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1、金属材料压缩实验一、预习要求1、电子万能材料试验机在实验前需进行哪些调整？如何操作?2、简述测定低碳钢弹性模量 E的方法和步骤。3、实验时如何观察低碳钢压缩时的屈服极限？三、材料压缩时的力学性能测定（一）实验目的1、 测定低碳钢压缩时的屈服极限CB和铸铁压缩时的强度极限 和2、观察比较两种材料压缩破坏现象。（二）实验仪器及试样1、万能材料试验机。2、游标卡尺。3、压缩试样。压缩试样通常为圆柱形，也分短、 长两种（图4a和b）。短试样用于测定材料抗压强度,通常规定1苴近壬3 ;长试样多用于测定钢、铜等材d0料的弹性常数E、等。图4压缩试样（三）实验原理1、低碳钢压缩试验低碳钢在压缩时的F-A1曲
2、线见图1-1。在屈服之前，曲线与拉伸时相同。 在屈服之后的曲线，就与拉伸不同了,在弹性范围内，加载速率应控制在1 10Ma/s.在明显塑性变形范用内*加载的应变速率应控制在（100-500） X 10-6/s之间，材料受压屈服时，变形继续增大，载荷保持不变或者出现波动， 如图1-1所示，从图中读出压缩屈服荷Psc.然后计算压缩屈服点。osc 容（1-1）Aq与试件轴线成45。斜截面卜的弟境力是使材料发生滑得，即屈服的原因. 由材料力学知道，无论试件截面上的正应力是拉应力还是压应力.只要大小 相同，则在45°斜截面上产生的国应力大小都是相同的，因此与气应是 相等或相近的，屈服过后，试件
3、变短，横蒙面积变大，P-A1曲线继续上升，直至试件被 压成饼状。因此低碳钢压缩试验不能测出其强度极限。2. 错铁压缩试验铸铁压编时的P-AI曲线呈非线性.见图1-九脆性材料受压试件的破坏是个复杂的外部施力、内部损伤破坏的力学过 程，国内外都在研讨、争论这个问题&试件端部的受力状态与试件的破坏形 式有者密切关系°不加任何垫片时.铸铁试件沿着与轴线成45。f5。方向破 坏.破坏时斜面上的其成力与同样的材料在苗切试验中所测得的剪切破坏极 限珏相当接近，试件两喘面加垫薄片三合板时，其受压破坏形式和前者 有较大差异口抗压弼度按下式计算：(四) 实验步骤及数据处理1、测量试样尺寸 测定试
4、样的初始高度和直径，并记录到表3中。测定直径时，需在试样中部量取互相垂直的两个方向的数据取平均值。2、调整试验机 选择合适的摆锤和示力度盘，自动绘图装置上安装好纸和笔，开动油 泵电机。3、 低碳钢压缩实验安放试样到万能材料试验机活动平台上，注意应放在正中央。开 动试验机送油阀，先使活动平台快速提升，当试样与上承压板将要接触时，应减少供油量，放缓提升速度以免压缩过程过快使测试失败。当外载荷加上后观察示力指针，当示力指针停顿并有回摆时说明进入屈服阶段，记录下指针回摆的最低点读数，此值即为对应于屈服极限的载荷值 Ps。当示力指针继续上升时，此时进入强化阶段，试样出现明显的变形。变形到 一定程度后关闭
5、送油阀打开回油阀卸去载荷，观察试样变形情况。4、 铸铁的压缩实验准备工作与低碳钢压缩相同。安装好试样后打开送油阀对试样进行压缩直到压断后卸去载荷，通过示力盘上从动指针位置读出最大载荷，此值即为对应于强度极限的载荷值Pb。5、数据处理 根据测定的试样尺寸计算出试样的横截面积，得：低碳钢的屈服极限二、=PAP铸铁的强度极限二、bA表3压缩实验原始数据记录表材料名称试样高度h(mm)直径d0 (mm)横截面积A，2、(mm )屈服载荷Ps (KN)最大载荷Pb ( KN )12均低碳钢19.9615.1015.0015.05177.80铸铁30.1014.9414.9214.93174.98四、实验
6、报告1、按表1、2和3形式记录、处理实验数据。2、实验结果计算应列出公式，写出步骤。3、回答下列问题(写明题号，不必抄题)：(1) 试简述低碳钢和铸铁压缩时力学性能的异同。(2) 测定弹性模量 E时为何要加初载荷并限制最高载荷？使用分级加载的目的是什 么？(1) 低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一 条向斜上方的直线。铸铁则不然，开始时与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块 受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏(裂开)，受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。(2) 1.减少误差。2.用分级加载目的：所求的弹性模量减少误差， 同时验证材料是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性