实验一---金属材料的拉伸实验
工程力学实验报告
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。
2、测定低碳钢的弹性模量E。
3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限；强度极限，伸长率和截面收缩率4、测定铸铁的强度极限。
5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。
6、了解CMT微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。
二、实验设备和仪器1．CMT微机控制电子万能实验机2．电子式引伸计仪3．游标卡尺4．钢尺3.实验原理试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。
试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。
试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。
低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。
铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。
抗拉强度σb较低，无明显塑性变形。
与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs、最大载荷Fb和铸铁试件的最大载荷Fb。
取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距l1，由下述公式σs=FsA0σb=F bA0δ=l1-l0l0⨯100%ψ=A0-A1A0⨯100%可计算低碳钢的拉伸屈服点σs。
、抗拉强度σb、伸长率δ，和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度σb。
低碳钢的弹性模量E由以下公式计算：E=∆Fl0A0∆l式中ΔF为相等的加载等级，Δl为与ΔF相对应的变形增量。
4、实验步骤(1)低碳钢拉伸试验步骤按照式样、设备的准备及测试工作，大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下：首先，将式样标记标距点，测量式样直径do及标距lo。
金属材料拉伸实验
金属材料拉伸实验金属材料的力学性能是工程材料中非常重要的一部分，而拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段之一。
本文将对金属材料拉伸实验的原理、方法和实验结果进行详细介绍。
1.原理。
金属材料的拉伸实验是通过施加拉伸力，使试样产生塑性变形，从而研究金属材料的力学性能。
在拉伸实验中，试样会逐渐发生颈缩，最终断裂。
通过实验中得到的应力-应变曲线，可以分析出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。
2.方法。
进行金属材料拉伸实验，首先需要准备好金属试样。
在实验过程中，需要使用拉伸试验机，将试样夹紧在拉伸试验机上。
然后，施加拉伸力，记录下试样的载荷和变形数据。
在实验过程中，需要注意保持试样的表面光洁，避免表面缺陷对实验结果的影响。
3.实验结果。
通过拉伸实验得到的应力-应变曲线可以反映出金属材料的力学性能。
曲线的起始部分为弹性阶段，此时金属材料受到的应力与应变呈线性关系。
当应力超过一定数值时，金属材料进入塑性阶段，此时应力与应变不再呈线性关系，试样开始产生颈缩。
最终，在应力达到最大值时，试样发生断裂。
4.分析与讨论。
通过实验结果，可以计算出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。
这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。
另外，通过对不同金属材料进行拉伸实验，可以比较它们的力学性能，为工程实践提供参考。
5.结论。
金属材料拉伸实验是研究金属材料力学性能的重要手段，通过实验可以得到金属材料的应力-应变曲线，分析出其力学性能指标。
这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。
综上所述，金属材料拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段，通过实验可以得到金属材料的力学性能指标，为工程实践提供重要参考。
金属材料拉伸试验实训报告
一、实验目的1. 了解金属材料拉伸试验的基本原理和操作步骤。
2. 学习如何测定金属材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率等力学性能指标。
3. 通过实验，掌握实验数据的处理和分析方法，提高实验操作技能。
二、实验原理金属材料拉伸试验是力学性能试验中最基本、最常用的试验方法之一。
通过在轴向拉伸载荷下对金属材料进行拉伸，可以测定其抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率等力学性能指标，从而评估材料的力学性能。
在拉伸试验过程中，金属材料会经历弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。
弹性变形阶段，材料在去除载荷后能恢复原状；塑性变形阶段，材料在去除载荷后不能完全恢复原状，产生永久变形；断裂阶段，材料在外力作用下达到一定强度后发生断裂。
三、实验仪器与设备1. 万能材料试验机2. 电子引伸计3. 游标卡尺4. 划线器5. 试样四、实验步骤1. 准备试样：根据实验要求，选择合适的金属材料和试样尺寸，使用划线器在试样上划出标距线。
2. 装夹试样：将试样装入万能材料试验机的夹具中，调整夹具位置，确保试样中心线与试验机轴线一致。
3. 设置试验参数：根据试验要求，设置试验机的拉伸速度、试验力上限等参数。
4. 进行拉伸试验：启动试验机，对试样进行拉伸，直至试样断裂。
5. 记录数据：在拉伸过程中，记录试验力、伸长量等数据。
6. 数据处理：根据试验数据，计算抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率等力学性能指标。
五、实验结果与分析1. 抗拉强度：抗拉强度是材料抵抗断裂的能力，是材料力学性能的重要指标。
实验结果表明，该试样的抗拉强度为X MPa。
2. 屈服强度：屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值。
实验结果表明，该试样的屈服强度为Y MPa。
3. 伸长率：伸长率是试样在拉伸过程中伸长的长度与原始长度的比值，反映了材料的塑性变形能力。
实验结果表明，该试样的伸长率为Z %。
4. 断面收缩率：断面收缩率是试样断裂后，断裂处横截面积与原始横截面积的比值，反映了材料的断面变形能力。
实验1-金属材料的拉伸实验
实验一 金属材料的拉伸实验一、试验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：下屈服强度sL σ（eL R ）和抗拉强度b σ（m R ）。
2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率δ（A ）和断面收缩率ψ（Z ）。
3．测定灰铸铁（HT250）的强度性能指标：抗拉强度b σ（m R ）。
4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。
5. 学习试验机的使用方法。
二、设备和仪器1．WEW-600B 型电液式万能试验机。
2．游标卡尺、钢板尺三、试样国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm （名义尺寸）的圆形截面长比例试样。
四、实验原理1）低碳钢（Q235 钢）的拉伸实验将试样安装在试验机的上下夹头中，连接试验机和微机的数据线，启动试验机对试样加载，微机自动绘制出载荷位移曲线。
观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。
屈服阶段反映在F l -∆曲线图上为一水平波动线。
上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。
下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。
最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。
相应的强度指标由以下公式计算：图1-1 试样图1-2 低碳钢的拉伸曲线下屈服强度sL σ（eL R ）： sLsL 0F A σ=(1-2 ) 抗拉强度b σ（m R ）： bb 0F A σ=（1-3） 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ，按以下两式计算其主要塑性指标：断后伸长率δ（A ）：100%u l l l δ-=⨯ （1-4） 式中0l 为试样原始标距长度，l 为试样断后的标距部分长度。
断面收缩率ψ（Z ）：00100%uA A A ψ-=⨯ （1-5） 式中0A 和u A 分别是原始横截面积和断后最小横截面积。
移位法（亦称为补偿法）测定断后的标距部分长度u l 。
[理科实验报告精品]金属材料拉伸实验 实验报告
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材料力学实验报告（一）实验名称：金属材料拉伸实验实验地点实验日期指导教师班级小组成员报告人一、实验目的：二、实验设备及仪器试验机型号、名称：量具型号、名称：三、试件１）试件材料：试件①：低碳钢Q235，试件②：灰口铸铁２）试件形状和尺寸四、实验数据及计算结果屈服极限：0SS A F =σ 延伸率：%10001⨯-=L L L δ 强度极限：0bb A F =σ 断面收缩率：%10001⨯-=A A A ψ 五、拉伸曲线示意图1、低碳钢2、铸铁六、回答问题１）参考低碳钢拉伸图，分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象。
２）由低碳钢、铸铁的拉伸图和试件断口形状及其测试结果，回答二者机械性能有什么不同。
３）回忆本次实验过程，你从中学到了哪些知识。
材料力学实验报告（二）实验名称：金属材料压缩实验实验地点实验日期指导教师班级小组成员报告人一、实验目的：二、实验设备及仪器试验机型号、名称：量具型号、名称：三、试件１）试件材料：试件①：低碳钢Q235，试件②：灰口铸铁２）试件形状和尺寸四、数据及计算结果附：计算公式：屈服极限：0SS A =σ强度极限：0bb A =σ 五、压缩曲线示意图1、低碳钢2、铸铁六、回答问题１）为什么低碳钢压缩后成鼓形？２）为什么铸铁压缩时沿轴线大致成45°方向的斜截面破坏？材料力学实验报告（三）实验名称：测定金属材料弹性模量E 实验实验地点 实验日期 指导教师 班级小组成员报告人一、实验目的：二、实验设备及仪器试验机型号、名称： 引伸计型号、名称：三、 试件１）试件形状草图：２）试件尺寸： 标距：mm =L ，直径：mm =d ，横截面积：2mm =A３）试件材料：低碳钢(Q235)四、 实验数据记录五、实验数据整理六、实验结果计算G Pa )(=⋅∆⋅∆=Al LF E δ七、实验曲线图根据上面实验数据表格中的F 与L ∆的各对数据（表中第二行和第五行），在右边的坐标系中描出所有点，穿过以上各点画一射线，此射线即为反映材料E 值的曲线（请思考为什么此射线不过原点？）八、回答问题１）测材料的弹性模量E 为什么要掌握试件应力低于材料的比例极限？２）为什么用等量增截法进行实验？用等量截增法求出的弹性模量与一次加载到最终值求出的弹性模量是否相同？３）实验时为什么要加初载荷？材料力学实验报告（四）实验名称：简支梁弯曲正应力实验实验地点 实验日期 指导教师 班级小组成员报告人一、实验目的：二、实验设备及仪器试验机型号、名称：三、 实验装置１）装置图：２）装置尺寸数据：mm 800=L ，mm 300=a ，mm 20=h ，mm 10=b ，mm 5=c３）装置材料：铸铝，弹性模量GPa 200=E 电阻应变片灵敏度系数2=k四、实验数据记录五、实验数据整理六、计算应力值１）实验值计算：MPa 11==εσE 、MPa 22==εσE 、MPa 33==εσE MPa 44==εσE 、MPa 55==εσE 、MPa 66==εσEMPa 77==εσE２）理论值计算：MPa 71==Z，W Mσ、MPa Z26,2=⋅=I c M σ、MPa Z15,3=⋅=I c M σ２）实验值与理论值的相对误差：六、 回答问题１）为什么要进行温度补偿？２）据实验结果解释梁弯曲时横截面上正应力分布规律。
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。
金属材料拉伸试验报告
金属材料拉伸试验报告一、实验目的。
本次实验旨在通过对金属材料进行拉伸试验，了解金属材料在受力作用下的变形和破坏规律，掌握金属材料的拉伸性能参数，为材料的选用和设计提供依据。
二、实验原理。
拉伸试验是通过在金属试样上施加拉力，使试样产生塑性变形，最终达到破坏的一种试验方法。
在拉伸试验中，通常会测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等指标。
三、实验步骤。
1. 准备试样，按照标准制备金属试样，保证试样的尺寸符合要求。
2. 安装试验机，将试样安装在拉伸试验机上，并调整好试验机的参数。
3. 进行拉伸试验，开始施加拉力，记录拉力-位移曲线，直至试样发生破坏。
4. 测定参数，根据拉力-位移曲线，测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等参数。
四、实验数据及结果分析。
通过拉伸试验得到的数据如下：1. 抗拉强度，XXX MPa。
2. 屈服强度，XXX MPa。
3. 断裂伸长率，XX%。
根据实验数据分析可得，材料在受拉力作用下，首先表现出线性的弹性变形，随后进入塑性变形阶段，最终发生破坏。
在拉伸试验中，抗拉强度是材料抵抗拉伸破坏的能力，屈服强度是材料开始发生塑性变形的临界点，断裂伸长率则反映了材料的延展性能。
五、实验结论。
通过本次拉伸试验，我们得出了材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等重要参数。
这些参数对于材料的选用和工程设计具有重要意义。
在实际工程中，我们应该根据材料的拉伸性能参数，合理选择材料，并设计合适的结构，以确保工程的安全可靠。
六、实验总结。
拉伸试验是对金属材料力学性能进行评价的重要手段，通过拉伸试验可以全面了解材料在受拉力作用下的性能表现。
因此，掌握拉伸试验的原理和方法，对于材料工程师和设计人员来说是非常重要的。
在今后的工作中，我们将继续深入学习材料力学知识，不断提高对材料性能的认识，为工程实践提供更加可靠的技术支持。
七、参考文献。
1. 《金属材料拉伸试验方法》。
2. 《金属材料力学性能测试手册》。
以上就是本次金属材料拉伸试验的报告内容，希望能对大家有所帮助。
金属材料拉伸实验原理
金属材料拉伸实验原理
金属材料拉伸实验原理是通过施加拉力在金属试样上，使其产生形变，从而研究材料的力学性能和材料变形行为。
这种实验常用于确定材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度、延伸率等力学性能指标。
实验过程中，首先制备金属试样，通常为长条状。
然后采用拉伸试验机夹紧试样两端，施加拉力。
拉伸试验机会记录下施加的拉力和随之产生的应变，即试样的长度变化。
在拉伸过程中，试样会经历线弹性阶段、塑性阶段和断裂阶段。
- 在线弹性阶段，当施加的拉力小于金属材料的屈服强度时，
金属试样会有较小的弹性变形，但不会导致永久塑性变形。
在这个阶段，材料的应变与施加的拉力成正比，呈线性关系，称为胡克定律。
- 当拉力超过屈服强度时，试样会发生塑性变形，即金属开始
产生可逆的永久应变，形成塑性区。
此时，材料的应变增加速度逐渐减小，试验曲线出现平台区，称为屈服平台。
在屈服平台上，施加的拉力基本保持不变，试样逐渐发生塑性变形。
- 当拉力继续增大，试样会进一步发生塑性变形，直至最终断裂。
此时，金属材料达到了断裂强度，试验曲线开始下降。
通过分析拉伸试验过程中的力和位移数据，可以计算得到材料的力学性能指标，如屈服强度、抗拉强度和延伸率。
同时，还可以观察断口形貌，以了解材料的断裂行为和断裂机制。
拉伸试验是金属材料力学性能测试中常用的实验方法之一，可以为工程设计和材料选择提供重要的参考依据。
金属材料的拉伸实验报告
金属材料的拉伸实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对金属材料进行拉伸实验，了解金属材料在受力作用下的力学性能，探究金属材料的拉伸性能参数，为工程设计和材料选用提供参考依据。
二、实验原理。
金属材料在拉伸过程中，受到外力作用下会发生形变，通过拉伸试验可以得到金属材料的应力-应变曲线。
应力-应变曲线的斜率即为材料的弹性模量，而应力-应变曲线的最大点即为材料的屈服强度，最大点后的应力下降即为材料的延展性能。
三、实验步骤。
1. 将金属试样固定在拉伸试验机上，对试样施加拉伸力。
2. 记录拉伸试验机上的拉伸力和试样的伸长量。
3. 根据拉伸力和伸长量计算金属材料的应力和应变。
4. 绘制应力-应变曲线，并得到材料的弹性模量、屈服强度和延展性能参数。
四、实验数据和结果分析。
通过实验得到金属材料的应力-应变曲线如下图所示：[插入应力-应变曲线图]根据实验数据计算得到金属材料的弹性模量为XXX，屈服强度为XXX，延展性能为XXX。
五、实验结论。
通过本次拉伸实验，我们得到了金属材料的力学性能参数，这些参数对于工程设计和材料选用具有重要意义。
在实际应用中，我们可以根据金属材料的弹性模量、屈服强度和延展性能来选择合适的材料，以确保工程结构的安全可靠性。
六、实验总结。
本次实验通过拉伸试验，探究了金属材料的力学性能，得到了金属材料的应力-应变曲线和相关参数。
同时，我们也深刻认识到了金属材料在受力作用下的变形规律，对于进一步研究金属材料的力学性能具有重要意义。
七、参考文献。
[1] XXX. 金属材料力学性能测试与分析[M]. 北京，科学出版社，2008.[2] XXX. 金属材料力学性能测试方法与应用[M]. 上海，上海科学技术出版社，2010.以上是本次金属材料的拉伸实验报告，谢谢阅读。
金属拉伸实验报告
金属拉伸实验报告导言：金属材料在工业界和科研领域中广泛应用，而了解金属的物理性质对于设计和制造高性能金属构件尤为重要。
本实验旨在通过对金属材料进行拉伸实验，研究其拉伸性能。
实验目的：通过金属拉伸实验，掌握金属的力学性能，包括强度、延伸性以及断裂行为，并分析其与微观组织的关联。
实验方法：本实验选取了常见的工程金属铜作为实验样品，首先将金属样品切割成标准试样。
然后，通过金属材料力学试验机进行实验，即将金属试样夹持在两个夹具之间，然后施加逐渐增加的拉力，在不断测量拉伸过程中的应力和应变的同时，记录下试样断裂之前的长度。
实验过程中，要确保试样质量恒定、环境温度稳定。
实验结果与分析：根据实验数据，我们得到了铜样品在不同拉力下的应力和应变曲线，通过分析这些数据，可以得出以下结论：1. 弹性阶段：在应力小于材料屈服强度时，金属样品表现出弹性变形特性。
应力与应变呈线性关系，即满足胡克定律。
应力-应变曲线为一条直线，斜率等于杨氏模量。
2. 屈服阶段：随着应力的增加，金属样品会在达到一定应力值时开始发生屈服变形。
此时应力-应变曲线出现明显的非线性区域，曲线出现弯曲并逐渐平缓，表示金属样品进入塑性变形阶段。
屈服强度是表征金属材料抵抗塑性变形的能力。
3. 闭口阶段：当金属样品已达到最大应力值时，应力开始急剧下降，直到最终断裂。
这个过程称为闭口阶段。
在这个阶段，金属材料已无法承受更大的应力，进一步拉伸会导致断裂。
通过实验数据的分析，我们可以计算出金属样品的屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能参数。
这些数据对于制定合适的金属材料应用方案，比如结构设计和材料选型，有着重要的意义。
结论：通过本次金属拉伸实验，我们对金属材料的力学性能有了深入的了解。
金属的力学性能直接受到其微观组织的影响，因此在设计和制造金属构件时，需考虑各种因素对金属力学性能的影响。
此外，为了获得准确可靠的测试结果，实验过程中要注意控制试样形状和尺寸的一致性，并确保实验环境的稳定性。
金属材料拉伸实验
金属材料拉伸实验拉伸实验是用来检测材料在拉伸过程中的性能和力学行为的一种常见实验方法。
在这个实验中，一根材料样品会经受一个施加在其两端的拉力，然后通过测量样品的变形来确定其力学性质。
首先，要进行拉伸实验，我们需要准备一根金属材料样品。
这个样品可以是一个均匀的圆柱形条或矩形条，并且要保证材料的长度远大于其直径或厚度。
接下来，我们需要确定实验的拉伸速度。
拉伸速度会影响材料的变形和断裂行为。
通常来说，实验的拉伸速度是恒定的，并且在试验的不同阶段保持一致。
常见的拉伸速度可以是每分钟1毫米或每分钟10毫米。
在进行实验之前，我们需要在样品的两端附上夹具。
夹具会给样品施加拉力，并且还会防止样品在拉伸过程中滑动或扭曲。
夹具要保证稳固并且与样品的表面接触紧密，以避免力的集中和样品的损坏。
在拉伸实验中，我们可以测量以下几个关键参数：1. 应力（Stress）: 应力是指单位面积上施加在材料上的力。
它的计算公式是应力=施加力/材料横截面积。
2. 应变（Strain）: 应变是材料在受力下发生的长度变化与原始长度之比。
它的计算公式是应变=变形长度/原始长度。
3. 弹性模量（Young's modulus）: 弹性模量反映了材料在弹性变形阶段时的硬度和刚性。
它的计算公式是弹性模量=应力/应变。
4. 屈服强度（Yield strength）: 屈服强度是材料开始发生非弹性变形的应力。
在拉伸实验中，我们可以通过观察材料的应力-应变曲线，找到出现第一个明显断裂的点。
这个点对应的应力即为材料的屈服强度。
5. 断裂强度（Ultimate tensile strength）: 断裂强度是材料在拉伸过程中最大的应力。
在实验中，当材料开始发生明显断裂时，测得的应力即为材料的断裂强度。
通过实验测量这些参数，我们可以了解材料的力学性质和使用限制。
拉伸实验也可以用来评估材料的可靠性和应用范围，为工程设计提供参考和依据。
金属的拉伸实验(实验报告)
金属的拉伸实验一一、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度S σ、抗拉强度b σ、断后延伸率δ和断面收缩率ψ2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（F ─L ∆曲线）3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征二、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺、直尺三、试样的制备试样可制成圆形截面或矩形截面，采用圆形截面试件，试件中段用于测量拉伸变形，其长度0l 称为“标矩”。
两端较粗部分为夹持部分，安装于试验机夹头中，以便夹紧试件。
试验表明，试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大，为了能正确地比较材料力学性能，国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。
直径020d mm =，标矩000200(10)l mm l d ==或000100(5)l mm l d ==的圆形截面试件叫做“标准试件”，如因原料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时，可以用“比例试件”。
四、实验原理在拉伸试验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图2-11所示的F—ΔL 曲线。
图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。
分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O 点，作为其坐标原点。
拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。
但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。
为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉伸曲线图的纵坐标（力F ）除以试样原始横截面面积S 0,并将横坐标（伸长ΔL ）除以试样的原始标距0l 得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线或R —ε曲线，如图2—12所示。
从曲线上可以看出，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。
拉伸试验过程分为四个阶段，如图2—11和图2-12所示。
金属材料的拉伸与压缩实验_2
机械学基础实验指导书力学实验中心金属材料的拉伸与压缩实验1.1 金属材料的拉伸实验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/P7314-2005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＝11.30S 2. 5倍试件圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.650S =45Sd 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。
一、实验目的：1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
金属材料的拉伸实验报告
金属材料的拉伸实验报告金属材料的拉伸实验报告引言：金属材料是我们日常生活中经常接触到的一种材料，它具有优良的导电性、导热性和可塑性等特点，广泛应用于建筑、交通、电子等领域。
为了了解金属材料的力学性能，我们进行了拉伸实验。
本实验旨在通过拉伸试验，研究金属材料的拉伸性能及其变形行为。
实验目的：1. 了解金属材料的拉伸性能；2. 掌握金属材料的变形行为；3. 分析金属材料的断裂形态。
实验装置：1. 拉伸试验机：用于对金属材料进行拉伸实验，测量材料的应力-应变曲线；2. 金属试样：选择不同材质的金属试样，如铁、铝、铜等；3. 夹具：用于将金属试样固定在拉伸试验机上。
实验步骤：1. 准备工作：选择合适的金属试样，并对其进行清洁和测量，记录试样的初始尺寸；2. 安装试样：将试样固定在拉伸试验机上，确保试样的两端与夹具紧密连接；3. 开始拉伸：通过拉伸试验机施加力，逐渐增加载荷，使试样发生塑性变形；4. 记录数据：在拉伸过程中，记录试样的载荷和变形数据；5. 终止拉伸：当试样出现明显的颈缩现象或断裂时，停止拉伸；6. 分析数据：根据记录的数据，绘制应力-应变曲线，并分析试样的拉伸性能和断裂形态。
实验结果：通过拉伸试验，我们得到了金属材料的应力-应变曲线。
在拉伸过程中，随着载荷的增加，试样开始发生塑性变形，应变逐渐增加，而应力也随之增大。
当试样达到最大载荷时，出现明显的颈缩现象，试样开始局部断裂。
最终，试样完全断裂，形成两个断裂面。
根据应力-应变曲线和断裂形态，我们可以评估金属材料的拉伸性能和抗拉强度。
讨论与分析：1. 强度分析：根据应力-应变曲线，我们可以得到金属材料的屈服强度、抗拉强度等参数。
这些参数反映了金属材料的强度和韧性。
比较不同材质的金属试样，可以发现它们的强度和韧性存在差异，这与其化学成分和晶体结构有关。
2. 变形行为：通过观察试样的断裂形态，我们可以了解金属材料的变形行为。
例如，出现明显的颈缩现象说明金属材料在拉伸过程中发生了局部变形，并且在该区域发生了应力集中，导致断裂。
金属材料 拉伸试验
拉伸试验是材料科学领域中常用的实验方法，通过比较不 同材料的拉伸性能，可以对材料的优劣进行评估和选择。
预测材料的行为
在产品设计和开发阶段，通过拉伸试验可以预测金属材料 在受力情况下的行为表现，为产品的结构设计和安全评估 提供依据。
拉伸试验的原理
拉伸试验是通过在试样上施加逐渐增大的拉力，使试样沿轴 向拉伸，直至断裂的过程。在这个过程中，可以观察到试样 的变形行为、屈服点、抗拉强度等特征。
失效分析
当金属材料出现断裂或失效时，可 以通过拉伸试验来分析其断裂原因 和性能退化情况，为事故调查和预 防提供依据。
02
拉伸试验的步骤
试样的制备
试样尺寸
根据标准要求，制备一定尺寸的金属试样，通常为长条形，长度 和直径比有一定要求。
表面处理
确保试样表面光滑、无划痕、无氧化皮等杂质，以减小试验误差。
温度稳定性
在高温或低温环境下进行拉伸试验时，温度的稳定性对试验结果有显著影响，难以实现精确控制。
应变速率的控制
应变速率是影响材料行为的另一个重要因素，但精确控制应变速率在实际操作中具有挑战性。
06
拉伸试验的发展趋势
高温拉伸试验
总结词
高温拉伸试验是研究金属材料在高温环 境下的力学性能的重要手段。
VS
应变速率控制技术
总结词
应变速率控制技术是实现金属材料拉伸试验 中应变速率的精确控制的重要手段。
详细描述
应变速率是影响金属材料拉伸行为的重要因 素之一。通过应变速率控制技术，可以实现 应变速率的精确控制，从而更好地模拟金属 材料在实际拉伸过程中的行为，提高拉伸试 验的准确性和可靠性。同时，应变速率控制 技术还可以为研究金属材料的动态力学行为
实验拉伸
测量断后标距的量具最小刻度值应不大于0.1mm。 短、长比例试样的断后伸长率分别以符号A5、A10表示。定标距试样的断后 伸长率应附以该标距数值的角注， 例如： L0＝100mm或200mm则分别以符号A100 或A200表示。
参考资料： 1. 张帆，周伟敏 编 材料性能学，上海交通大学出版社，2009年1月出版
64
低碳钢退火态的力（F）~伸长（ΔL）曲线（典型的拉伸曲线）
E
F / s 0 F l 0 ( N mm 2 ) l / l 0 l s 0
F p0.2 S0
R p 0 .2
Re eL
( N mm 2 ) ； Re eH
FeH ( N mm 2 ) ； S0
2. GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》
71
A
l k l k l 0 100% l0 l0
（1-8）
断后标长Lk，测量详见附录。 根据GB/ 228—2002标准，短试样( l 0 表示，长试样( l 0 6、 断面收缩率Z 试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比，称断面 收缩率Z。 测量原横截面积S0和拉断后缩颈处截面积S1后，可按公式(9)计算Z。
68
图1-5 圆形比例试样
拉伸试样二端与试验机连接部分（图1-5中M处）及夹持部分，可加工成光滑 或螺纹形状，其长度由试验机的夹头来确定。 2、 试验设备 ZWICK/Roell Z020-20kN
五、
测验程序
1、 用游标卡尺度量试样工作长度(均匀长度)内二端及中央三处的直径，各处 应在二个相互垂直的方向各测量一次。取其算术平均值，选用三处中的最小平均 直径,记作试样的d0。 2、 用划线器将试样工作长度L0划成N格(每格等同距)。 3、 检查机器各部分是处于正常工作状态。 4、 在计算机中打开相关的测试程序。根据测试要求和试样尺寸，输入相关测 试参数。
金属拉伸试验
1）直测法 ： 断裂处到最邻近标距端点的距离大
于L0/3
2）移位法 ： 断裂处到最邻近标距端点的距离小
于或等于L0/3
2008.11
17
金属拉伸试验
Lμ：AO+OB+2BC
Lμ：AO+OB+BC+BC1
2008.11
18
金属拉伸试验
断面收缩率 Z --试样拉断后，颈缩处横截面的
最大缩减量与原始横截面积的百分比。
12
金属拉伸试验
根据 力一伸长曲线 测定规定非比例延伸强度。
Rp
Fp So
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13
金属拉伸试验
3、强度性能指标 （抗拉强度Rm）
抗拉强度(Rm) ---试样拉伸过程中最大试验
力所对应的应力。
Rm
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Fm So
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金属拉伸试验
4、塑性性能指标
（断后伸长率A、屈服点伸长率Ae、最大力 下的总伸长率Agt、最大力下的非比例伸长 率Ag和断面收缩率Z）。
2008.11
6
金属拉伸试验
FeL Re L So
2008.11 7
金属拉伸试验
ReH
FeH So
ReL
2008.11
FeL So
8
金属拉伸试验
ReH
FeH So FeL So
9
ReL
2008.11
金属拉伸试验
ReH
FeH So FeL So
10
ReL
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（规定非比例延伸强度RP、规定总延伸强度Rt、
规定残余延伸强度Rr）
2008.11
金属材料拉伸实验报告
金属材料拉伸实验报告实验目的，通过对金属材料进行拉伸实验，探究其拉伸性能及力学性能，为材料的工程应用提供参考。
实验原理，金属材料在受力作用下会发生形变，拉伸实验是一种常用的材料力学性能测试方法。
在拉伸实验中，我们通常会测定金属材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等指标，以评估材料的力学性能。
实验步骤：1. 准备样品，选择不同种类的金属材料作为实验样品，制备成标准尺寸的试样。
2. 安装设备，将试样固定在拉伸试验机上，调整好试验机的参数。
3. 进行拉伸实验，逐渐增加试样上的拉力，记录下拉伸过程中的应力-应变曲线。
4. 测定结果，根据实验数据计算出金属材料的抗拉强度、屈服强度等力学性能指标。
5. 分析结果，对实验结果进行分析，比较不同金属材料的力学性能差异。
实验结果与分析：通过实验我们得到了不同金属材料的拉伸性能数据，例如抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等指标。
我们发现，不同金属材料具有不同的力学性能表现，这与其晶体结构、晶粒大小、合金元素等因素密切相关。
例如，晶粒较细的金属材料通常具有较高的屈服强度，而含有合金元素的金属材料则具有较高的抗拉强度。
实验结论：通过本次拉伸实验，我们深入了解了金属材料的力学性能特点，不同金属材料在受力作用下表现出不同的拉伸性能。
这些数据对于工程材料的选择和设计具有重要的指导意义，也为金属材料的进一步研究提供了实验基础。
实验总结：拉伸实验是一种重要的材料力学性能测试方法，通过实验我们可以全面了解金属材料的拉伸性能，为工程应用提供可靠的数据支持。
在今后的工作中，我们将继续深入研究金属材料的力学性能，不断完善实验方法，为材料科学研究和工程应用做出更大的贡献。
通过本次实验，我们对金属材料的拉伸性能有了更深入的了解，这对于材料工程领域的发展具有重要的意义。
希望本报告能够为相关领域的研究和工程应用提供一定的参考价值。
金属材料的拉伸实验
金属材料的拉伸实验金属材料的拉伸实验是材料力学实验中的重要内容之一，通过拉伸实验可以了解金属材料的力学性能，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等重要参数。
本实验旨在通过拉伸试验，探究金属材料在受力条件下的变形和破坏规律，为材料的设计和选用提供依据。
1. 实验原理。
在进行金属材料的拉伸实验时，首先需要准备一根标准试样，通常采用圆柱形试样。
试样的两端固定在拉伸试验机上，施加拉力，使试样产生拉伸变形。
在试验过程中，可以通过拉伸试验机上的力传感器和位移传感器实时监测试样的受力情况和变形情况，从而得到拉力-位移曲线。
通过分析拉力-位移曲线，可以得到金属材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能参数。
2. 实验步骤。
（1）准备试样，选择合适的金属材料，根据标准规范制备标准试样。
（2）安装试样，将试样固定在拉伸试验机上，确保试样的两端平行并且与试验机的拉伸方向一致。
（3）施加载荷，逐渐增加拉力，记录拉力和试样的位移数据。
（4）观察试样破坏形态，当试样达到破坏时，观察试样的破坏形态，包括颈缩和断裂形式。
3. 实验数据处理。
通过拉伸试验得到的拉力-位移曲线可以分为几个阶段，线性弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。
根据拉力-位移曲线的特征，可以计算出金属材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能参数。
同时，还可以分析试样的破坏形态，了解金属材料的破坏机制。
4. 实验结果分析。
通过对拉伸试验得到的数据进行分析，可以得出金属材料的力学性能参数，并且可以比较不同材料之间的性能差异。
通过分析试样的破坏形态，可以了解金属材料的断裂特点，为材料的设计和选用提供参考依据。
同时，还可以探讨金属材料的变形和破坏规律，为材料的加工和应用提供理论支持。
5. 实验应用。
金属材料的拉伸实验是材料科学和工程中的基础实验之一，具有重要的理论和应用价值。
通过拉伸实验可以评价金属材料的力学性能，为材料的设计、选用和加工提供科学依据。
同时，还可以通过实验结果指导金属材料的使用和维护，确保材料的安全可靠性。
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实验一 金属材料的拉伸实验
拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。
一．实验目的
1.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。
2.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。
3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。
4.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．实验仪器、设备
1.电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。
2.钢尺。
3.数显卡尺。
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。
对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
夹持 过渡
(a) (b)
图1-1 试件的截面形式
试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l ）。
标距（l 0）是待测部分的主体，其截面积为A 0。
按标距（l 0）与其截面积（A 0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。
按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。
四．实验原理
（一）塑性材料弹性模量的测试：
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。
纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。
因此金属材料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。
测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为：
EA PL L ∆=
∆ 若已知载荷ΔF 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。
ε
∆⋅∆=∆∆∆=
1
)(000A P A L PL E
本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E 测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。
（二）塑性材料的拉伸（低碳钢）：
图1-2所示是典型的低碳钢拉伸图。
当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷—变形关系；载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸
进入弹性阶段。
σ
1-2b 典型的低碳钢拉伸图 低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B’-C 段），与最高载荷B’对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。
除此之外的其它最低点中的最小值（B 点）作为屈服强度σs ：
σs =
A P SL
当屈服阶段结束后（C 点），继续加载，载荷—变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。
若在这一阶段的某一点（如D 点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。
此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D 点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。
可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。
随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E 点）Ｒm 后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随之下降，迅速到达F 点后，试样断裂。
材料的强度极限σb 为：
σb =
A P b
当载荷超过弹性极限时，就会产生塑性变形。
金属的塑性变形主要是材料晶面产生了滑移，是剪应力引起的。
描述材料塑性的指标主要有材料断裂后的延伸率δ和截面收缩率ψ来表示。
伸长率 %1000
1⨯-=
l l l δ 截面收缩率 %1000
1
⨯-=A A A ψ 式中l 0、l 1和A 0、A 1分别是断裂前后的试样标距的长度和截面积。
l 1可用下述方法测定：
直接法：如断口到最近的标距端点的距离大于l 0/3，则直接测量两标距端点间的长度为
l 1；
移位法：如断口到最近的标距端点的距离小于l 0/3，如图1-3所示：在较长段上，从断口处O 起取基本短段的格数，得到B 点，所余格数若为偶数，则取其一半，得到C 点；若为奇数，则分别取其加1和减1的一半，得到C 、C 1点，那么移位后的l 1分别为：l 1=AO+OB+2BC ， l 1=AO+OB+BC+BC 1
A O
B
C D
(a)
A O
B
C C 1
D
(b)
五．实验步骤
（一）塑性材料的拉伸（圆形截面低碳钢） 1、确定标距
根据表1-1的规定，选择适当的标距（这里以10d 作为标距l 0），并测量l 0的实际值。
为了便于测量l 1，将标距均分为若干格，如10格。
2 、试样的测量
用游标卡尺在试样标距的两端和中央的三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直的两个方向各测一次，取其平均值，并用三个平均值中最小者作为计算截面积的直径d ，并计算出A 0值。
3 、仪器设备的准备
根据材料的强度极限Ｒm 和截面积A 0估算最大载荷值P max ，根据P max 选择试验机测试量程，建立试验编号，设置参数，调零。
4、安装试件
试件先安装在试验机的上夹头内，再使用手控盒移动下夹头，使其达到适当的位置，并把试件下端夹紧。
5、按试验开始按钮加载，试验断裂试验结束，卸载。
6、测试样断后尺寸
（二）脆性材料的拉伸（圆形截面铸铁）
铸铁等脆性材料拉伸时的载荷—变形曲线不象低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段，而是一根接近直线的曲线，且载荷没有下降段。
它是在非常小的变形下突然断裂的，断裂后几乎不到残余变形。
因此，测试它的s σ、δ、ψ就没有实际意义，只要测定它的强度极限σb 就可以了。
实验前测定铸铁试件的横截面积A 0，然后在试验机上缓慢加载，直到试件断裂，记录其最大载荷P b ，求出其强度极限σb 。
（三）拉伸试验结果的计算精确度
1．强度性能指标（屈服应力s σ和抗拉强度b σ）的计算精度要求为MPa 5.0，即：凡＜MPa 25.0的数值舍去，
≥MPa 25.0而＜MPa 75.0的数值化为MPa 5.0，≥MPa 75.0的数值者则进为MPa 1。
2．塑性性能指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）的计算精度要求为%5.0，即：凡＜%25.0的数值舍去，≥%25.0而＜%75.0的数值化为%5.0，≥%75.0的数值则进为%1。
五. 讨论与思考
1. 当断口到最近的标距端点的距离小于l 0/3时，为什么要采取移位的方法来计算l 1？
2. 用同样材料制成的长、短比例试件，其拉伸试验的屈服强度、伸长率、截面收缩率和强度极限都相同吗？
3. 观察铸铁和低碳钢在拉伸时的断口位置，为什么铸铁大都断在根部？
4. 比较铸铁和低碳钢在拉伸时的力学性能。