金属材料的拉伸实验

学
件的原始标距和
刻线
工 断后标距，在实
程 力 学
验前应将试件的 标距段刻上均匀
实
的刻度，如图所
验
示：
中
心
昆 明
（2）测取试件尺寸：
理
测取试件的原始直径d0,测量时取三个
工
截面，在每个截面的相互垂直的两个方
大 学
向上量取直径，然后算出该截面的平均
工
直径；最后取三个截面的直径中的最小
程 力
直径作为d0。
大 （2）、游标卡尺（如图2）；
学
工
程
力
学
实
验
中
图1：CCSS44100
心
电子万能材料实验机
图2：游标卡尺
昆 明 理 工
3、试件
实验表明，试件的尺寸和形状对试验结果都有影响。
为了避免这种影响，使各种材料的试验结果具有可比
性，必须将试件尺寸、形状和试验方法都统一规定，
大
使试验标准化，常用的拉伸试件有圆形和矩形截面两
心
强化阶段和颈缩阶段。试验过程中要注意观察，读取屈服载荷Fs和
最大载荷Fb。
昆
明
理
工
大
学
工
程
力
学
实
验
中
铸铁试件的拉伸图，力和变形没有明显的线性关系，没有屈服和
心
颈缩现象；拉伸时塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷
而突然断裂；断后延伸率δ和截面收缩率ψ都很小。
昆 明
5、实验步骤
理
工 大
（1）为了量取试
学
实
验
中
心
昆
明
理
工 大
（3）根据试件的材料，用
学 工
Fmax b.A0
程
力
估算试件所能承受的最大载荷，考虑试
学
验机量程是否能够满足要求。
实
验
中
心
(4)装夹试件,进行拉伸，设置试验条件，
昆
设置条件并按所设条件进行拉伸实验，直至
明
试件被拉断。试验结束后，CCSS44100电
理
子万能材料试验机会将屈服载荷和最大载荷 都通知你。将试件取下，量取断后标距L，
金属材料的拉伸实验
昆明理工大学工程力学实验中心
昆
明 金属材料的拉伸实验
理
工 材料的拉伸实验是研究材料力学性能的
大 学 工
最基本的实验。通过拉伸实验，可以测 定材料在常温、静载条件下的强度和塑
程 性指标，了解材料的受力与变形的关系，
力
为工程中评定材质、强度计算及合理设
学 实
计提供科学依据。
验
中
心
昆 明
LB
C
学
B
LBC1
工 程
BD之间是奇数格：
L LAB LBC LBC1
力
学
BD之间是偶数格：
A
O
B
C
D
实
验
中
LA
LB
L LAB 2LBC
心
B
C
昆 试件的断口形貌极其性能特征：
明
理
工
大
学
工
程
力
学
低碳钢试件的断口形貌
实
铸铁试件的断口形貌
验
中
心
中 心
L0 5d0, 称为短试件。
昆 明
4、实验原理
理 工
材料的力学性 能指标由常温、 静载下的拉伸
大
来自百度文库破坏实验确定。
低碳钢拉伸曲线
学
整个实验过程，
工 程
力与变形的关 系可由拉伸图 表示，试验机
力
采集的数据可
学
直接显示在电
实 验
脑屏幕上，并 自动绘制出拉 伸图。
中
低碳钢拉伸试验过程分四个阶段：线弹性阶段；屈服阶段；
工
及断口直径，记录所得数据。
大
电子万能机上夹头
学
工
程
力
学
电子万能机上夹头
试件被拉断
延性断裂后的断口形貌
实
验
中
心
试件装夹后开始拉伸
两种材料断口的区别
脆性断裂后的断口形貌
昆 明
6、实验结果处理
理
工 大
屈服极限：
s
Fs A0
延伸率：
L L0 100 %
L0
学
工
程
力 学 实
强度极限：
b
Fb A0
截面收缩率：
1. 实验目的
理
工 1、测定低碳钢的屈服极限、强度极限、
大 学 工
延伸率和截面收缩率，测定铸铁的强度 极限；
程 2、观察金属材料在拉伸过程中的各种力
力 学
学现象，了解受力与变形的关系；
实 3、比较低碳钢与铸铁拉伸性能的差别。
验
中
心
昆 明
2、 实验仪器和设备
理
工 （1）、CCSS44100电子万能材料实验机（如图1）；
A0 A 100 % A0
验
中
心
昆 明
断后标距的测量
理
工 如果试件
大
断口位于
学 工 程 力
标距段中 间1/3区域， 那么就将
断口对接
起来，直
学
接测量靠
实
头部的两
验
条刻线之
中 心
间的距离，
作为断后 标距。
昆 明
如果试件断口位于靠头部的1/3段内，则 使用“移位法”：
理
A
O
B
C C1 D
工
大
LA
学
类，国家标准《金属材料拉伸试验试样》（GB6397-
工
86）规定的圆形截面比例试样形状如图所示。
程
力
学
实
验
中
心
短试样
长试样
昆
标距：
明
图中试样的平行段两条刻线间的长度L0称为原始
理
标矩；平行段部分的直径称为原始直径d0。
工
大
学
工
L0
程
力 学
圆形比例试件分以下两种：
实
验
L0 10d0, 称为长试件；