拉伸实验

拉伸实验
一．实验目的
1．学习液压万能实验机的构造原理，并进行操作练习。

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。

3．确定铸铁的强度极限。

4．观察材料在拉伸过程中所表现的各种现象。

二．实验仪器
液压式万能实验机，游标卡尺。

三．实验原理
塑性材料和脆性材料在拉伸时的力学性能。

(参考材料力学课本及其它相关书籍) 四．实验步骤
1．铸铁实验
(1) 用游标卡尺量取试件的直径。

在试件上选取3个位置，每个位置互相垂直地测量2
次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均直径值中取最小值作为试件的直径。

(2) 按下油泵"开"，打开送油阀，使活动平台上升5-10mm后，按下油泵"停"，关闭送油阀。

(3) 安装试件。

在安装试件以前，先调整下夹头位置，当上、下夹头间距合适以后，再把试件放入、夹紧。

(4) 调整平衡砣，使示力盘的主指针对零，然后拨动副指针，使之靠近主指针，并调整好自动绘图装置。

(5) 按下油泵"开"，打开送油阀，开始加载。

(6) 在试件断裂以后，记下试件的极限荷载。

(7) 试件断裂后，立即按下油泵"停"，关闭送油阀。

(8) 取下试件，打开回油阀，将活动平台降到零点以后，关上回油阀。

2．低碳钢实验
(1) 用游标卡尺量取试件的直径。

在试件上选取3个位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均直径值中取最小值作为试件的直径。

在试件中部用红铅笔作一个5或10长的标距（两端画上圆圈标记）。

(2) 按下油泵"开"，打开送油阀，使活动平台上升5-10mm后，按下油泵"停"，关闭送油阀。

(3) 安装试件。

在安装试件以前，先调整下夹头位置，当上、下夹头间距合适以后，再把试件放入、夹紧。

(4) 调整平衡砣，使示力盘的主指针对零，然后拨动副指针，使之与主指针对齐，并调整好自动绘图装置。

(5) 按下油泵"开"，打开送油阀，开始加载。

(6) 在试件受拉的过程中，注意示力盘指针的移动和自动绘图纸上曲线的轨迹，观察流动现象（主指针来回摆动），记录材料在流动时的荷载（取流动时荷载的下限）。

(7) 在荷载超过流动极限以后，记下试件的极限荷载。

在试件断裂以前，注意观察试件的颈缩现象。

(8) 试件断裂后，立即按下油泵"停"，关闭送油阀。

(9) 取下试件，将试件断裂后的两部分重新合拢，量取试件断裂后的标距长度和断口处的最小直径(互相垂直地测量2次)。

(10) 打开回油阀，将活动平台降到零点以后，关上回油阀。

五．实验记录
六．预习思考题
1) 为什么拉伸试件两端较粗,中间较细？中间和两端采用光滑曲线过渡，而不是直角连接？
2) 在试件夹紧后，能不能启动控制下夹头的电动机？为什么？
3) 在实验开始时，为什么先将活动平台升起一定高度？
4) 分析试件在拉伸状态下各点的主应力大小和方向。

5) 什么是屈服点？在拉伸实验中应该如何读取屈服荷载？如果没有明显的屈服点应该怎样
处理？
6) 在低碳钢拉伸实验中，在试件中部作了一个5或10长的标距，这是用来干什么的？
如果拉伸试件是矩形截面，其标距的长度是多少？
7) 如果拉伸试件是屈服失效，请用最大剪应力理论分析一下试件可能的断口形状。

8) 如果拉伸试件是断裂失效，请用最大拉应力理论分析一下试件可能的断口形状。

9) 什么是塑性材料？什么是脆性材料？(如果在你做的其它实验中也有此题，回答一次即可) 七．分析思考题
1) 拉伸实验中你是怎样测量试件直径的？为什么采用这种方法？你有其它方法测量直径吗？你的依据是什么？
2) 两种拉伸试件的断口形状分别是什么样的？怎样解释这种结果？
3) 通过拉伸实验你觉得低碳钢的塑性性能如何？你的依据是什么？铸铁呢？
4) 低碳钢的极限荷载是断裂时的荷载吗？在颈缩阶段，试件的应力是增大还是减小？
5) 在拉伸、压缩、扭转三个试验中，你已经做了那些实验？请通过这些实验，总结一下低碳钢的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。

同样地，请总结一下铸铁的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。

6) 结合你已经做过的实验(拉伸、压缩、扭转)，请对比低碳钢和铸铁的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。

举例说明其使用范围。

7) 结合你已经做过的实验(拉伸、压缩、扭转)，请分析低碳钢的荷载-位移曲线有什么共同点？
8) 对于本次实验，你的体会是什么？你有什么建议吗？。