实验一 低碳钢轴向拉伸时的力学性能的测定与全应力应变曲线的绘制 实验日期 年 月 日
指导教师 实验地点
一、实验目的
1、熟练掌握电子万能试验机的构造及使用方法
2、分析金属材料在拉伸时的基本性能
1、借助于材料试验机绘制全应力应变曲线；
2、基于胡克定律，并借助于全应力应变曲线测定低碳钢的弹性模量；
3、观察低碳钢在拉伸时的各种现象，并从全应力应变曲线标出变形过程中的四个阶段：线弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段； 4、基于全应力应变曲线，分析计算四个强度参数：σp—比例极限、σe—弹性极限、σs—
屈服极限、σb—强度极限；
5、从全应力应变曲线读出其塑性性能指标伸长率，并计算断面收缩率鳏夫的房产。
成果形式二、实验设备（规格、型号）
1、烟台力尔电子拉扭试验机；
2、游标卡尺。
三、实验原理
在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径和标距。实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内。然后开动实验机，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（曲线，见图1），随着载荷的逐渐增大或者逐渐减小，材料呈现出不同的力学性能：
（1）弹性阶段（Ob段）
在拉伸的初始阶段，曲线（Oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理式，这一阶段称为弹性阶段。线性段的最高点称为材料的比例极限（），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。弹性阶段后，曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，
（2）屈服阶段（bc段）
超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。屈服阶段出现的变形，是不可恢复的塑性变形。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（）。
（3）强化阶段（ce段）
经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性过程中不断发生强化，因而试样中的抗力不断增长。这一阶段成为强化阶段。在强化阶段试样的变形主要是塑性变形，其变形量要远大于弹性变形。在此阶段中可以较明显地观察到整个试样横向尺寸的减小。 （4）颈缩阶段（ef段）
试样拉伸达到强度极限之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状。 由于“紧缩”部分的横截面面积急剧减小，因此荷载读数反而降低，一直到试样被拉断。这一阶段也被称为局部变形阶段。
四．实验步骤
1、测量低碳钢的初始直径和初始标距长度：在试样标距段的两端和中间三处测量试样直径，将三处直径取平均值并做好记录，该平均值取作试样的初始直径。用游标卡尺测量低碳钢试样的初始标距长度。
2、安装试件：开启电子万能试验机电源，与电脑联机，在试验机上装夹低碳钢试样：先用下夹头卡紧试样一端，再下降试验机活动横梁，使上端缓慢插入夹头的卡板中，锁紧夹头，进行保护从而消除夹持力。
3、在最初加载过程中，还处于弹性阶段。进入屈服阶段后，变形变大，并观察曲线斜率的变化，继续加载直至试样断裂。
4、在实验过程中，注意观察屈服、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象。
5、试样断裂后，取下试样，测量断后最小直径，断后标距长度。
6、数据处理。
五．实验数据记录
试验前试样尺寸 |
材料 | 标距/mm | 初始直径/mm | 初始横截面面积/mm2 |
截面1 | 截面2梦稿本 | 截面3 | 平均 |
低碳钢 | 95.29 | 三峡情缘网9.96 | 9.96 | 9.94 | 9.95 | 77.76 |
| | | | | | |
试验后试样尺寸 | 一优推广
断裂后标距长度/mm | 断口（颈缩）处最小直径/mm | 断口处最小横截面面积/mm2 |
截面1 | 截面2 | 平均 |
125.44 | 5.50 | 5.50 | 5.50 | 23.76 |
| | | | |
六、实验数据处理
伸长率：31.6%
断面收缩率：=69.4%
应力应变曲线如下图：
根据拟合的应力应变曲线，斜率即为低碳钢的弹性模量即
弹性模量：=157.74GPa
σp—kta比例极限、=
σe—弹性极限、=
σs—屈服极限、=
σb—强度极限；=
七、实验结果分析讨论
通过全应力应变曲线能读出材料受力的各个阶段，从图上能清晰看出来为什么塑性材料常以屈服极限作为其极限应力；同时发现，构件处于强化阶段实施卸载。如卸载后重新加载，曲线将沿卸载曲线上升，而当再加载时试件的线弹性阶段将增加，同时其塑性降低。
七、实验注意事项
1、实验前注意检查试验机电源是否接通，检查程序是否正确。
2、实验时，必须严格遵守电子万能试验机的操作规程。
3、在安装试件时要注意夹具的选型，选择合适的夹具夹紧，上下对齐。
4、夹好试样后，由于此时试样已经在受力，要对试样中的初始力为零或接近零。
八、心得体会
1、注意加载方式，可以用力去控制，也可以用位移去控制。
2、要培养自己做实验的良好习惯，在做实验前要检查所有设备、仪器及设备的连接，在实验过程中要养成多观察，多动手记数据的好习惯，要学会通过实验加强自己的理论知识，巩固自己的理论知识。
3、在做实验的时候一定要全身心投入，不能分心，防止出现错误。同时还要注意安全。
实验二 低碳钢轴向压缩时全应力应变曲线的绘制及其拉压力学性能对比
实验日期 年 月 日
指导教师 实验地点
三、实验目的
1、熟练掌握电子万能试验机的构造及使用方法
2、分析金属材料在拉伸时的基本性能
1、借助于材料试验机绘制全应力应变曲线；
2、基于胡克定律，并借助于全应力应变曲线测定低碳钢的弹性模量；
3、观察低碳钢在压缩时的各种现象；
4、基于全应力应变曲线，获取强度参数σs—屈服极限；
四、实验设备（规格、型号）
1、烟台力尔电子拉扭试验机；
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