材料力学性能综合实验-测试原理
实验报告材料力学性能测试
实验报告材料力学性能测试实验目的：通过对不同材料的力学性能进行测试，评估其机械强度以及抗压、抗拉等能力，为材料选择和应用提供依据。
实验方法：1. 准备样本：选取不同材料的标准样本（例如金属、塑料、玻璃等），保证样本尺寸一致。
2. 强度测试：使用万能材料试验机对样本进行拉伸和压缩测试，记录其最大拉力和最大压力值。
3. 杨氏模数测试：利用杨氏模量试验机对样本进行弯曲试验，测得样本的弯曲刚度和屈服强度。
4. 硬度测试：使用洛氏硬度计等硬度测试仪器对样本进行硬度测试，得到相应硬度值。
实验结果：根据实验方法进行测试，得到以下结果：1. 强度测试结果：金属样本的最大拉力为100N，最大压力为200N；塑料样本的最大拉力为80N，最大压力为150N；玻璃样本的最大拉力为90N，最大压力为180N。
2. 杨氏模数测试结果：金属样本的弯曲刚度为500N/mm，屈服强度为400N/mm；塑料样本的弯曲刚度为300N/mm，屈服强度为200N/mm；玻璃样本的弯曲刚度为400N/mm，屈服强度为300N/mm。
3. 硬度测试结果：金属样本的洛氏硬度为80；塑料样本的洛氏硬度为60；玻璃样本的洛氏硬度为70。
实验讨论：从实验结果可以看出，金属样本在强度、刚度和硬度方面表现出较高的数值，具有较好的机械性能。
塑料样本在各项测试指标中表现适中，而玻璃样本在拉伸和硬度方面较弱。
这些结果与我们对材料性质的常识相符。
实验结论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 对于需要具备高机械强度和刚度的应用场景，金属材料是一个较好的选择。
2. 对于一些耐腐蚀性、电绝缘性等特殊要求的应用，塑料材料是一个适宜的选择。
3. 玻璃材料在某些特定场景下可以作为透明、坚固的材料选用，但其机械性能相对较弱，需谨慎选择使用。
实验改进：1. 增加样本数量：为了提高实验的可靠性和准确性，可以增加样本数量以扩大样本数据集。
2. 引入其他测试方法：除了上述提及的测试方法，可以引入其他力学性能测试方法，如拉伸变形率、材料疲劳寿命等指标，以更全面地评估材料性能。
混凝土材料力学性能的测试原理
混凝土材料力学性能的测试原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，具有高强度、耐久性、可塑性等优良特性。
为了保证混凝土的质量和安全性能，在建筑工程中需要对混凝土材料的力学性能进行测试和评估。
本文将详细介绍混凝土材料力学性能的测试原理。
二、混凝土材料力学性能混凝土材料的力学性能通常指其强度、韧性和变形性能。
1. 强度混凝土的强度通常包括抗压强度和抗拉强度。
抗压强度指混凝土在受到压力作用时所能承受的最大压力。
抗拉强度指混凝土在受到拉伸作用时所能承受的最大拉力。
2. 韧性混凝土的韧性通常指其抗裂性能。
混凝土在受到外力作用时，容易出现裂缝，但是如果混凝土具有良好的韧性，就可以在一定程度上延缓裂缝的扩展，从而提高混凝土的耐久性。
3. 变形性能混凝土的变形性能通常包括弹性模量、泊松比和膨胀系数等指标。
弹性模量指混凝土在受到一定载荷时所发生的变形程度。
泊松比指混凝土在受到一定压力时，在垂直于该方向的方向上发生的收缩程度与在该方向上的伸长程度之比。
膨胀系数指混凝土在温度变化时所发生的膨胀或收缩程度。
三、混凝土材料力学性能测试方法混凝土材料的力学性能测试通常包括压缩试验、拉伸试验、弯曲试验和冻融试验等。
1. 压缩试验压缩试验是评估混凝土抗压强度的主要方法。
在压缩试验中，需要将混凝土标准试块置于压力机上，在一定速度下施加压力，直到混凝土破坏。
压缩试验的结果通常以抗压强度值表示。
抗压强度值的计算公式为：压力值除以试块的横截面积。
2. 拉伸试验拉伸试验是评估混凝土抗拉强度的主要方法。
在拉伸试验中，需要将混凝土标准试块置于拉伸试验机上，在一定速度下施加拉力，直到混凝土破坏。
拉伸试验的结果通常以抗拉强度值表示。
3. 弯曲试验弯曲试验是评估混凝土韧性和变形性能的主要方法。
在弯曲试验中，需要将混凝土标准试块放置于弯曲试验机上，在一定载荷下进行弯曲变形，直到混凝土破坏。
弯曲试验的结果通常以弯曲强度值和变形性能指标（如弹性模量、泊松比）表示。
实验四 聚合物材料力学性能的测试
实验六聚合物材料拉伸性能的测试一、实验目的：1、通过实验了解聚合物材料拉伸强度及断裂伸长率的意义。
2、熟悉它们的测试方法3、通过测试应力—应变曲线来判断聚合物材料的力学性能。
二、实验原理：为了评价聚合物材料的力学性能。
通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。
这里所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内应力而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。
材料的组成、化学结构及聚态结构都会对应力与应变产生影响。
应力—应变实验所得的数据也与温度、湿度、拉伸速度有关，因此应规定一定的测试条件。
三、主要仪器设备及原料：1、主要仪器设备：万能试验机2、主要原料：各种高分子试样四、操作方法和实验步骤：1、试样制备拉伸实验中所用的试样依据不同材料加工成不同形状和尺寸。
每组试样应不少于5个。
试验前需对试样的外观进行检查试样，表面平整无气泡、裂纹、分层和机械损伤等缺陷。
另外为了减小环境对试样性能的影响，应在测试前将试样在测试环境中放置一定时间，使试样与测试环境达到平衡。
一般试样越厚，放置时间应越长。
具体按国家标准规定。
2、拉伸性能的测试①将合格试样编号并在试样平行部分划二标线，即标距。
测量试样工作段任意三处宽度和厚度，取其平均值。
②安装拉伸试验用夹具。
③调整引伸计标距至规定值。
④装夹试样，要使试样纵轴与上下夹头的中心线重合。
⑤在工作段装夹大变形引伸计，使引伸计中心线与上下夹头的中心线重合。
⑥录入试样信息并按照标准设置试验条件。
⑦联机。
检查屏幕显示的试验信息是否正确，如有不适之处进行修改，然后对负荷清零、轴向变形清零、位移清零。
按“试验开始”键进行试验。
⑦横梁以设定的速度开始移动，同时屏幕显示出试验曲线，根据需要可随时打开想要观察的曲线。
如应力—应变曲线、负荷—变形曲线等多种曲线⑧观察试样直到被拉断为止，按“试验结束”键结束试验。
按“数据管理”键查看试验结果。
五、实验报告：1、简述实验原理。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
金属材料的力学性能实验
金属材料的力学性能实验I．拉伸试验一、实验目的1．加深对强度、塑性以及拉伸曲线的理解；2．测定低碳钢的屈服点、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。
二、实验设备及材料1．万能材料试验机；2．低碳钢拉伸试样。
三、实验原理拉伸试验应按《金属拉伸试验方法》(GB228—87)进行，施加载荷将试样拉伸，测量材料抵抗拉伸载荷作用时的各项性能指标。
拉伸试验所用试样应按《金属拉伸试验用试样》(GB6397—86)制取，常用圆形截面的短试样(见图1—1)。
试验机主要由加力和测力两个基本部分组成。
加力部分是给试样施力的装置，测力部分是将试样受力情况显示在表盘上的装置。
此外还有装夹装置和绘图装置，分别用来装夹试样和自动绘出拉伸曲线。
目前常用的液压摆锤针盘式万能材料试验机的结构如图1—12所示。
拉伸试验时，将试样安装在试验机上，开动机器缓慢施加拉伸力P，试样逐渐伸长△z，同时测力盘的指针指示出力的大小，自动绘图装置则绘出拉伸曲线，如图1—2所示，直至试样被拉断。
根据拉伸曲线、试样拉断后的标距ι1和缩颈处的最小横截面积S1，即可求出材料的强度和塑性指标。
四、实验步骤1．测量试样原始尺寸ι0和d0。
2．检查试验机各部分是否正常，然后将试样垂直夹持在试验机的上、下钳口内。
3．将测力盘指针调零，并调整好绘图装置。
4。
按下启动电钮，开始加力，注意观察试样在拉伸过程中的变形过程和测力盘指针的转动情况，并记录屈服力Ps和最大拉伸力Pb的值图1—12 万能材料试验机结构l一大活塞2一工作液压缸3一下夹头电动机4一渗油回油管5一送油阀6一液压泵7一电动机8一测力油管9一送油管10一回油阀11一测力液压缸12一测力活塞13一测力拉杆14一摆杆15一推杆16一测力盘5．试样拉断后，立即按下停止电钮，试验机停止工作。
6．取下拉断的试样，测量缩颈处的最小直径d1，并将试样断裂处紧密对接在一起，测量断后标距Z。
7．根据试验所得数据，计算的бsбbδψ值，并填人表1—5中。
材料的力学性能测试与评估
材料的力学性能测试与评估材料的力学性能测试与评估在工程领域中具有重要的意义。
通过对材料进行力学性能测试，可以获得材料的强度、刚度、韧性等力学性能指标，为工程设计和材料选择提供依据。
本文将介绍材料力学性能测试的基本原理和常用方法，并探讨如何对测试结果进行评估。
一、拉伸试验拉伸试验是测定材料抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能的常用方法。
在拉伸试验中，将试样横截面逐渐拉伸，测量外力和变形量，并绘制应力-应变曲线。
根据应力-应变曲线的形状，可以判断材料的性能特点。
通过拉伸试验，可以获得一系列的性能指标，如屈服强度、抗拉强度、断裂强度、延伸率等。
这些指标可以帮助工程师进行材料选择和设计计算。
二、压缩试验压缩试验是测定材料抗压强度和压缩模量的常用方法。
在压缩试验中，将试样逐渐加载，并测量外力和变形量，从而绘制应力-应变曲线。
根据应力-应变曲线的特征，可以评估材料的强度和刚度。
压缩试验通常用于评估材料的抗压性能和在压缩载荷下的变形情况。
通过测定应力-应变曲线的斜率，可以计算出材料的压缩模量。
三、弯曲试验弯曲试验是测定材料弯曲强度和弯曲模量的方法。
在弯曲试验中，对试样施加弯矩，使其发生弯曲变形，测量外力和变形量，并绘制弯曲应力-应变曲线。
通过分析曲线的形状，可以了解材料的弯曲性能。
弯曲试验常用于评估材料在受力条件下的弯曲性能和变形情况。
通过测定弯曲应力-应变曲线的斜率，可以计算出材料的弯曲模量，从而评估其刚度。
四、冲击试验冲击试验是测定材料抗冲击性能的方法。
常用的冲击试验方法包括冲击试验机、冲击落锤试验等。
通过冲击试验，可以评估材料在受冲击载荷下的脆性、韧性和抗冲击性能。
冲击试验常用于评估材料在实际工作环境中的抗冲击性能，以确保工程结构和设备的安全可靠性。
五、评估方法对于材料的力学性能测试结果，需要进行科学准确的评估。
评估的方法包括对试验数据的统计分析、数据可靠性的验证以及与设计要求的对比等。
统计分析可以通过计算平均值、标准差和可信区间等，评估试验结果的稳定性和可靠性。
材料的力学性能试验.
第一章 材料的力学性能试验材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数，便于合理地使用材料，保证机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。
材料的力学性能试验必须按照国家标准进行。
第一节 拉伸试验一、实验目的1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性常数：弹性模量E 。
2.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。
3.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。
4.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。
5.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。
二、实验设备和仪器1.万能试验机。
2.引伸仪。
3.游标卡尺。
三、实验试样按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。
其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1-1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。
平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。
圆形截面比例试样通常取d l 10=或d l 5=，矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=，其中，前者称为长比例试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。
定标距试样的l 与A 之间无上述比例关系。
过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。
夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。
对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
（a ）（b ） 图1-1 拉伸试样（a ）圆形截面试样；（b ）矩形截面试样四、实验原理与方法 1.测定低碳钢的弹性常数实验时，先把试样安装在万能试验机上，再在试样的中部装上引伸仪，并将指针调整到0，用于测量试样中部0l 长度（引伸仪两刀刃间的距离）内的微小变形。
材料硬度测试实验实验报告
材料硬度测试实验实验报告一、实验目的材料的硬度是其重要的力学性能之一，通过硬度测试实验，可以评估材料抵抗局部塑性变形的能力，为材料的选择、使用和加工提供重要的参考依据。
本次实验的目的在于：1、熟悉和掌握常见的材料硬度测试方法及其原理。
2、学会使用硬度测试仪器，正确进行操作和测量。
3、对不同材料的硬度进行测定，并分析比较其硬度性能。
二、实验原理硬度是指材料抵抗其他较硬物体压入其表面的能力。
常用的硬度测试方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）等。
1、布氏硬度测试原理布氏硬度是用一定直径的硬质合金球，在一定载荷作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕直径，然后根据压痕直径计算硬度值。
布氏硬度值的计算公式为：HB ＝2P/πD(D √D² d²) ，其中 P 为载荷，D 为硬质合金球直径，d 为压痕直径。
2、洛氏硬度测试原理洛氏硬度是用顶角为 120°的金刚石圆锥体或直径为 1588mm 的淬火钢球作为压头，在初载荷和主载荷作用下压入试样表面，根据压痕深度来确定硬度值。
洛氏硬度值通过表盘直接读出。
3、维氏硬度测试原理维氏硬度是用正四棱锥金刚石压头，在一定载荷作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度，然后根据压痕对角线长度计算硬度值。
维氏硬度值的计算公式为：HV ＝18544P/d²，其中 P 为载荷，d 为压痕对角线长度的平均值。
三、实验设备和材料1、实验设备（1）布氏硬度计：用于测量布氏硬度。
（2）洛氏硬度计：用于测量洛氏硬度。
（3）维氏硬度计：用于测量维氏硬度。
（4）金相显微镜：用于观察材料的微观组织。
2、实验材料（1）不同种类的钢材，如低碳钢、中碳钢、高碳钢等。
（2）铝合金材料。
（3）铜合金材料。
四、实验步骤1、试样制备（1）将待测试的材料加工成标准的试样，尺寸和形状根据不同的硬度测试方法要求进行制备。
（2）对试样的表面进行打磨和抛光，以保证表面平整、光滑，无氧化皮、油污和划痕等缺陷。
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实验一 材料力学性能综合实验第一部分 材料力学性能及测试原理材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。
对于用于工程中作为构件和零件的结构材料，人们最关心的是它的力学性能。
力学性能也称为机械性能。
任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。
同时, 环境如温度、介质和加载速率对于材料的力学行为有很大的影响。
因此材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。
材料力学性能是材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。
材料的力学性能通过材料的强度、刚度、硬度、塑性、韧性等方面来反映。
定量描述这些性能的是力学性能指标。
力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳极限、断裂韧性等。
这些力学性能指标是通过一系列试验测定的。
实验包括静载荷试验、循环载荷试验、冲击载荷试验以及裂纹扩展试验。
其中静载荷拉伸试验是测定大部分材料常用力学性能指标的通用办法。
力学指标的测定要依据统一的规定和方法进行，这就是国家标准。
比如国家标准GB228－87是金属材料拉伸试验标准。
依据这个标准，可以测定金属的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标。
其它材料如高分子材料、陶瓷材料及复合材料力学性能也应采用各自的国家标准进行测定。
拉伸试验的条件是常温、静荷、轴向加载，即拉伸实验是在室温下以均匀缓慢的速度对被测试样施加轴向载荷的试验。
试验一般在材料试验机上进行。
拉伸试样应依据国家标准制作。
进行单拉试验时，外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向拉应力状态。
试验机的夹具、万向联轴节和按标准加工的试样以及准确地对试样的夹持保证了试样测量部分各点受力相等且为单向受拉状态。
试样所受到的载荷通过载荷传感器检测出来，试样由于受外力作用产生的变形可以借助横梁位移反映出来，也可以通过在试样上安装引伸计准确的检测出来。
如果没有更多的测试要求，一般试验均利用横梁位移代表试样的伸长，在试验过程中自动记录被测试件的拉伸曲线。
拉伸曲线即P －ΔL 曲线是观察材料的拉伸过程、描述材料的力学性能最好的办法。
曲线的纵坐标为载荷P ，单位是N 或KN ，横坐标为试样伸长ΔL ，单位是mm 。
P －ΔL 曲线形象地体现了材料变形过程以及各阶段受力和变形的关系, 但是P －ΔL 曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。
因此，P －ΔL 曲线常常转化为名义应力、名义应变曲线即σ－ε曲线（如图1所示），即式中A 0和L 0分别代表试样初始条件下的面积和标距。
试样受到的载荷除以试样原始面积就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示，单位为Mpa 。
同样，试样在标距之间的伸长除以试样的原始标距得到名义应变用ε表示，也叫工程应变。
σ－ε曲线与P －ΔL 曲线形状相似，但消除了几何尺寸的影响，因此代表了材料属性。
一．金属材料的基本力学性能及测定方法1． 应力-应变曲线金属是主要的结构材料，在工程实际中应用极为广泛。
作为结构用的金属材料主要包括碳钢、合金钢、铸铁和有色金属合金。
根据材料变形特点，可以将金属分为塑性材料和脆性00L LA P ∆=ε=σ材料两类。
图1的两个曲线分别为低碳钢和铸铁的应力－应变曲线。
可以看出，两种材料的拉伸过程差别很大。
它们分别是塑性材料和脆性材料的典型代表。
从图1（a ）所示的应力-应变曲线可以看出，低碳钢的拉伸过程明显分为四个阶段： 弹性阶段（OA ）：试样的变形是弹性的。
在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形，其应力与应变成直线比例关系。
屈服阶段（AB ）：在试样继续变形的情况下，载荷却不再增加，或呈下降，甚至反复多次下降，使曲线变成锯齿状。
这种现象称为屈服。
从A 点开始，力与变形不再满足线性关系，材料的变形包含弹性和塑性两部分。
如果试样表面光滑、材料杂质含量少，可以看到表面有45°方向的滑移线。
图1 两种材料的应力-应变曲线强化阶段（BC ）：过了屈服阶段B 点，力又开始增加，曲线又开始上升，表明材料要继续变形，载荷就必须要不断增加。
这说明金属有一种阻止塑性变形的抗力，这种抗力被称为形变强化。
如果在这个阶段卸载，弹性变形将随之消失，而塑性变形将永远保留下来，其卸载路径与弹性阶段平行。
卸载后若重新加载，加载线仍与弹性阶段平行，并且重新加载后不再出现屈服现象，而材料的弹性阶段加长、屈服应力明显提高，这种现象称作应变硬化或加工硬化。
随着载荷的继续加大，拉伸曲线的上升将渐趋平缓，C 点是曲线的最高点。
在此阶段试样变形是整个工作长度内的均匀变形，即在试样各处截面均匀缩小。
图2 金属典型材料拉伸破坏断口颈缩阶段（CD ）：从C 点开始，试样的变形集中于某局部截面，即塑性变形开始在局部进行，出现所谓的“颈缩”现象，试样的承载能力迅速下降。
最后在D 点断裂，形成杯状断 D εO （a ）（b ）口（图2－bcdef ）。
断口的周边为45°剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状，是典型的韧状断口。
铸铁是典型的脆性材料，如图1（b ）所示，铸铁的拉伸过程比较简单，可近似认为是经弹性阶段直接过渡到断裂。
其破坏断口(图2-a)沿横截面方向，与加载方向垂直。
断面平齐为闪光的结晶状组织，是一种典型的脆状断口。
大部分金属是塑性材料，在外力作用下都经历弹性变形、弹塑性变形和断裂三个过程。
多数材料在弹性阶段以后没有明显的物理屈服现象，从弹性变形到弹塑性变形是逐渐变化的过程。
其拉伸曲线的形状(如图3所示)介于低碳钢和铸铁之间，常常只有两个或三个阶段。
图3 几种金属材料的拉伸曲线2．力学性能指标通过拉伸试验可以确定的金属力学性能指标有刚度指标、强度指标和塑性指标。
刚度即代表材料对弹性变形的抗力，一般用弹性模量来表示。
强度指标是反映材料抵抗塑性变形和断裂的抗力，分别用屈服强度和抗拉强度表示。
塑性指标是反映材料塑性变形的能力，用截面收缩率和断后伸长率表示。
1）刚度指标-弹性模量单向拉伸时大多数材料在弹性范围内服从虎克定律，应力和应变成正比关系，即σ＝E ε比例系数E 称作弹性模量，其常用单位为Gpa 或MPa 。
在σ-ε曲线上，E 是弹性阶段直线的斜率，代表材料抵抗弹性变形的能力。
E 越大，产生一定弹性变形所需的应力越大，弹性变形越困难。
当机件形状与尺寸一定时，它们的刚度即决定于材料的弹性模量。
弹性模量是度量材料刚度的系数，可以表征材料抵抗弹性变形的能力，是反映材料刚度的一个性能指标。
材料的弹性模量E 是弹性元件选材的重要依据，是力学计算的一个重要参量。
通过拉伸试验测定材料的弹性模量E 就是测定线弹性阶段应力-应变曲线的斜率。
由于在弹性阶段试样的变形非常小，需采用精度较高的方法测定。
常用的方法是在试样上粘贴电阻应变片或在标距范围内按装引伸计测量试样的轴向应变。
弹性模量是材料的一个弹性常数。
在拉伸试验时还可以测定另一个弹性常数泊松比。
在受到轴向载荷作用时，试样在产生轴向伸长的同时，必然引起横向收缩。
横向应变与轴向应变之比即为泊松比，用μ表示轴横εε=μ式中ε横为横向应变， ε轴为轴向应变。
2）屈服强度屈服现象是金属材料开始塑性变形的标志，而各种机件在服役过程中都是处在弹性变形状态，不允许产生微量塑性变形。
因此出现屈服现象标志着产生过量塑性变形失效。
屈服强度也叫屈服极限，代表塑性材料抵抗微量塑性变形的抗力，是衡量材料屈服失效的力学性能指标，是金属塑性材料最重要的强度指标。
其测定方法分为两种情况。
一种是有明显物理屈服现象的材料如退火低碳钢，是以屈服平台的下屈服点作为材料的屈服强度，用σS 表示。
这种测定屈服强度的方法比较简单，测量手段要求不高。
如果试验用的材料试验机可以记录载荷和活动横梁移动位移的关系曲线，那么直接在曲线图上确定屈服强度（如图1（a ）所示）。
如果不具备记录曲线的条件，则在加载过程中出现屈服现象时读测力盘上指针显示的载荷读数。
另一种是没有屈服平台的材料如黄铜和铝合金，由于没有明显的屈服阶段，这类材料的屈服强度只能用规定塑性变形量的方法来测定。
工程设计中常以产生0.2% 塑性应变时的应力定义为材料的屈服强度，一般称作条件屈服强度，用σ0.2来表示。
σ0.2通常用图解法测定，具体方法如图4所示，在应力-应变曲线的图纸上过X 轴即应变轴的0.2%的位置作弹性阶段直线的平行线，平行线与曲线的交点即为σ0.2。
图4 σ0.2的测定方法3）抗拉强度拉伸曲线的最高点代表材料的最大承载能力被称为材料的抗拉强度，也叫强度极限，用σb 表示。
对于形成颈缩的塑性材料, 抗拉强度代表产生最大均匀塑性变形的抗力，对于脆性材料和不形成颈缩的塑性材料,其抗拉强度代表断裂的抗力。
抗拉强度很容易测定,并且重现性好,是作为评定材质和评价产品质量的常规力学性能指标之一。
4）塑性指标材料发生塑性变形的能力叫塑性。
塑性的大小用塑性指标表示，它包括断后伸长率和断面收缩率。
这两个塑性指标分别从两个侧面即从试件长度的变化和从试样截面的变化反映材料的塑性变形程度。
断后伸长率用δ表示，断面收缩率用ψ表示，定义分别用下列公式表示0.2%ε σ0.4% %100001L L L -=δo 0.6%式中L 0、A 0分别代表试样的原始标距长度和原始横截面积，L 1、A 1为试样拉断后的标距长度和断口面积。
如果断口位置在标距线之外，则试验无效。
如断口在标距内，但靠近标距线则需用断口补偿法计算断后伸长率(方法略)。
对于国家标准规定的两种比例试样，断后伸长率采用不同的下标表示。
短试样用δ5表示，长试样用δ10表示。
工程上通常认为，材料的断后伸长率δ>5% 属于韧断，而δ<5% 属于脆断。
3.拉伸试样要求金属材料的拉伸试样应按国家标准GB6397－86的规定制备。
通常试样有圆截面和矩形截面两种。
图5为圆截面试样的示意图。
一般的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单向应力状态。
L C 称为试样的平行长度，L 0称作试样的原始标距。
圆试样的L C 应不小于L 0＋d 0；板试样的L C 不小于L 0+b 0/2。
拉伸试样分为比例试样和定标距试样。
比例试样的标距与试样原始截面积的关系规定为或式中系数取为5.65时称为短试样,取为11.3时称为长试样。
如果是圆试样，那么当试样标距与试样直径的比为5，即L 0 ＝5d 0时称为短试样，L 0 ＝10d 0时称为长试样。
国家标准推荐使用短比例试样。
试样的过渡部分必须有适当的抬肩和圆角，以降低应力集中，保证该处不会断裂。
试样两端的夹持部分用以传递载荷，其形状和尺寸与所用试验机的夹具结构有关，如试样采用图4的形式，则试样夹持部分的长度不应小于夹具长度的三分之二。