约等于短段的格数得 B 点，若剩余格数为偶数，取其一半得 C 点，则标距长度 l 1 = AB + 2BC 。当剩余格数为奇数时，取剩余格数减 1 后的一半得 C 点，加 1 后的一半得 C 1 点，则 l 1 = AB + BC+BC 1 。 断后标距长的确定方法示意图,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,七、实验现象,碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验,八、实验报告,实验报告以表格的形式表达实验结果，并附上必要的文字及图形说明，回答思考题。,碳钢与铸铁的拉
8、伸与压缩实验,九、预习及思考讨论,（1）参考试验机自动绘图仪绘出的拉伸图，分析从试件加力至断裂的过程可分为哪几个阶段? 相应于每一阶段的拉伸曲线的特点和物理意义是什么？ （2）S和b是不是试件在屈服和断裂时的真实应力？为什么？ （3）由拉伸试验测定的材料机械性质在工程上有何实用价值？ （4）试验时如何观察碳钢的屈服极限？ （5）WE-30液压试验机上的两个马达各有何用途？能否用工作台升降电机对试件加载？ （6）拉伸和压缩时,低碳钢的屈服点是否相同，铸铁的强度极限是否相同？ （7）压缩试件为什么要做成短而粗的圆柱形，长了会有什么影响？ （8）铸铁试件压缩破坏时断裂面法线与试件轴线夹角约成多少？为什么？,