拉伸和压缩实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。工矿企业、研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，通过拉伸和压缩实验所测得的力学性能指标，可用于评定材质和进行强度、刚度计算，因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试验具有工程实际意义。 不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。低碳钢和铸铁分别是典型的塑性材料和脆性材料，因此，本次实验将选用低碳钢和铸铁分别做拉伸实验和压缩实验。
低碳钢具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清楚。低碳钢在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相同，但最后只能被压扁而不能被压断，无法测定其压缩强度极限值。因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而不进行压缩试验。
铸铁材料受拉时处于脆性状态，其破坏是拉应力拉断。铸铁压缩时有明显的塑性变形，其破坏是由切应力引起的，破坏面是沿45～55的斜面。铸铁材料的抗压强度远远大于抗拉强度。通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。 一、 实验目的
10.8.0.254 1．测定低碳钢的屈服极限（包括、），强度极限，断后伸长率和截面收缩率；测定铸铁拉伸和压缩过程中的强度极限和。
2．观察低碳纲的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P—曲线的特征。
3．掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。
二、 实验设备和工具
1． 液压摆式万能材料试验机。
2． 游标卡尺(0.02mm)。
材料的力学性能、）、、和是通过拉伸和压缩试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸或压缩的试件。
试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有一定影响。为了减少这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果可进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉伸试件应按国标GB／T6397—1986《金属拉伸试验试样》进行加工，压缩试件应按国标GB／T7314—1987《金属压缩试验方法》进行加工。拉伸试件分为比例的和非比例的两种。比例试件应符合如下的关系
混凝土砌块成型机
式中称为标距，用于测量拉伸变形试验段的有效长度；为标距部分的截面积，系数通常为5.65和11.3，前者称为短试件，后者称为长试件。因此，短、长圆形试件的标距长度分别等于5和10。本试验采用为10mm，为10的长比例试件(图1—1)。试件两端较粗的部分为装入试验机夹头中的夹持部分，起传递拉力之用，它的形状及尺寸可根据试验机的夹头形式而定。
图1—1 拉伸试件
压缩试件通常为柱状，横截面为圆形，如图1-2所示。试件受压时，两端面与试验机压头间的摩擦力很大使端面附近的材料处于三向压应力状态，约束了试件的横向变形，试件越短，影响越大，实验结果越不准确。因此，试件应有一定的长度。但是，试件太长又容易产生纵向弯曲而失稳。金属材料的压缩试件通常采用圆试件。铸铁压缩实验时取。
图1—2 圆柱体压缩试件
自动投篮机
四、实验原理和方法
1．低碳钢拉伸实验洗车房
低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线，如图1—3所示。用准确的拉伸曲线可直接换算出应力应变曲线。首先将试件安装于试验机的夹头内，之后匀速缓慢加载(加载速度对力学性能是有影响的，速度越快，所测的强度值就越高)，试样依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。
图1—3 低碳钢拉伸曲线
(1)弹性阶段 是指拉伸图上的段，没有任何残留变形。在弹性阶段，载荷与变形是同时存在的，当载荷卸去后变形也就恢复。在弹性阶段，存在一比例极限点A，对应的应力为比例极限，此部分载荷与变形是成比例的。
(2)屈服阶段 对应拉伸图上的BC段。金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志，是由切应力引起的。在低碳钢的拉伸曲线上，当载荷增加到一定数值时出现了锯齿现象。这种载荷在一定范围内波动而试件还继续变形伸长的现象称为屈服现象。屈服阶段中一个重要的力学性能就是屈服点。低碳钢材料存在上屈服点和下屈服点，不加说明，一般都是指下屈服点。上屈服点对应拉伸图中的B点，记为，即试件发生屈服而力首次下降前的最大力值。下屈服点记为，是指不计初始瞬时效应的屈服阶段中的最小力值，注意这里的初始瞬时效应对于液压摆式万能试验机由于摆的回摆惯性尤其明显，而对于电子万能试验机或液压伺服试验机不明显。
图 1—4 常见屈服曲线
一般通过指针法或图示法来确定屈服点，综合起来具体做法可概括为：当屈
服出现一对峰谷时，则对应于谷低点的位置就是屈服点；当屈服阶段出现多个波
动峰谷时，则除去第一个谷值后所余最小谷值点就是屈服点。图1-4给出了几种
常见屈服现象和、的确定方法。用上述方法测得屈服载荷，分别用式
(1-1)、式(1-2)、式(1—3)计算出屈服点、下屈服点和上屈服点。
= (1—1)
= (1—2)
= (1—3)
(3)强化阶段 对应于拉伸图中的CD段。变形强化标志着材料抵抗继续变形的能力在增强。这也表明材料要继续变形，就要不断增加载荷。在强化阶段如果卸载，弹性变形会随之消失，塑性变形将会永久保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后重新加载时，加载线仍与弹性阶段平行。重新加载后，材料的比例极限明显提高，而塑性性能会相应下降。这种现象称之为冷作硬化。冷作硬化是金属材料的宝贵性质之一。工程中利用冷作硬化工艺的例子很多，如挤压、冷拔等。D点是拉伸曲线的最高点，载荷为，对应的应力是材料的强度极限或抗拉极限，记为，用式（1—4）计算
= (1-4)
(4)颈缩阶段 对应于拉伸图的DE段。载荷达到最大值后，塑性变形开始局部进行。这是因为在最大载荷点以后，冷作硬化跟不上变形的发展，由于材料本身缺陷的存在，于是均匀变形转化为集中变形，导致形成颈缩。颈缩阶段，承载面积急剧减小，试件承受的载荷也不断下降，直至断裂。断裂后，试件的弹性变形消失，塑性变形则永久保留在破断的试件上。材料的塑性性能通常用试件断后残留的变形来衡量。轴向拉伸的塑性性能通常用伸长率和断面收缩率来表示，计算公式为
折叠炕桌
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议