金属材料的拉伸实验
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。
实验1_金属材料拉伸实验
实验一金属材料拉伸实验拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。
金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧度αk五个指标来表示。
它是机械设计的主要依据。
在机械制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符合要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料在各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。
一、实验目的1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。
铸铁的σb 。
2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。
3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。
二、实验设备仪器及量具万能材料实验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺。
三、试件金属材料拉伸实验常用圆形试件。
为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家标准GB228—76的规定制造成标准试件。
如因材料尺寸限制等特殊情况下不能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。
图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。
对于板材可制成矩形截面。
园形试件标距L。
和直径之比，长试件为L0／d＝10，以δ10表示，短试件为L／d=5以δs表示。
矩形试件截面面积A0和标距L之间关系应为或试件两端为夹持部分，因夹具类形不同，圆形试件端部可做成圆柱形，阶梯形或螺纹形如图1。
四、实验原理1.由材料力学EAFl l =∆ 得到 lAFl E ∆=其中，l 是试样标距，F 是载荷，l ∆是变形量，A 是试样横截面积。
金属材料拉伸试验
金属材料拉伸试验(能力验证)细则1、标准试样的处理1.1.收到标准试样后一定要精确测量其实际直径,量具应符合GB/T228-2002标准中的规定,建议使用最小分辨率为0.02mm的游标卡尺,这时可读出最小分辨率的位数,而没有必要进行估读。
1.2.原始标距一定要准确可靠,建议先用签字笔做好标记,然后使用小裁纸刀在试样表面轻刻出划痕,划痕长度不应超过1/4试样周长(原因见3.4),选择划痕中与试样轴向垂直程度最好的部位,再用签字笔进行标记,签字笔划线的长度最好不超过1mm,以避免由于标距不平行造成的测量偏差。
1.3.因为缺乏适合的夹具,在试验中使用了葛洲坝实验室加工的套筒作为夹头。
在试验过程中,由于螺口咬合、试验机同轴度等多方面的原因,会出现试样紧夹在套筒中,难于拧出的问题,这时千万不可使用老虎钳等工具强行拧出,以避免损害试样,建议采用下述做法:手持试样,用一硬物轻轻敲打套筒,一般轻敲数次后即可顺利拧出。
2、试验机和引伸计的检验按照GB/T228-2002所引述的各项标准检验。
3、试验过程3.1.选用11#WAW-Y500试验机;选用标距50mm,满量程位移5mm电子引伸计;选用济南厂配套试验软件。
3.2.在软件中选择X-Y试验方式,引伸计选择A+B模式,最大试验力设为100kN。
3.3.将试样两端装上套筒,固定于试验机上端夹头。
3.4.将引伸计以相对的方向固定于试样上。
为避免引伸计刀口在装卸过程中对试样上原有标距的损伤,同时避免标距划痕对引伸计响应精确程度的影响,应将引伸计固定于没有划痕的两侧。
3.5.对试验机力值进行调零,夹紧下夹头。
选择手动加荷、10kN量程,对试样施以缓慢的荷载进行预拉,预拉荷载最大值约为5kN左右。
预拉完毕后,同样缓慢地卸去荷载。
3.6.对引伸计进行调零,然后按照3.5条对试样进行再次预拉,重复进行引伸计调零与预拉的程序,至引伸计达到良好的工作状态。
3.7.根据GB/T228-2003标准中的试验要求,在测定屈服强度、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度时,应根据应变速率和应力速率共同确定试验机夹头的分离速率。
金属材料拉伸试验
金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法，通过对金属材料进行拉伸，可以获取材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等重要参数，为材料的设计和选用提供重要参考。
本文将介绍金属材料拉伸试验的基本原理、试验方法和数据分析。
一、基本原理。
金属材料在受力作用下会发生塑性变形和断裂，拉伸试验是通过施加拉力使材料产生塑性变形，从而研究材料的力学性能。
在拉伸试验中，材料会逐渐发生颈缩，最终断裂。
通过对试验过程中的载荷和变形进行记录和分析，可以得到材料的拉伸性能参数。
二、试验方法。
1. 样品制备，从金属材料中切割出标准试样，并在试样两端加工成圆柱形，以便安装在拉伸试验机上。
2. 装夹试样，将试样安装在拉伸试验机上，通过夹具夹紧试样两端，保证试样在拉伸过程中不会发生松动或滑动。
3. 施加载荷，启动拉伸试验机，施加逐渐增大的拉力，使试样发生拉伸变形。
在试验过程中，记录载荷和试样的变形情况。
4. 数据采集，通过传感器采集试验过程中的载荷和变形数据，得到应力-应变曲线。
5. 数据分析，根据应力-应变曲线，可以计算得到材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等参数。
三、数据分析。
拉伸试验得到的应力-应变曲线可以分为线性弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
在线性弹性阶段，应力与应变成正比，材料具有良好的弹性回复性；在屈服阶段，材料开始发生塑性变形，应力逐渐增大，直至达到最大应力；在断裂阶段，材料突然断裂，试验结束。
根据应力-应变曲线，可以计算得到材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等力学性能参数，这些参数对于材料的设计和选用具有重要意义。
四、结论。
金属材料拉伸试验是一种重要的力学性能测试方法，通过对材料的拉伸行为进行研究，可以获取材料的重要力学性能参数，为工程设计和材料选用提供重要参考。
通过合理的试验方法和数据分析，可以准确地评估材料的力学性能，为材料的应用提供可靠的数据支持。
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
金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常用的材料力学性能测试方法，通过对金属材料在拉伸加载下的变形和破坏过程进行观测和分析，可以得到材料的拉伸性能参数，如屈服强度、抗拉强度、延伸率等，对于材料的设计、选材和工程应用具有重要意义。
在进行金属材料拉伸试验时，首先需要准备好试样。
通常情况下，金属材料试样的标准尺寸为长度为5倍直径，宽度为直径的2倍。
试样的两端需要加工成圆形，以减小应力集中的影响。
在试验前，需要对试样进行表面处理，以保证试验结果的准确性。
在试验过程中，需要使用拉伸试验机。
首先，将试样安装在拉伸试验机上，然后施加加载，使试样受到拉伸力。
在加载过程中，通过传感器采集试样的应力-应变曲线，以及试样的变形情况。
根据试验数据，可以得到试样的屈服强度、抗拉强度等力学性能参数。
在进行金属材料拉伸试验时，需要注意以下几点。
首先，试样的制备需要符合标准要求，以保证试验结果的准确性。
其次，试验过程中需要控制加载速度，以避免试样因过快加载而发生动态效应。
最后，需要对试验数据进行准确的处理和分析，以得到可靠的试验结果。
金属材料拉伸试验是评价材料拉伸性能的重要手段，通过对材料在拉伸加载下的行为进行观测和分析，可以揭示材料的内在性能和力学行为规律。
因此，对于材料科学研究和工程应用具有重要意义。
总之，金属材料拉伸试验是一种重要的材料力学性能测试方法，通过对金属材料在拉伸加载下的行为进行观测和分析，可以得到材料的拉伸性能参数，对于材料的设计、选材和工程应用具有重要意义。
在进行试验时，需要注意试样的制备、加载速度的控制以及试验数据的准确处理，以保证试验结果的准确性和可靠性。
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二S、抗拉强度匚b、断后延伸率「•和断面收缩率'■2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（ F —「丄曲线）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I。
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d0= 20mm ,标矩I。
=2O0nm（k 1 0或I0 =100mm（l0 =5d0）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，禾U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—△L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并将横坐标（伸长△ L）除以试样的原始标距I。
得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力一应变曲线或R —；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。
爲一上屈服力：①一下屈服力'厂最尢力；叫一断裂后塑性伸恰业一彈性佃长團2—11低碳钢拉伸曲线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、压缩实验
s
Ps A
(Mpa )
b
Pb A
(Mpa )
金属材料的拉伸、压缩实验
3、延伸率 及断面收缩率 的测定
L1 L0 100% L0
A0二、实验步骤
1、通电打开计算机与显示器，进入WDW测试软件。 2、打开控制器开关，按下试验机右立柱下方 “启动”按钮 。 3、需预热30分钟。
三、实验原理 低碳钢
P
铸铁
P
Ps Pb
拉伸图
Pb
L
Pb PS
L
压缩图
金属材料的拉伸、压缩实验
材料的力学性能E、 s 、b 、 和 是由拉伸 破坏试验来测定的。 1、弹性模量E的测定 E是材料在比例极限内应力和应变的比值，即：
E PL A0L
金属材料的拉伸、压缩实验
金属材料的拉伸、压缩实验
金属材料的拉伸、压缩实验
金属材料的拉伸、压缩实验
二、实验仪器及试样
1、试样 （低碳钢、铸铁）
拉伸试样（10：1 标准试样） 压缩试样（1 h / d 3）
金属材料的拉伸、压缩实验
2、设备和仪器
1.电子式万能试验机 2. 电子引伸计 3. 游标卡尺
金属材料的拉伸、压缩实验
试验用增量法，即把载荷分成若干相等的加载 等级，加载P 时由引伸仪读出与载荷对应的变 形 L ，最后取载荷、变形的增量平均值 P 和 L。 则弹性模量E为：
E PL (Gpa ) A0 (L)
试验中若 (L) 为常数，说明虎克定律成立。
金属材料的拉伸、压缩实验
2、屈服极限 s 及强度极限 b的测定
金属材料的拉伸、压缩实验
【大学】金属材料的拉伸实验
（3）根据试件的材料，用
Fmaxb.A0
估算试件所能承受的最大载荷，考虑试 验机量程是否能够满足要求。
.
(4)装夹试件,进行拉伸，设置试 验条件，设置条件并按所设条 件进行拉伸实验，直至试件被 拉断。试验结束后，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，及断口直径，记 录所得数据。
2、观察金属材料在拉伸过程中的各种力 学现象，了解受力与变形的关系；
3、比较低碳钢与铸铁拉伸性能的差别。
.
2、 实验仪器和设备
（1）、CCSS44100电子万能材料实验机（如图1）； （2）、游标卡尺（如图2）；
图1:万能材料实验机 .
图2：游标卡尺
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， 使试验标准化，常用的拉伸试件有圆形和矩形截面两 类，国家标准《金属材料拉伸试验试样》（GB639786）规定的圆形截面比例试样形状如图所示。
A
O
B
C C1 D
BD之间是奇数格：
LA
LB
C
B
LBC1
LLAB LBC LB1C
BD之间是偶数格：
A
O
B
C
D
LA
LB
B
C
.
LLAB2LBC
试件的断口形貌极其性能特征：
低碳钢试件的断口形貌
铸铁试件的断口形貌..6、实验结果处理
屈服极限：
s
Fs A0
延伸率：
LL0 100%
L0
强度极限：
b
Fb A0
截面收缩率：
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 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
国家标准执行金属材料拉伸实验
国家标准执行金属材料拉伸实验一、钢材试验标准：1、GB/T 228-87 金属材料室温，拉伸试验方法。
2、GB/T 228-2002金属材料室温，拉伸试验方法。
3、新旧标准性能名称对照4、新旧标准断后伸长率表示方法对照：结果数值修约间隔变化二、试样的横截面形状和尺寸：相关产品标准或协议根据产品的形状和尺寸,可按标准中附录A～D 所规定试样的形状和尺寸。
特殊产品可以规定其它不同的试样，试样横截面的形状一般可为圆形、矩形、弧形和环形,特殊情况可以为其它形状。
标准中的附录A～D 按照产品的形状规定了主要的试样类型。
三、试样原始标距( Lo)：1、试样标距分为比例标距和非比例标距两种,因而有比例试样和非比例试样之分。
2、凡试样标距与试样原始横截面积有以下关系的,称为比例标距,试样称为比例试样下:式中k ———比例系数 5.65So ———原始横截面积3、非比例标距(也称定标距)，与试样原始横截面积不存在式(1) 的关系。
4、如果采用比例试样,应采用比例系数5、k=5. 65 的值,因为此值为国际通用,除非采用此比例系数时不满足最小标距15mm 的要求。
6、在必须采用其他比例系数的情况下,7、k = 11. 3 的值为优先采用。
8、产品标准或协议可以规定采用非比例标距。
9、不同的标距对试样的断后伸长率的测定影响明显。
三、对试验机和引伸计的要求1、试验机应符合GB/ T16825 - 1997 规定的准确度级,并按照该标准要求检验。
2、测定各强度性能均应采用1 级或优于1 级准确度的试验机。
3、引伸计是测延伸用的仪器。
应把引伸计看成是一个测量系统(包括位移传感器、记录器和显示器) 。
4、引伸计应符合GB/ T12160 - 2002 规定的准确度级,并按照该标准要求定期进行检验。
四、原始横截面积的测量和计算值1、测量部位和方法(1) 对于圆形横截面的试样,在其标距的两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径,取其平均直径计算面积,取三处测得的最小值为试样的原始横截面积2、原始横截面积的计算值因为原始横截面积数值是中间数据,不是试验结果数据,所以,如果必须要计算出原始横截面积的值时,其值至少保留4 位有效数字。
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
2008.11
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
2008.11
Fm So
14
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
2008.11
（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
实验一 金属材料的拉伸实验
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。
金属材料拉伸试验
金属材料拉伸试验金属材料的力学性能是工程设计和材料选择的重要依据之一。
而金属材料的拉伸性能是评价其力学性能的重要指标之一。
拉伸试验是通过对金属材料施加拉伸力，来研究其在拉伸过程中的力学性能，包括强度、延伸性和变形行为等。
本文将介绍金属材料拉伸试验的基本原理、试验方法和数据分析。
一、拉伸试验的基本原理。
拉伸试验是通过施加拉伸力，使金属材料发生拉伸变形，从而研究其在拉伸过程中的力学性能。
在拉伸试验中，金属试样会逐渐发生塑性变形，最终达到破裂。
通过对试样在拉伸过程中的载荷和变形进行记录和分析，可以得到金属材料的应力-应变曲线，从而得到其强度、延伸性和变形行为等力学性能参数。
二、拉伸试验的试验方法。
1. 试样的制备，拉伸试验的试样一般为圆柱形，其标准尺寸由相关标准规定。
在制备试样时，需要保证试样的表面光洁，无明显的缺陷和损伤。
2. 试验装置，拉伸试验一般采用万能材料试验机进行。
试样被夹持在试验机的上下夹具中，施加拉伸力，同时记录试样的载荷和变形数据。
3. 试验过程，在进行拉伸试验时，需要控制加载速度和试验环境。
通常情况下，拉伸试验采用恒速加载，以保证试样的变形过程是均匀的。
三、拉伸试验数据的分析。
1. 应力-应变曲线，拉伸试验得到的载荷-变形数据可以计算得到应力-应变曲线。
应力-应变曲线是评价金属材料力学性能的重要依据，通过该曲线可以得到金属材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数。
2. 断口形貌分析，拉伸试验得到的试样断口形貌可以反映金属材料的断裂特征。
通过对断口形貌的观察和分析，可以了解金属材料的断裂模式和断裂机制。
3. 变形行为分析，拉伸试验还可以研究金属材料在拉伸过程中的变形行为，包括颈缩的发展过程、变形局部化现象等。
综上所述，金属材料的拉伸试验是评价其力学性能的重要手段之一。
通过对金属材料的拉伸试验，可以得到其应力-应变曲线、断口形貌和变形行为等数据，为工程设计和材料选择提供重要参考。
因此，拉伸试验在金属材料研究和工程应用中具有重要的意义。
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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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
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。
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
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：
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
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
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；
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）；
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；
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，
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
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