材料拉伸实验
材料的 拉伸 与 压缩 实验
材料的拉伸与压缩实验实验目的：一、拉伸实验1. 观察材料在拉伸过程中所表现的各种现象。
2. 确定低碳钢的流动极限（屈服极限）、强度极限、延伸率和面积收缩率；确定铸铁的强度极限。
3. 比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）机械性质的特点及破坏情况。
4. 学习电子万能实验机的构造原理，并进行操作练习。
二、压缩实验1．确定压缩时低碳钢的流动极限和铸铁的强度极限。
2．观察低碳钢、铸铁压缩时的变形和破坏现象。
3．学习电子万能实验机的构造原理，并进行操作练习。
实验设备与仪器：微机控制电子万能试验机、应变仪、三相变压器、游标卡尺等。
实验原理：塑性材料和脆性材料在拉伸时的力学性能。
(参考材料力学课本)实验步骤：一、拉伸实验1、试验前的准备工作对低碳钢试样打标距，用试样打点机或手工的方法在试样工作段确定L0=100mm的标记。
试样越短，局部变形所占比例越大，δ也就越大。
2、测量试样尺寸测量方法：测量两端标据点内侧及中间这三个截面处的直径，在每一横截面内沿相互垂直的两个直径方向各测量一次取平均值。
用测得的三个平均值中最小值计算试件的原始横截面积S0 。
3、实验操作步骤1) 接好电源，开启电源开关。
2) 根据低碳钢的抗拉刚度Rm(σb)和原始横截面积S0 估计试件的最大载荷Fm 。
3) 调整试验力为“零”。
4)安装试样。
先上后下5) 输入试验编号并回车确认。
6) 试件参数的设定。
点击“试样”键进入试样参数输入区。
输入：试样截面形状：圆形；ID：学号；标距：100mm;直径：测量值的最小平均值mm。
输入后点击“完成并返回”键。
7）开始试验。
点击“开始试验”键，实验开始。
试验时注意观察显示屏上曲线的变化和荷载的变化，观察相应试验现象的变化。
8）试样断裂后立刻点击停止实验。
9）读取在屏幕上的图像曲线上，找出F eH上屈服点（力）、F eL下屈服点（力）、F m最大荷载（力）及对应的荷载数值。
并保存数据，填写记录表。
二、压缩实验1、测量试样尺寸用游标卡尺测量直径d0。
材料力学拉伸实验
材料力学拉伸实验材料力学是工程学中的重要基础学科，它研究材料在外力作用下的力学性能。
在工程实践中，对材料的拉伸性能进行测试是非常重要的，因为这可以帮助工程师了解材料的强度、韧性和延展性等重要性能指标。
本文将介绍材料力学拉伸实验的基本原理、实验步骤和数据分析方法，希望能对相关领域的学习和研究提供帮助。
1. 实验原理。
材料在外力作用下会发生形变，其中最常见的一种形变是拉伸形变。
当外力作用在材料上时，材料会发生拉伸变形，这时材料会产生应力和应变。
应力是单位面积上的力，而应变是单位长度上的形变量。
拉伸实验可以通过施加不同的拉伸力来研究材料的应力-应变关系，从而得到材料的力学性能参数。
2. 实验步骤。
（1）准备工作，首先准备好需要进行拉伸实验的材料样品，通常为圆柱形。
然后根据实验要求选择合适的拉伸试验机，并安装好相应的夹具。
（2）样品加工，将材料样品切割成符合实验要求的尺寸，并在样品上标记好长度和直径等必要的信息。
（3）安装样品，将样品夹持在拉伸试验机上，并调整夹具，使样品处于合适的位置。
（4）施加载荷，通过拉伸试验机施加逐渐增加的拉伸力，记录下相应的载荷和伸长值。
（5）数据采集，在拉伸过程中，实时记录载荷和伸长值，并绘制应力-应变曲线。
（6）数据分析，根据实验数据，计算出材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度等力学性能指标。
3. 数据分析方法。
拉伸实验得到的主要数据是载荷和伸长值，通过这些数据可以计算出应力和应变。
应力是载荷与样品初始横截面积的比值，而应变是伸长值与样品初始长度的比值。
绘制应力-应变曲线后，可以得到材料的屈服点、抗拉强度和断裂点等重要参数。
4. 结论。
材料力学拉伸实验是研究材料力学性能的重要手段，通过实验可以得到材料的力学性能参数，为工程设计和材料选型提供重要参考。
在进行拉伸实验时，需要注意样品的加工和安装，以及实验数据的准确记录和分析。
希望本文的介绍能够对相关领域的学习和研究有所帮助。
材料拉伸实验
实验一：光滑静态拉伸试验金属材料的拉伸试验是人们应用最广泛的测定其力学性能的方法。
试验时取一定的标准试样，在温度、环境介质、加载速度均为确定条件下将载荷施加于试样两端，使试样在轴向拉应力作用下产生弹性变形、塑性变形、直至断裂。
通过测定载荷和试样尺寸变化可以求出材料的力学性能指标。
一、实验数据分析与处理n 0.2721S b290.6534 535.09796e B0.00406 0.17887ψeB-0.00406 -0.178871.1光滑钢1.1.1计算机数据图1—1 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—2 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-5 15:43Linear Regression for A0709032_lgS:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 2.9417 0.00425B 0.2721 0.00386------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99321 0.00788 70 <0.0001经计算得：K=10A=102.9417=874.38MPan=B=0.27211.1.2坐标纸数据图1—3 钢光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—4 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—5 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-6 20:24Linear Regression for Data1_lgs:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 3.19016 0.05524B 0.6578 0.06625------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.95726 0.02645 11 <0.0001经计算得：K=10A=103.19016=1549.39MPan=B=0.65781.2光滑铸铁1.2.1计算机数据图1—6 铸铁光滑拉伸试验应力~应变曲线1.2.2坐标纸数据图1—7 铸铁光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—8 光滑铸铁拉伸试验应力~应变曲线（注：对于光滑铸铁，没有“均匀塑性变形阶段”，所以不能得到K，n值。
力学拉伸实验报告实验
一、实验目的1. 了解材料在拉伸过程中的力学行为，观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象。
2. 测定材料的拉伸强度、屈服强度、抗拉强度等力学性能指标。
3. 掌握万能试验机的使用方法及拉伸实验的基本操作。
二、实验原理材料在拉伸过程中，其内部微观结构发生变化，从而表现出不同的力学行为。
根据胡克定律，当材料处于弹性阶段时，应力与应变呈线性关系。
当应力达到某一值时，材料开始发生屈服，此时应力不再增加，应变迅速增大。
随着应力的进一步增大，材料进入强化阶段，应力逐渐增加，应变增长速度减慢。
当应力达到最大值时，材料发生颈缩现象，此时材料横截面积迅速减小，应变增长速度加快。
最终，材料在某一应力下发生断裂。
三、实验仪器与设备1. 万能试验机：用于对材料进行拉伸试验，可自动记录应力与应变数据。
2. 拉伸试样：采用低碳钢圆棒，规格为直径10mm，长度100mm。
3. 游标卡尺：用于测量拉伸试样的尺寸。
4. 电子天平：用于测量拉伸试样的质量。
四、实验步骤1. 将拉伸试样清洗干净，用游标卡尺测量其直径和长度，并记录数据。
2. 将拉伸试样安装在万能试验机的夹具中，调整夹具间距，确保试样在拉伸过程中均匀受力。
3. 打开万能试验机电源，设置拉伸速度和最大载荷，启动试验机。
4. 观察拉伸过程中试样的变形和破坏现象，记录试样断裂时的载荷。
5. 关闭试验机电源，取出试样，用游标卡尺测量试样断裂后的长度，计算伸长率。
五、实验数据与结果1. 拉伸试样直径：10.00mm2. 拉伸试样长度：100.00mm3. 拉伸试样质量：20.00g4. 拉伸试样断裂载荷：1000N5. 拉伸试样断裂后长度：95.00mm根据实验数据，计算材料力学性能指标如下：1. 抗拉强度（σt）：1000N / (π × (10mm)^2 / 4) = 784.62MPa2. 屈服强度（σs）：600N / (π × (10mm)^2 / 4) = 471.40MPa3. 伸长率（δ）：(95.00mm - 100.00mm) / 100.00m m × 100% = -5%六、实验分析1. 本实验中，低碳钢试样在拉伸过程中表现出明显的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象，符合材料力学理论。
拉伸实验操作方法与实验步骤
拉伸实验操作方法与实验步骤一、引言拉伸实验是材料力学实验中常用的一种试验方法，通过对材料进行拉伸加载，研究材料的力学性能和变形行为。
本文将介绍拉伸实验的操作方法与实验步骤，帮助读者了解如何正确进行拉伸实验。
二、实验前准备1. 准备材料：根据实验需求选择合适的材料样品，确保材料样品的质量符合实验要求。
2. 检查设备：检查拉伸试验机的工作状态，确保设备正常运行。
同时，检查传感器、测量仪器等设备的准确度和灵敏度。
3. 样品制备：根据实验要求，制备材料样品。
对于金属材料，通常采用切割或冲压的方式制备样品；对于非金属材料，可以通过模具制备样品。
三、实验操作方法1. 安装样品：将制备好的样品安装在拉伸试验机上。
确保样品的安装牢固，并且样品的几何尺寸符合实验要求。
2. 调整试验机：根据实验需求，调整拉伸试验机的参数，如加载速度、加载方式等。
同时，根据实验要求选择合适的测量仪器，如应变计、力传感器等。
3. 开始实验：启动拉伸试验机，开始加载样品。
根据实验要求，可以选择不同的加载方式，如恒速加载、恒应力加载等。
4. 数据记录：实验过程中，及时记录样品的载荷-位移曲线、应力-应变曲线等数据。
可以使用计算机或数据采集系统进行数据记录。
5. 实验结束：当样品达到破坏点或实验要求时，停止加载，并记录相应的数据。
注意安全操作，避免对实验人员和设备造成伤害。
四、实验步骤1. 样品准备：根据实验要求，制备合适的材料样品。
2. 样品安装：将样品安装在拉伸试验机上，并调整好样品的初始长度。
3. 参数设置：根据实验要求，设置拉伸试验机的参数，如加载速度、加载方式等。
4. 开始实验：启动拉伸试验机，开始加载样品。
根据实验要求，可以选择不同的加载方式。
5. 数据记录：实验过程中，及时记录样品的载荷-位移曲线、应力-应变曲线等数据。
6. 实验结束：当样品达到破坏点或实验要求时，停止加载，并记录相应的数据。
五、实验注意事项1. 安全操作：在进行拉伸实验时，要注意安全操作，避免对实验人员和设备造成伤害。
拉伸实验及操作规程
拉伸实验及操作规程拉伸实验是一种常用的材料力学性质测试方法，通过对材料的拉伸过程进行观测和测量，得到材料的拉伸性能指标，如抗拉强度、屈服强度、断裂延伸率等。
本文将介绍拉伸实验的操作规程及相关注意事项。
一、实验目的1. 了解材料的拉伸性能。
2. 计算材料的抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率等指标。
3. 分析材料的断裂方式和断口的形态。
二、实验仪器设备1. 电子万能试验机2. 拉伸试样3. 萘酚蓝液或其他显色液4. 显微镜5. 显示屏或打印机三、实验步骤及操作规程1. 准备试样：根据材料的具体要求，制备符合标准尺寸的拉伸试样。
试样的制备要严格按照标准，保证试样的尺寸和形状的一致性。
2. 试样夹持：将试样放入夹具中，保证试样受力均匀，夹具的夹持力要符合要求，防止试样在拉伸过程中发生位移和变形。
3. 试验条件设置：根据试样的具体要求和标准，设置试验机的拉伸速度、采样频率等参数。
一般来说，拉伸速度应该控制在一定范围内，避免过快或过慢引起试样的变形和破坏。
4. 开始拉伸：启动试验机，使其开始进行拉伸试验。
在拉伸过程中，对试样受力进行连续测量，并记录下各个拉伸阶段的数据。
5. 记录数据：在试验机进行拉伸试验时，对试样进行力和变形的测量，并及时记录数据。
通常可以通过试验机的显示屏或打印机输出试验数据。
6. 观察试样的变化：在拉伸过程中，可以通过显微镜观察试样的断裂形态及断口的形态。
若有需要，可以使用显色液对试样进行染色，以便更好地观察试样的断面结构。
7.计算指标：根据试验数据计算材料的抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率等指标。
具体的计算方法可以参考相应的标准或手册。
四、实验注意事项1. 严格按照标准要求进行试验，确保试验结果的准确性和可靠性。
2. 在试验过程中确保试样夹持牢固，受力均匀，避免试样发生滑动或变形。
3. 进行试验时须佩戴好个人防护装备，如实验手套、护目镜等，避免发生意外事故。
4. 试验结束后及时清理试验台面和试验机，保持实验环境整洁。
材料力学实验之拉伸实验
拉伸实验
1．测量拉伸试样原始尺寸：直径d0，长度l0。 2．安装试样，进行加载，测出材料的屈服载荷Fs、最大载荷Fb。 3．测量试样断后尺寸:直径d1，长度l1。 4．观察并描述试样破坏后断口特点。
实验报告要求（按实验目的完成报告）
1．计算材料强度指标、塑性指标和低碳钢拉伸弹性模量E(GPa)。
2．描述拉伸断口特点。
双
侧
电 子 引
用双侧电子引伸计
测量变形量 Dl
伸
计
l为0 引伸计刀口间
距离 l0 50mm
拉伸实验
试验方法： 将引伸计安装在试样上，受拉力后所产生的伸长量与力之间的
线性关系由计算机显示，如下图。
求出直线上 a、b 两点的力和伸长量， F
用增量法，计算弹性模量E。
b
用增量法，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算式为：
E DF l0 D(Dl) A0
一、实验目的
拉伸实验
1、测定低碳钢拉伸弹性模量E、屈服点σs、 抗拉强度σb、断后伸长率δ、断面收缩率ψ。
2、测定铸铁抗拉强度σb，断后伸长率δ。
二、实验设备及仪器
1. 电子万能材料试验机； 2. 0.02mm游标卡尺； 3. 双侧电子引伸计。
实验试样
拉伸试样 —— 试验采用标准圆形试样
拉伸实验
长试样 l0=10d0
短试样 l0= 5d0
l0
d0
三、实验原理
1、低碳钢拉伸时的力学性能：
F
试样装在试验机上，受到轴向拉力
F 作用，试样标距产生伸长量 D。l 两者
之间的关系如图。
低碳钢试样的变形过程，大致可分为四
个变形阶段——弹性阶段、屈服阶段、强
化阶段、局部变形阶段。
材料拉伸实验-PPT
拉伸试验机
显微镜
用于对材料进行拉伸测 试，测量材料的拉伸强 度、延伸率等性能指标。
用于观察材料的微观结 构，了解材料的晶粒大 小、晶体结构等信息。
硬度计
用于测量材料的硬度， 了解材料的物理性质和
机械性能。
电子天平
用于称量材料的质量和 尺寸，保证测量结果的
准确性。
实验材料
金属材料
如钢铁、铜、铝等，用于制造各种机 械零件和结构件。
符合标准。
试样加工
02
对试样进行必要的加工，如切割、打磨等，确保试样的表面质
量和尺寸精度。
标定标距
03
在试样上标定出用于测量的标距，确保拉伸过程中标距的准确
性。
安装试样
01
02
03
安装夹具
将试样安装在拉伸试验机 的夹具中，确保夹具的夹 紧力适中，避免对试样造 成损伤。
调整初始张力
调整试样的初始张力，使 试样在拉伸过程中保持稳 定。
选择适合的试样尺寸和形状， 以满足实验要求和标准。
加载过程
通过拉伸机对试样施加拉伸载 荷，使试样逐渐变形直至断裂 。
数据记录
在实验过程中，记录试样的载 荷、变形量、应变等数据，用 于后续分析。
结果分析
根据记录的数据，计算材料的 弹性模量、屈服强度、抗拉强
度等力学性能指标。
02
实验设备与材料
实验设备
塑料材料
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，用 于制造各种包装材料、管道、容器等。
复合材料
如玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑 料等，用于制造高性能的航空航天器、 汽车等。
无机非金属材料
如陶瓷、玻璃、水泥等，用于制造耐 高温、耐腐蚀的器件和建筑材料。
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郑州大学力学实验中心
光弹性材料条纹值的测定试验 本试验用光弹性方法测定光弹性材料条纹值，通过试验可使学生掌 握环氧树脂模型材料条纹值的试验测定方法，为光弹性法的应力分 析提供必要的性能指标。通过本试验也使学生对光弹性试验方法原 理和设备有所了解。 一 、试验目的 1.熟悉光弹性仪的光学元件及光场布置，了解光弹性试验基本原理, 认识等差线、等倾线及其参数确定方法； 2.用圆盘试样测定环氧树脂模型材料的应力条纹值，掌握条纹值的 试验及计算方法。
(5)进行试样参数设置；科研用机还要进行报告参数设置、测试参数设置、设置选项等试 验设置，选择适宜参数；WDW-100D试验机为双测力传感器，还要选择测力传感器。 (6)设置完毕，按试验程序界面右下角的“启动”按钮，启动试验机主机，用手动操作盒 调节活动平台高度到适当位置后，安装试样。手动夹具通过手动加紧试样；液压夹具需先 按主机底座右侧的“启动油泵”，使油泵工作，通过“松”、“紧”按钮调节夹具与加紧 试样。 (7)试样装好后，安装引伸计。然后将“载荷示值”与“变形示值”调零。 (8)调零后，按“开始测试”自动完成测试。测试完毕自动显示结果。注意：任何时候出 现问题，立即按下主机或控制器红色按钮，或程序界面的“停车”可紧急停车！任何时候 当试验机自动保护或外部限位保护其作用时，说明试验操作超出允许范围，请不要随意动 手，联系管理人员分析解决！ (9)按“试样参数”补充修改人工测量的相关参数，完善主要实验结果。 (10)按“写远程数据库”将主要结果上传到服务器专用数据库。 (11)关闭试验界面，回到管理界面，教学试验需录入评分项数据，科研试验无此要求。 (12)录入完毕，按“完成试验”结束试验，之后在程序界面左下角按“调入历史记录”可 浏览试验评分结果，最后关闭“华龙测试”程序。 5.关机操作 关机时先关闭主机、计算机和显示器电源，最后关闭DOLI控制器。
二、 试验设备 1．光弹性仪 2．圆盘标准试样 3．游标卡尺及钢尺
三 、试验原理 光弹性试验是利用某些透明材料（如环氧树脂或聚碳酸脂等）的暂 （11－1） 时双折射效应进行应力分析的方法，它将实际构件根据相似定律设 计制作成物理相似模型，利用偏振光通过此模型时所产生的光效应 来测定模型中的应力状态，并按相似关系换算到实际构件应力。电 测法只能测定构件表面离散点的应力状态，而光弹性实验能获得构 件应力的全场信息。光弹性实验的主要设备为偏光弹性仪。 一、模型在正交平面偏振场中的光效应 偏光弹性仪有一些光学元件组成。若由光源L、起偏镜P和检偏镜A 构成光场，称为平面偏振场。若P与A的偏振轴相互垂直，称为正交 平面偏振场；而若P与A的偏振轴相互平行，称为平行平面偏振场。 在正交平面偏振场中放置平面应力模型，经过起偏镜P形成的平面 偏振光E在进入模型时将沿主应力方向分解成互相垂直的偏振分量， 由于两方向主应力不同导致光的传播速度不同，两偏振分量在出射 模型时会产生光程差δ（δ与主应力差σ1-σ2成正比）。光在透过检 偏镜A时，又被合成为平面偏振光E’,可以推导其光强为 I sin 2 sin 2 2
由该式可得到两个消光条件：1.当α=0°或90°，I=0；2.当δ=nλ(n=0,1,2…)，I=0。 于是，在平面偏振场下可得到两种不同的试验资料— 等倾线与等差线，等倾线与等差线同时出现，看到的是混合条纹。但在同步旋转 起偏镜与检偏镜时，等倾线会移动，而等差线无变化。
。
材料有明显屈服点，塑性变形很大，在达到 最大力时发生局部收缩变形，然后断裂，断 口附近呈流线型，断口呈凸凹状。
图1低碳钢试样的拉伸曲线及破坏形式 材料无屈服现象，没有明显塑性 变形，在达到最大力时，沿横截 面脆性断裂。
图2铸铁试样的拉伸曲线及破坏形式
四、 实验步骤 1.用划线机在试样上划出原始标距； 2.测量试样尺寸； 3.开机操作 (1)所有电源线接入插座，开通总电源。主机或控制器红色按钮为拔 出状态。 (2)打开DOLI控制器电源，待面板显示“PC CONTROL”后，再打 开主机电源开关，开启计算机与显示器。WDW-600D型试验机还要 接通油泵电源。 4.试验操作 (1)双击计算机桌面上的“华龙测试”网络版软件图标，注册登录。 (2)按菜单“教学试验”或“科研试验”进入相应管理界面。 (3)进入管理界面后，输入由管理员分配的试验编号、按“调入试验” 调入相应试验、按“添加试验小组成员”逐一添加成员。 (4)按“启动试验程序”，进入试验操作界面。
五、实验结果处理 根据试验测得的下屈服力最大力，断面标距和断口截面积计算屈服点抗拉强度 断 后伸长率和断面收缩率
Fsl s A0
l l 1 0 100% l0
Fb b A0
A0 A1 100% A0
计算结果须按《国标》规定进行数值修约，各项指标要根据其计算 数值大小参照下表进行修越，数值的取舍应按四舍六入规则进行。
表1 材料拉伸性能的数值修约规定
拉伸性能
范围 ≤200MPa <200—1000MPa >1000MPa ≤10% >10% ≤25% >25%
修约到 1MPa 5Mpa 10MPa 0.5% 1% 0.5% 1%
s b
Hale Waihona Puke