哈工大—低碳钢拉伸试验
低碳钢拉伸实验报告

低碳钢拉伸实验报告实验目的,通过对低碳钢的拉伸实验,了解其拉伸性能和力学性能,为材料的选择和设计提供参考。
实验原理,拉伸实验是通过对材料施加拉力,使其发生形变,从而研究材料的力学性能。
在拉伸实验中,通常会测定材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数。
实验步骤:1. 准备低碳钢试样,根据标准制备成标准试样尺寸;2. 将试样固定在拉伸试验机上,施加拉力;3. 记录拉力和试样的伸长量,绘制应力-应变曲线;4. 测定试样的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数。
实验结果与分析:通过拉伸实验,我们得到了低碳钢的应力-应变曲线,根据曲线的特征点,我们可以得到以下参数:1. 屈服强度,在应力-应变曲线上,屈服点对应的应力值即为屈服强度,通常表示材料开始产生塑性变形的能力。
2. 抗拉强度,应力-应变曲线上的最大点对应的应力值即为抗拉强度,表示材料抵抗拉伸破坏的能力。
3. 断裂伸长率,材料在拉伸破坏前的伸长量与原始长度的比值,表示材料的延展性能。
根据实验结果,我们可以得出低碳钢的力学性能参数,进而评估其适用性和使用范围。
通过对不同材料的拉伸实验,可以为工程设计和材料选择提供重要参考。
实验结论:通过本次拉伸实验,我们得到了低碳钢的力学性能参数,包括屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率等。
这些参数对于材料的选择和设计具有重要意义,能够帮助工程师和设计师在实际工程中选择合适的材料,保证产品的安全可靠性。
总结:拉伸实验是材料力学性能测试中常用的一种方法,通过对材料施加拉力,研究其力学性能。
低碳钢作为一种常用的结构材料,其力学性能对于工程设计具有重要意义。
因此,通过拉伸实验,可以全面了解材料的性能,为工程设计提供科学依据。
低碳钢的拉伸试验报告

低碳钢的拉伸试验报告拉伸试验是对材料的机械性能进行评价的常用方法之一。
本次实验旨在通过对低碳钢进行拉伸试验,研究其力学性能及断裂行为。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和实验步骤,并给出实验数据的分析与讨论。
一、实验目的:1.了解低碳钢的拉伸性能;2.掌握基本拉伸试验方法;3.研究低碳钢材料的拉伸特性及其对应的力学性能。
二、实验原理:拉伸试验是通过施加拉力来使试样拉伸,以研究材料的断裂行为、抗拉强度、屈服点、伸长率等力学性能。
拉伸试验可以得到应力-应变曲线,通过分析该曲线可以获得材料的力学性能。
三、实验装置:拉伸试验机、电子测力仪、千分尺、显微镜等。
四、实验步骤:1.准备试样:根据实验要求,从低碳钢材料中切割出符合标准尺寸的试样。
2.夹紧试样:用夹具将试样夹紧于拉伸试验机上。
3.调整试验装置:根据试样的尺寸和要求,调整拉伸试验机的参数,使其符合实验要求。
4.开始试验:开始拉伸试验,通过电子测力仪记录试样受力情况。
5.记录试验数据:在整个拉伸试验过程中,记录试样的伸长量和载荷等数据。
6.停止试验:当试样发生断裂时,停止试验,记录最后的载荷和伸长量。
五、实验数据分析与讨论:通过实验获得的数据,我们可以得到应力-应变曲线,通过分析曲线的特点,我们可以得到以下结论:1.抗拉强度:应力-应变曲线上的最高点即为抗拉强度,可以通过实验数据计算得出。
2.屈服点:应力-应变曲线上的曲线段开始发生明显的突变,即为材料的屈服点。
3.断裂点:应力-应变曲线上的曲线突然下降至零的点,即为材料的断裂点。
4.伸长率:试样断裂前的伸长量与试样的原始长度之比,可以用来衡量材料的延展性。
综上所述,本次实验通过对低碳钢的拉伸试验,探究了其力学性能及断裂行为。
通过对实验数据的分析,我们可以得出结论,对材料的性能进行评价和应用提供了重要的依据。
低碳钢拉伸试验报告

低碳钢拉伸试验报告一、实验目的。
本次实验旨在对低碳钢进行拉伸试验,通过测试低碳钢在拉伸过程中的力学性能,了解其材料的力学特性和断裂行为,为工程应用提供参考数据。
二、实验装置和试验方法。
1. 实验装置,拉伸试验机。
2. 试验方法,在拉伸试验机上固定低碳钢试样,并施加拉力,记录拉伸过程中的载荷和位移数据。
三、实验过程和结果分析。
在拉伸试验过程中,我们发现低碳钢试样在开始拉伸时,表现出较好的塑性变形能力,随着拉伸力的增加,试样逐渐进入线性拉伸阶段,直至达到最大拉伸强度。
在拉伸过程中,试样表面出现颈缩现象,最终发生断裂。
通过对试验数据的分析,我们得出低碳钢的拉伸强度为XXXMPa,屈服强度为XXXMPa,断裂伸长率为XX%。
四、实验结论。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 低碳钢具有较好的塑性变形能力,在拉伸过程中表现出良好的延展性;2. 低碳钢的拉伸强度和屈服强度较高,适用于要求较高强度的工程应用;3. 低碳钢的断裂伸长率较低,断裂前的塑性变形能力较差。
五、实验建议。
根据本次实验结果,我们建议在工程应用中,可以充分发挥低碳钢的高强度特性,但需要注意其断裂伸长率较低的特点,避免在受力过程中出现过大的应力集中,以免导致断裂。
同时,在实际生产中,应根据具体工程要求,选择合适的低碳钢材料,并合理设计零部件结构,以确保其安全可靠性。
六、实验总结。
通过本次拉伸试验,我们对低碳钢的力学性能有了更深入的了解,为工程应用提供了重要参考依据。
在今后的工作中,我们将继续深入研究材料的力学性能,并结合实际工程需求,不断优化材料选择和设计方案,为工程实践提供更可靠的支持。
七、参考文献。
[1] XXX,XXXX. 低碳钢力学性能研究[J]. 材料科学与工程,XXXX,XX(X),XX-XX.[2] XXX,XXXX. 金属材料力学性能测试与分析[M]. 北京,机械工业出版社,XXXX.以上为本次低碳钢拉伸试验的报告内容,如有疑问或补充意见,欢迎随时与我们联系。
材料力学实验报告低碳钢拉伸

材料力学实验报告低碳钢拉伸引言在材料力学实验中,拉伸实验是一种常见且重要的方法。
通过对材料的拉伸试验,我们可以得到材料在受力下的应力-应变关系,从而了解材料的力学性能和变形行为。
本实验旨在通过对低碳钢的拉伸试验,研究其拉伸性能和断裂特征。
实验目的1.测量低碳钢的拉伸强度、屈服强度、延伸率和断裂伸长率。
2.分析低碳钢的应力-应变曲线,并探讨其力学性能。
3.观察低碳钢在拉伸过程中的断裂特征。
实验原理1. 拉伸强度拉伸强度是指材料在拉伸过程中最大的抗拉应力。
在拉伸试验中,拉伸强度可以通过断裂之前所承受的最大载荷除以原始横截面积来计算。
2. 屈服强度屈服强度是指材料开始出现塑性变形时所承受的应力。
在拉伸试验中,材料会先经历线弹性阶段,然后进入塑性阶段。
屈服强度可以通过应力-应变曲线的0.2%偏移法来确定。
3. 延伸率延伸率是指材料在断裂时的伸长程度。
它是通过初始标距和断裂标距的比值乘以100%来计算的,常用来评估材料的塑性。
4. 断裂伸长率断裂伸长率是指材料在断裂前的伸长程度。
它是通过初始标距和断裂标距的比值乘以100%来计算的,常用来评估材料的韧性。
实验步骤1.制备低碳钢试样,并对其尺寸进行测量。
2.将试样固定在拉伸试验机上,并设置好拉伸速度。
3.开始拉伸试验,记录加载过程中的载荷和试样伸长。
4.当试样断裂后,停止拉伸试验,并记录试样断裂前的标距。
5.根据实验数据计算低碳钢的拉伸强度、屈服强度、延伸率和断裂伸长率。
实验结果与分析1. 实验数据根据实验记录,得到了如下数据:•断裂前标距:50 mm•断裂后标距:57 mm•最大载荷:6500 N•试样初始横截面积:20 mm²2. 计算结果根据上述数据,我们可以得到以下结果:•拉伸强度 = 最大载荷 / 初始横截面积•屈服强度 = 0.2%偏移处的应力•延伸率 = (断裂后标距 - 断裂前标距) / 断裂前标距 * 100%•断裂伸长率 = (断裂后标距 - 断裂前标距) / 断裂前标距 * 100%根据上述公式计算得到的结果如下:•拉伸强度 = 325 MPa•屈服强度 = 280 MPa•延伸率 = 14%•断裂伸长率 = 14%3. 分析与讨论由于低碳钢具有良好的可塑性和强韧性,因此在拉伸过程中,材料会经历明显的塑性变形和延展。
低碳钢拉伸试验的报告

低碳钢拉伸试验的报告
1.引言
低碳钢是一种常用的材料,具有较高的韧性和可焊性,广泛应用于制
造业中。
了解低碳钢的拉伸性能对于设计和使用该材料的产品非常重要。
本次试验旨在通过拉伸试验了解低碳钢的力学性能,并分析其断裂行为和
力学特性。
2.试验方法
2.1实验材料和设备:本次试验使用的低碳钢样品为标准低碳钢试样,其化学成分在试验报告中附上。
试验设备包括电子拉力计和拉力试验机。
2.2试验步骤:
(1)准备试样:按照标准规定,将低碳钢试样切割成符合要求的尺寸。
(2)安装试样:将试样夹紧在拉力试验机上,并调整试样的初始长度。
(3)开始拉伸:逐渐增加加载直至试样断裂,期间记录延伸和加载数据。
(4)数据处理:根据试验数据计算应力和应变,绘制应力-应变曲线。
3.试验结果分析
3.2强度指标:从应力-应变曲线中可以得到低碳钢的屈服强度、抗
拉强度和断裂强度等强度指标。
根据该试验,低碳钢的屈服强度为XXMPa,抗拉强度为XXMPa,断裂强度为XXMPa。
3.3断裂行为分析:低碳钢的断裂行为主要体现以下几种方式:韧性断裂、脆性断裂、层状断裂等。
通过试验观察和断口分析,初步判断低碳钢在拉伸过程中呈现出韧性断裂的特征。
4.结论
通过本次低碳钢拉伸试验,得到了低碳钢的力学性能数据和断裂行为特征。
试样在拉伸过程中呈现出良好的韧性,长时间内延伸能力较高。
根据试验结果,可以进一步分析低碳钢在实际应用中的性能和可靠性,提供参考依据。
实验一 低碳钢拉伸试验

低碳钢拉伸试验姓名:班级:日期:指导老师:一、试验目的1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。
2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。
二、试验要求按照相关国标标准(GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法)要求完成实验测量工作。
三、试验材料与试样本次试验的三个试样分别为经过退火、正火和淬火三种不同热处理的低碳钢试样。
退火是指将金属或合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
其组织晶粒细小均匀,碳化物呈颗粒状,分布均匀。
正火是指将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上30—50℃或更高的温度,保温达到完全奥氏体化后,在空气中冷却的热处理工艺。
其组织可能是珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织,它的晶粒和碳化物细小(比退火的晶粒更细小),分布均匀。
退火可消除过共析钢的网状二次碳化物。
淬火是指将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间,然后以大于临界冷却速度冷却,以获得非扩散型转变组织,如马氏体、下贝氏体的热处理工艺。
其组织可能为片状马氏体、板状马氏体、片状下贝氏体或它们的混合组织。
其组织是细小的马氏体及少量残余奥氏体,不存在先共析铁素体。
试样要进行机加工。
平行长度和夹持头部之间应以过渡弧连接,试样头部形状应适合于试验机夹头的夹持。
夹持端和平行长度之间的过渡弧的半径应为:≥0.75d即7.5mm。
本次试验采用的试样编号为R4,直径是10 mm,原始标距为50mm,平行长度Le≥55mm。
试样的精度要求包括①直径的尺寸公差为±0.07mm②形状公差即沿试样的平行长度的最大直径与最小直径之差不应超过0.04mm。
四、实验测量工具、仪器与设备根据国标要求,对于比例试样,应将原始标距的计算值修月之最接近5mm 的倍数,中间数值向较大一方修约,原始标距的标记应准确到±1%,即±0.5mm。
测量原始直径的分辨率不大于0.05mm。
工作报告-低碳钢拉伸试验报告

工作报告-低碳钢拉伸试验报告标题:工作报告-低碳钢拉伸试验报告引言:本报告旨在对一种低碳钢进行拉伸试验,并分析试验结果。
拉伸试验是材料力学中常用的一种试验方法,可以评估材料的力学性能和材料的延展性能。
通过这次试验,我们希望能够了解该低碳钢的力学性能,为后续工程应用提供参考。
试验目的:1. 评估低碳钢的强度和延展性能。
2. 了解低碳钢在拉伸过程中的变形行为。
3. 探究低碳钢的宏观断裂模式。
试验装置与试验方法:1. 试验装置:本次试验采用了万能试验机,负责施加拉力并记录应力和应变的变化。
2. 试样制备:选取一段低碳钢材料,根据相关标准制作出符合要求的试样。
3. 试验过程:将试样固定在试验机上,施加逐渐增大的拉力,同时记录拉力与伸长率的变化。
试验结果与分析:1. 应力-应变曲线:随着拉伸应变的增加,低碳钢试样的应力也逐渐增加。
在一定应变范围内,低碳钢表现出线性弹性行为,有良好的弹性恢复能力。
随着应变的增加,低碳钢逐渐进入塑性变形阶段,其应力也会逐渐减小。
2. 强度指标:根据试验结果,我们可以计算出低碳钢的屈服强度、抗拉强度和延伸率等指标。
通过这些指标,我们可以评估材料的力学性能和延展性能,并与相关标准进行对比。
3. 断裂分析:低碳钢在拉伸过程中最终发生断裂,我们可以观察到断口的形状和特征。
常见的断口形式有脆性断口、韧性断口等,可以通过断口分析了解材料的断裂特性和断裂原因。
结论:1. 根据试验结果,我们得出了低碳钢的力学性能和延展性能指标,并与相关标准进行了对比。
2. 通过断口分析,我们初步了解了低碳钢的断裂特性和断裂原因。
3. 本次试验为后续工程应用提供了低碳钢材料的基础性能评估,并为选材和设计提供了参考依据。
附录:相关数据表格、曲线图和断口照片等。
备注:该工作报告仅涉及拉伸试验的部分内容,最终报告将根据实际试验结果进行补充和修改。
实验一 低碳钢及铸铁的拉伸试验

实验一 低碳钢及铸铁的拉伸试验一、实验目的1、通过拉伸破坏试验观察、分析低碳钢和铸铁的拉伸过程,比较其机械性能。
2、测定材料的强度指标和塑性指标。
二、实验设备1、WEW-600屏显万能材料试验机或WE-B600液压万能材料试验机2、千分尺、游标卡尺、直钢尺三、试样的制备一般拉伸试样由三部分组成,即工作部分、过渡部分和夹持部分。
工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态。
均匀部分的有效工作长度L 0称做标距,d 0、A 0分别代表工作部分的直径和面积,它们的 关系规定为L 0= k 0A 。
为了使各种材料试件的尺寸和形状按国家统一规定,取试件直径d 0=10mm 标距L 0=10d 0或L 0=5d 0。
四、实验原理及方法常温下的拉伸实验可以测定材料的弹性模量E 、屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率δ和断面收缩率Ψ等力学性能指标,这些参数都是工程设计的重要依据。
1、低碳钢弹性模量E 的测定由材料力学可知,弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值,即 E=εσ因为σ=P /A, ε=ΔL/L 0,所以弹性模量E 又可表示为 E=L A PL 0∆ 式中:E —材料的弹性模量,σ —应力,ε —应变,P —实验时所施加的载荷A —以试件直径的平均值计算的横截面面积,L 0—引伸仪标距ΔL —试件在载荷P 作用下,标距L 0段的伸长量。
可见在弹性变形范围内,对试件作用拉力P ,并量出拉力P 引起的标距内伸长ΔL ,即可求得弹性模量E 。
实验时,如使用WEW-600屏显万能材料试验机,它采用电子测量技术,由计算机对数据进行处理,屏幕显示试验力和变形。
如使用WE-B600液压万能材料试验机,拉力P 值由试验机读数盘示出,标距L 0=50mm (不同引伸仪标距不同),试件横截面面积A 可算出,只要测出标距段的伸长量ΔL ,就可得到弹性模量E 。
在弹性变形阶段内试件的变形很小,标距段的变形(伸长量ΔL )需用放大倍数为200倍的球铰式引伸仪来测量。
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试验一 金属材料的拉伸与压缩试验1.1概 述拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形,变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中,不仅有一定的变形能力,而且对变形和断裂有一定的抵抗能力,这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验,可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
例如:弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。
除此而外,通过拉伸实验的结果,往往还可以大致判定某种其它机械性能,如硬度等。
我们以两种材料——低碳钢,铸铁做拉伸试验,以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。
这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图,及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响,就是同一材料由于试件的计算长度不同,其延伸率变动的范围就很大。
例如:对45#钢:当L 0=10d 0时(L 0为试件计算长度,d 0为直径),延伸率A 10=24~29%,当L 0=5d 0时,A 5=23~25%。
为了能够准确的比较材料的性质,对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。
按国标GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求,拉伸试件一般采用下面两种形式:图1.11. 10倍试件;圆形截面时,L 0=10d 0 矩形截面时,L 0=11.30S2. 5倍试件 圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.650S =π045S d 0——试验前试件计算部分的直径;S 0——试验前试件计算部分断面面积。
此外,试件的表面要求一定的光洁度。
光洁度对屈服点有影响。
因此,试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。
1.2拉伸实验一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
2.确定低碳钢在拉伸时的机械性能(比例极限R p 、下屈服强度R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、断面收缩率Z 等等)。
3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。
二、实验原理:拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。
在单向拉伸时F —ΔL (力——变形)曲线的形式代表了不同材料的力学性能,利用: 0F S σ=0L L ε∆= 可得到σ—ε曲线关系。
三、实验所用的设备、仪器和工具1、Zwick电子万能材料试验机一台2、游标卡尺一支3、记号笔一支4、低碳钢、铸铁试件各一个四、实验步骤:1.量度试件尺寸:1)量度直径d0。
对于圆试件,在计算长度的两端及中部三处用卡尺测量,每一处都要在两个互相垂直的方向上量出直径,取其直径最小值,测量精度到±0.1mm。
2)确定计算长度L0。
在试件中间等粗的细长部分内,量取计算长度L0(按10倍或5倍试件确定)。
然后用刻线机(记号笔等)把计算长度L0分成若干等分(通常是以5mm或10mm为一等分)。
以便当试件断裂不在中间时进行换算,从而求得比较正确的延伸率。
但刻线时,应尽量轻微。
建议使用下列表格表1.3。
1)打开主机电源2)静候数秒,以待机器系统检测3)打开TestXpert测试软件,选取相应测试程序(或直接在电脑桌面上双击程序图标)4)按主机“ON”按钮,以使主机与程序相连5)顺利后,点击“LE”图标以使夹具恢复到设定值6)用游标卡尺测量试样尺寸,并输入7)摆放试样于试样台,用夹具夹持试样一端8)点击“清零”图标,使力值清零9)用夹具夹持试样另一端10)点击“Start”图标,开始测试11)弹出试样尺寸确认框,输入试样尺寸,点击“OK”12)测试终止后,取出试样13)按“LE”按钮,使横梁自动恢复到初始位置,程序自动计算测试结果并作出图表14)将断裂后试样尺寸输入15)点击“Print Protocol”图标,打印测试报告16)保存测试结果文件,另存为*.zse格式的文件17)退出程序18)关闭主机电源,清理工作台4.试验注意事项:随时注意观察试件在拉伸过程中的形状变化和应力——应变曲线的变化情况。
1)当试件拉伸过程中,当应力——应变曲线出现平台时载荷即到达屈服阶段,在试件表面可能出现契尔诺夫滑移线。
2)过了屈服阶段后,观察冷作硬化现象。
3)当载荷到达最大值(F m)时,曲线开始回落下降,密切注意试件形状的变化,此时可看到颈缩现象。
4)试件拉断后,立即停机存盘。
打印出所得的拉伸图,取下试件并量度此时的断后标距长度L u(如果试件是断在计算长度之外的作废)和颈缩处的最小直径d u。
量度时将试件的两半接在一起,使其尽量紧贴。
5.试验结果整理和计算:1)对拉伸曲线的修正。
拉伸曲线得到后,往往在开始处形成如图3.3中所示的不规则的曲线。
这是由于试验开始时,握紧器、夹具和试件之间尚未紧密相接。
并非完全由于试件变形所致。
因此对此曲线要进行修正,即将拉伸图直线部分往下延长,它与横座标相交,交点即为原点2)根据拉伸图的比例,找出相应的R eL ,R m 。
并求出:下屈服点 R eL =0S F e强度极限R m =0S F m3)计算延伸率: A =00L L L u -100%试件拉断后的残余变形在整个长度的分布是非均匀的。
在颈缩部分大,而非颈缩部分残余变形小一些(见图3.4)。
由此看出,断在中间时,试件残余变形最大,延伸率也最大。
为了对同一种材料只得出一个相对稳定的值,不因断裂的位置而异,可以将试验所得到的残余变形换算成相当于试件在中间断裂时的“标准数值”此方法叫“断处移中法”(见图3.5)。
例如在图3.5中,其延伸率应换算为 A =002L L n m -+100%其中:m 及n 的小格数目依具体情况而选定。
4) 断面收缩率:图3.4 图3.5图3.2 图3.3Z =00S S S u100%S u ——颈缩处的最小面积。
5) 拉断时颈缩处的实际应力:R /m =u mS F1.3压缩试验一、试验目的研究和比较塑性材料与脆性材料在室温下单向压缩时的力学性能。
二、压缩试件与试验所用机器、仪器和工具:1、压缩试件取两种不同材料的试件——低碳钢和铸铁。
金属试件一般采用圆柱形,其高与直径之比应为l <L 0/d 0<2。
其它材料的试件一般都采用立方体。
2、试验所用机器、仪器和工具:与拉伸试验相同,采用压缩夹具。
三、试件步骤:1、量试件尺寸(长、宽、高、直径)。
2、把试件放在试验机上。
3、开机动器,进行试验,一直到试件破坏。
4、卸去载荷,取出破坏的试件。
5、打印出实验报告。
四、实验注意事项:1、低碳钢不能压到破坏,压到45kN 时即停止试验。
2、为了能很好地观察铸铁的破坏裂纹,在试验中,一但发现载荷值上升缓慢时,需及时停止加载。
五、试验结果的整理和计算1.低碳钢:低碳钢为塑性材料,其压缩图见图3.9,开始时遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。
相反地,图形逐渐向上弯曲。
这是因为在过了比例极限后,随着塑性变形的迅速增长,而试件的横截面积逐渐增大,因而承受的载荷也随之增大。
从实验我们知道,低碳钢试件可以被压成极簿的平板而一般不破坏。
因此,其强度极限一般是不能确定的。
我们只能确定的是压缩的屈服极限应力。
σsc =0scF S图3.9 低碳钢压缩 图3.10 铸铁压缩 2.铸铁:铸铁为脆性材料,其压缩图在开始时接近于直线,与纵轴之夹角很小,以后曲率逐渐增大,最后至破坏,因此只确定其强度极限(见图3.11)。
σbc =0bcF S铸铁试件受压力作用而缩短,表明有很少的塑性变形的存在。
当载荷达到最大值时,试件即破坏,并在其表面上出现了倾斜的裂缝(裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生)铸铁受压后的破坏是突然发生的,这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较,可以看出,铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。
抗压强度远远超过抗拉强度,这是脆性材料的一般属性。
1.4 电子万能材料试验机简介电子万能材料试验机简称电子万能试验机,是材料力学性能测试的专用设备,主要用于材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能试验。
电子万能试验机是机械技术、传感器技术、电子(计算机)测量、控制及数据处理技术结合的新型试验机。
与以往的机械式和液压式试验机相比,近年来生产的电子万能试验机最突出的特点是利用计算机控制试验过程,并完成测量数据的自动采集和处理。
不同厂家生产的电子万能试验机虽然在结构形式、操作界面、使用功能及技术性能上存在差异,但基本结构和工作原理是类似的,一般都包括机械加载架、试样夹持装置、测量系统、动力系统、传动系统、控制系统、计算机系统等基本工作单元。
常见电子万能试验机按照最大载荷划分为10kN 、20 kN 、50 kN 、100 kN 、200 kN 、250 kN 等不同的规格,下面以国产CMT5105型100kN 电子万能试验机为例做一简要介绍。
图3.13 电子万能材料试验机一、电子万能材料试验机的结构与工作原理图3.13是Zwick 电子万能试验机的照片,图3.14是电子万能试验机的结构及工作原理示意图。
电子万能试验机的机械加载架一般为“门式”结构,有单空间和双空间两种形式,由立柱、滚珠丝杠、上横梁、下横梁、移动横梁构成。
单空间是指试验机的拉伸和压缩共用同一个加载空间,而双空间是指试验机设有拉伸和压缩两个加载空间。
单空间试验机在拉伸试验转换为压缩试验或由压缩试验转换为拉伸试验时,需要更换夹具,而双空间试验机不存在这个问题,因此使用比较方便。
Zwick 型试验机是单空间式的。
在拉伸时安装有拉伸夹具,在压缩时安装有压缩夹具和弯曲夹具。
测力传感器、引伸计、光电编码器、数据采集电路(与控制系统集成在一起)组成测量系统,测力传感器用于测量试验载荷,引伸计用于测量试样的变形,光电编码器用于测量横梁移动的位移。
各个测量信号均经过数据采集电路送入计算机储存、处理和显示。
伺服电机的输出功率经减速器、同步齿形带传递给滚珠丝杠,然后滚珠丝杠带动移动横梁升降将试验载荷施加到试样上。
伺服控制器与伺服电机和光电编码器组成闭环控制系统,控制移动横梁的运动。
伺服控制器向上经过控制电路与计算机联系,最终由计算机实现对可移动横梁的运动进行控制,包括位置、速度等。
由于电子万能试验机采用了闭环控制,加载过程和数据采集都是在计算机的控制下完成的,因此可以选择不同的参数控制方式进行试验。
参数控制方式是指以应力(或载荷)、位移、应变等诸试验参数中的某一个作为加载控制因素。
例如,“位移控制”就是设定横梁的运动速度(通常是恒定速率),让试验机按照设定的横梁速度和方向对试样进行加载。
图3.14电子万能材料试验机的结构及工作原理1.立柱2.拉伸夹具3.拉伸试样4.移动横梁5.测力传感器6.压缩夹具7.弯曲夹具8.下横梁9.同步齿型传动带10.带轮11.光电编码器12.伺服电机13.上横梁14.滚珠丝杠15.引伸计16.手控键盘17.减速机三、电子万能试验机的使用注意事项:1、由于电气参数初始化的原因,开机、关机时要注意顺序,开机顺序为主机-计算机-打印机,关机顺序为试验机-打印机-计算机。