实验三(一)拉伸强度测定共21页
实验三(一)拉伸强度测定
(3)环境温度、湿度及拉伸速度等对机械强 度有着非常重要的影响 。
4、由于不同的高分子材料，在结构上不同，表现为 应力-应变曲线的形状也不同。目前大致可归纳成5 种类型
▪ (a)的特点是软而弱。拉伸强
度低，弹性模量小，且伸长率 也不大，如溶胀的凝胶等。
t 按式(Ⅱ-3-1)计算：
t
P bd
（Ⅱ-3-1）
式中 t ——抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服
应力或偏置屈服应力，MPa；
P ——最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈 服d ——试样厚度，mm。
各应力值在拉伸应力-应变曲线上的位置见图Ⅱ-36。
▪ 2、断裂伸长率 t
图Ⅱ-3-7 Ⅲ型试样夹具
万能材料试验机
1螺杆；2-调速手轮； 3-开关；4-下夹持器； 5-上夹持器；6-测力盘； 7-记录仪
实验步骤
▪ 1、调节试样状态和实验环境 ▪ 2、记录试样情况；作标志线，记录标志 ▪ 线情况。 ▪ 3、夹持试样 ▪ 4、选定速度进行实验，记录数据
实验记录与处理
▪ 1.拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服
▪ 2、仪器、设备
(1)实验机 任何能满足实验要求的、具有多种移 动速率的实验机均可使用。
实验机示值应在每级表盘满刻度的10%～90％之 间，不得小于实验机最大载荷的4％读取，示值的 误差应在±1％之内。电子拉力实验机按有关规定 执行。
(2)形变测量装置 测量误差应在土1％之内．
(3)夹具 实验夹具移动速度应符合规定要求。测量 Ⅲ型试样时，推荐使用图Ⅱ-3-7所示的专用夹 具．也可以使用能满足实验要求的其他夹具。
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。
拉伸实验报告
拉伸实验报告篇一：拉伸试验报告ABANER拉伸试验报告[键入文档副标题][键入作者姓名][选取日期][在此处键入文档的摘要。
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]拉伸试验报告一、试验目的1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数二、试验要求：按照相关国标标准（GB/T228-XX：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。
三、引言低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。
为了测定不同热处理状态的低碳钢的力学性能，需要进行拉伸试验。
拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。
试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。
它具有简单易行、试样制备方便等特点。
拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能，并根据应力-应变曲线，确定应变硬化指数和系数。
用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能，并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比，从而得到不同热处理对低碳钢的影响。
拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准，制定相关的试验材料和设备，试验的操作步骤等试验条件。
四、试验准备内容具体包括以下几个方面。
1、试验材料与试样（1）试验材料的形状和尺寸的一般要求试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。
通过从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成样品。
但具有恒定横截面的产品，例如型材、棒材、线材等，和铸造试样可以不经机加工而进行试验。
试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。
原始标距与横截面积有L?kS0关系的试样称为比例试样。
国际上使用的比例系数k的值为5.65。
拉伸性能测试
拉伸性能测试（静态）拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度，为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。
在拉伸测试中，薄的薄膜会遇到一定困难。
拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝，避免薄膜从这些地方开始过早破裂。
对于更薄的薄膜，夹头表面是个问题。
必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。
任何防止夹头处试样发滑和破裂，而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。
从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。
ASTM D 638 (通用）[4]和ASTM D 882 [5](薄膜）中给出了塑料的拉伸性能（静态）。
拉伸强度拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的，表示为单位面积上的力（通常用MPa为单位）。
屈服强度屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力（单位MPa)表示，通常有三位有效数字。
拉伸弹性模量拉伸弹性模量（简称为弹性模量，E)是刚性指数，而拉伸断裂能（TEB,或韧性）是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。
拉伸弹性模量计算如下：在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线，在切线上任选一点，用拉伸力除以相应的应变即得（单位为MPa)，实验报告通常有三位有效数字。
正割模量（应力-应变间没有初始线性比值时）定义为指定应变处的值。
将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB，或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。
TEB表示为单位体积的能量（单位为MJ/m3)，实验报告通常有两位有效数字。
拉伸断裂强度拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样，但要用断裂载荷，而不是最大载荷。
应该注意的是，在大多数情况中，拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。
断裂伸长率断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。
实验报告通常有两位有效数字。
屈服伸长率屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值，实验报告通常有两位有效数字。
拉伸试验报告 北京科技大学
拉伸试验预习报告一、试验目的:1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数二、试验要求:按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。
三、引言◆拉伸试验是评定金属材料性能的常用测量方法，可以检测强度与塑性性能。
◆拉伸试验测定的拉伸曲线还是观察金属材料塑性变形过程的良好手段。
在均匀塑性变形阶段，Hollommon公式可以较好地描述金属塑性变形规律。
该经验公式中，反映材料性能的两个参数是应变硬化系数k和应变硬化指数n。
◆低碳钢是具有良好塑性的金属，经过不同的热处理获得不同微观组织结构，因而具有不同的强度与塑性。
通过拉伸试验观察淬火、正火和退火三种不同的热处理后，低碳钢的性能与塑性参数n，k的变化。
按我国目前执行的国家GB/T 228—2002标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。
将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。
应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。
由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。
（a）低碳钢拉伸曲线图（b）铸铁拉伸曲线图图1 由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图低碳钢（典型的塑性材料）当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过F P 后拉伸曲线将由直变曲。
保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值F P 。
在F P 的上方附近有一点是F c ，若拉力小于F c 而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于F c 后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而F c 是代表材料弹性极限的力值。
拉伸试验
弹性模量的计算：
pDi E 2h
p 橡胶对内环表面产生的压强； Di -圆环内径；
在圆环外表面测得的或用位移传感器测定的应变
强度计算：
u pu
Di 2h
pu 环状试件破坏时的强度；
液静压加载法 －利用流体产生内压的液静压试验，克服了上述各种方法所固有的 缺点，可保证精度；然而，所需设备特殊、昂贵。
试件选择：试件为板式和环式两种。 板式试件拉伸时，要避免应力集中。
板式拉伸试件示意图
圆形拉伸试件示意图
环状试件的拉伸
对开式拉力盘拉伸法（NOL）
－是美国1955年发明用以评定纤维粗纱表面化学处理方法对玻璃纤维复合材 料强度的影响，目前，NOL圆环主要用于测定弹性模量、圆周拉伸强度和剪 切模量，现已纳入ASTM标准，并已被世界各国所采用。
根据试验的目的不同 选择不同形状、尺寸的 试件。 要测定弹性常数该选 哪一种呢？
强度呢？
板样试件的加载
各向异性杆的变形特征 －对于各向异性材料，受轴向拉伸的杆不仅沿加载方向延伸，沿横向收 缩，而且在所有平行于坐标平面的面上受剪。与各向同性材料相反。
－在约束变形条件下，出 拉伸应力外，还产生弯曲 力和剪切力，从而导致变 形不均匀。 －此时，弯曲和剪切的影 响不仅取决于被测试材料 的弹性常数，而且取决于 试样的长宽比。
接头片
改进后的夹具
正交各向异性复合材料的弹性常数的测定
一、方法 －采用两组试样试验测定弹性常数。各向弹性常数的准确测定，对分析解决平 面问 题至关重要。
二、试样的制备
1＋2 90O）切取的两组试样进行简单的 常简化为采用对x轴成 1角和 2角（
加载试验。
三、可直接测得参量
拉伸实验
拉伸试件要求 拉伸试件要求
S0=πd2/4
S0=ab
比例试件要求（国家标准规定使用短比例试件）
圆试样
矩形试样
短比例试件: L0=5d 短比例试件: L0=5.65√S0 长比例试件: L0=10d 长比例试件: L0=11.3√S0
σ
力学性能指标 ReH
Rm
强度指标:
上屈服强度
E
R eH
下屈服强度
某种金属拉伸曲线
高分子材料拉伸曲线和力学特性
高分子材料力学性能特性 高分子材料也叫高聚物，具有大分子链结构和特有的热运动。这决定了它的力学特
性——低强度（几十MPa)、高弹性低刚度(1～5GPa)，粘弹性（变形与时间有关）、重 量轻、绝缘、耐腐蚀。有热塑性材料（受热软化冷却变硬再受热又软化，成型方便）和 热固性材料（一次成形，不再软化）两种。
实验设备
1、材料试验机
3104教室：WDW－100电子万能试验机 3106教室：CSS2210电子万能试验机
2、标距50mm引伸计 3、 0.02mm游标卡尺
试件：
低碳钢φ10圆试件,铝合金φ10圆试件 ，铸铁 φ12圆试件
实验要求及安排
一．每组完成一根金属塑性材料拉伸实验
1、按要求在试件上画标距线，测量试件原始数据 2、完成拉伸实验。实验分两步进行：
=
F eH S0
抗拉强度
R eL
=
F eL S0
塑性指标:
Rm
=
Fm S0
断后伸长率 A = Lu − L0 ×100%
L0
ReL
P
ε
σ
断面收缩率 Z = S0 − Su ×100%
σ
S0
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
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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。
聚合物拉伸强度的测定
思考题：
1．影响拉伸强度的因素有哪些？
2．在拉伸实验中，如何测定模量？
实验2材料弯曲性能
一、实验目的
了解聚合物材料弯曲强度的意义和测试方法，掌握用电子万能试验机测试聚合物材料弯曲性能的实验技术。
二、实验原理
弯曲是试样在弯曲应力作用下的形变行为。弯曲负载所产生的应力是压缩应力和拉伸应力的组合，其作用情况见图1所示。表征弯曲形变行为的指标有弯曲应力、弯曲强度、弯曲模量及挠度等。
一般来讲，电介质的介电常数不是定值，而是随物质的温度、湿度、外电源频率和电场强度的变化而变化。
(2)材料的介质损耗介质损耗是电介质材料基本的物理性质之一。介质损耗是指电介质材料在外电场作用下发热而损耗的那部分能量。在直流电场作用下，介质没有周期性损耗，基本上是稳态电流造成的损耗；在交流电场作用下，介质损耗除了稳态电流损耗外，还有各种交流损耗。由于电场的频繁转向，电介质中的损耗要比直流电场作用时大许多(有时达到几千倍)，因此介质损耗通常是指交流损耗。
(6)
式中： ——为测试线路的分布电容和杂散电容；
、 ——未接入试样前的电容值、Q值；
、 ——接入试样后的电容值、Q值。
(2)电极系统在测量材料的相对介电系数和介电损耗角正切时，电极系统的选择很重要，通常分为两电极系统和三电极系统。一般来说，在低频情况下，表面漏电流对介电损耗角正切的影响较大，必须采用三电极系统；而在高频情况下，一方面表面漏电流的影响较小，另一方面高频测量一般采用谐振法，该方法只能提供两个测试端，因此只能用二电极系统。
弯曲强度σf，也称挠曲强度（单位MPa），是试样在弯曲负荷下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。挠度S是指试样弯曲过程中，试样跨距中心的顶面或底面偏离原始位置的距离（mm）。弯曲应变εf是试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比值或百分数表示。挠度和应变的关系为：S=εfL2/6h（ 为试样跨度， 为试样厚度）。
拉伸实验
纯铝的塑性变形图象
脆断断口
加载方式与应力状态
σ
σ
τ
应力状态
应力状态
应力状态
轴向拉伸
轴向压缩
扭转
铸铁材料的压缩曲线
抗压强度约865MPa 抗压强度约585MPa
铸铁拉伸曲线
抗拉强度 约238MPa
压缩试件直径10mm 拉伸试件直径12mm
低碳钢（铸铁）压缩曲线
低碳钢
问题： 1低碳钢拉压 性能对比 2 铸铁拉压性 能对比
拉伸问题说明（1） －新旧实验标准符号对比
新标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服强度 上屈服强度 下屈服强度 规定非比例延伸 强度 抗拉强度 符号 Z A A11.3 － ReH ReL RP 例如：RP0.2 Rm 旧标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服点 上屈服点 下屈服点 规定非比例伸长 应力 抗拉强度 符号 Ψ δ5 δ10 σS σSU σSL σP 例如：σ σb
P0.2
拉伸新国家标准－GB228-2002
拉伸问题说明（2） －断口位置对断后延伸率影响及修正
试验报告要求
拉伸试验报告按实验教材P31拉伸试验报 告要求书写。其中第7题改为选作。 拉伸试验数据表格参考格式见网络学堂。 报告每人一份，独立完成。实验曲线一人 一份，附在试验报告后面。 报告在做“弹性常数测试实验”（教材P33） 时交。
纤维增强复合材料特性
σ 0º试件（加载与纤 维方向一致）
0º试件
90º试件 45 º试件
45º试件（加载与 纤维方向成45º） 90º试件（加载与纤维 方向垂直） ε 思考：各向异性，与金属材料区别，纤维增强效果？
玻璃纤维增强复合材料拉伸曲线
（玻璃纤维含量51％，基体为环氧树脂)
拉伸试验报告
拉伸试验预习报告一、试验目的1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。
2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。
二、试验要求：1、实验速率（1）低碳钢弹性模量E=(196～206) ×106Pa，一般取206×106Pa。
小于150000N/mm2，在弹性范围直至上屈服强度范围内，试验机夹头的分离速率应保持2(N/mm2)∙s-1～20(N/mm2))∙s-1之间。
（2）若仅测定下屈服长度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s。
（3）同时测定上下屈服强度则满足要求（2）。
2、夹持方法应使用例如楔头夹头、螺纹夹头、套环夹头等合适的夹具夹持试样。
应尽最大的努力确保夹持试样受轴向拉力作用。
3、温度试验温度一般在室温10℃~35℃范围内,。
对温度要求严格的试验，试验温度为23℃±5℃。
三、引言低碳钢材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，低碳钢拉伸应变曲线有弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
通过拉伸试验，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等性能指标。
而且可以通过Hollomon公式计算出材料的应变硬化系数与应变硬化指数。
本次实验将通过室温拉伸完成上述性能测试工作。
四、试验内容1、试验材料与试样实验材料：低碳钢（low carbon steel）为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
使用分别经过退火、正火和淬火处理的低碳钢。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
低碳钢正火后硬度略高于退火，韧性也较好。
要想增加低碳钢的硬度，首先要对低碳钢进行渗碳，然后才能进行淬火来提高硬度，这时得到的组织是淬火马氏体。
将这三种实验材料都制成R4标准试样，其形状和尺寸要求，如图1、表1、表2所示：图1试样形状表1 R4试样尺寸表2 R4试样尺寸公差要求2、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备试验测试内容：(1) 直接测量的物理量：试样的原始标距L0、断后标距L u、原始直径d0、断后直径d u。
材料拉伸实验
标距与直径的比例为: l0 5d0 l0 10d0
对于板的材料拉伸实验，按国家标准做成矩形截面试件。
截面面积和试件标距关系为:
l0 5.65 A0 l0 11.3 A0
四、实验原理 1.夹头形式 圆形和矩形截面试件所用夹板分别如图1—3（a）（b）
夹板表面制成凸纹， 以夹牢试件。
取这三处截面直径的最小值d0作为计算试件横截面面积 A0的依据。
2.试验机的准备：首先了解电子万能试验机的基本 构造原理，学习试验机的操作规程。
(1)旋开钥匙开关，启动试验机。第一步：连接好试 验机电源线及各通讯线缆；第二步：打开空气开关； 第三步：打开钥匙开关。
(2)连接试验机与计算机。打开计算机显示器与主机， 运行实验程序，进入实验主界面，单击主菜单上“联 机”，连接试验机与计算机。
般要求 1h0/d。0 3
四、实验原理
1.低碳钢的压缩曲线
F
压缩过程中产生屈服以前的
基本情况与拉伸时相同，载
B
荷到达B点时，实验力值不变 或下降，材料产生屈服，当 FS
载荷超过B点后，塑性变形逐
渐增加，试件横截面积逐渐 增大，试件最后被压成鼓形 O
而不断裂，只能测出产生屈
服时的载荷 F S，由 S FS/ A0
实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载
采用增量法，即每增加等量的载荷△F，测出各点的应
变增量 实，i 分别取各点应变增量的平均值 ， 实 i
依次求出各点的应变增量 实i E实i，将实测应力
值与理论应力值 应力公式。
i
Miy1进/2行F比ai较y，以验证弯曲正
得出材料受压时的屈服极限。
F L
2.铸铁的压缩曲线
金属材料力学性能测试——拉伸、压索和扭转实验
0/A P =s s σ金属材料力学性能测试——拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性质基本的重要实验之一。
根据国家标准金属拉力实验法的规定，拉伸试件必须做成标准试件。
圆截面试件如图1-1所示：长试件L=10d 0，短试件L=5d 0。
拉伸时材料的强度指标和塑性指标测定： 1、强度指标的测定：材料拉伸时的力学性能指标（如s σ，b σ，δ，ψ ），由拉伸破坏实验来确定。
图1-2是低碳钢拉伸实验时的拉伸图。
OA 段为弹性变形阶段，过了A 点,材料进入屈服阶段，材料进入上屈服点,A 点对应上屈服点的载荷Psu ，B 点对应 屈服点的载荷Psl 。
由于上屈服点的值不稳定(对同一批材料而言) ，下屈服点较稳定，因此在没有特别说明的情况下，规定下屈服点的载荷为屈服载荷Ps ，则屈服极限为: MPa 。
其中:A0为试件的初始横截面面积,拉伸图上D 点对应的最大荷载值为Pb,此后试件发生劲缩现象,迅速破坏。
材料的抗拉强度极限为:0/A P =b b σMPa 。
铸铁的拉伸实验图如图1-3所示。
试件变形很小，到达一定的载荷突然断裂，拉断时的最大载荷，即为强度的载荷Pb 铸铁拉伸强度极限为：0/A P =b b σMPa 。
2、塑性指标测定：将拉断后的低碳钢试件拼接后，测量断后标距L1；劲缩处的平均值径d1，由下列公式计算延伸率δ和断面收缩率ψ；%100/)(%100/)(010001⨯A A -=ψ⨯-=A L L L δ其中：A1为试件断开处的横截面积，L 1为试件断后的标距。
拉伸时材料机械性质的测定室温_____℃ 日期____年___月___日实验目的：1.测定低碳钢的屈服极限s σ，极限强度b σ，延伸率δ，面积收缩率ψ，铸铁的极限强度b σ。
2.观察拉伸过程中的实验现象。
实验设备：电子万能试验机。
游标卡尺。
实验主要步骤：1.分别测量两种材料的上、中、下横截面直径并填入表格。
2.安装试件，然后开始实验。
3.记录拉伸载荷，测量断后标距及收缩直径，代入公式计算。
材料力学拉伸实验报告
材料的拉伸压缩实验徐浩1221241020 机械一班一、实验目的1.观察试件受力和变形之间的相互关系；2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
观察铸铁在压缩时的破坏现象。
3.测定拉伸时低碳钢的强度指标（s、b）和塑性指标（、）。
测定压缩时铸铁的强度极限b。
二、实验设备1.微机控制电子万能试验机；2.游标卡尺。
三、实验材料拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图所示，dl0l四、实验原理低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-l 曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图2。
对于低碳钢材料，由图2曲线中发现OA 直线，说明F 正比于l ，此阶段称为弹性阶段。
屈服阶段（B-C ）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。
其中，B点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；B 点为下屈服点。
下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。
测定屈服载荷Fs 时，必须缓慢而均匀地加载，并应用s=F s / A 0（A 0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。
图2 低碳钢拉伸曲线屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。
当载荷达到强度载荷F b 后，在试件的某一局部发生显著变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。
应用公式b=F b /A 0计算强度极限（A 0为试件变形前的横截面积）。
根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率和端面收缩率，即%100001⨯-=l l l δ，%100010⨯-=A A A ψ式中，l0、l1为试件拉伸前后的标距长度，A1为颈缩处的横截面积。
五、实验步骤及注意事项1、拉伸实验步骤（1）试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。
实验讲义 材料的拉伸实验
实验二材料的拉伸实验概述常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。
通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。
一、金属的拉伸实验（一）实验目的1.测定低碳钢的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z。
2.测定铸铁的抗拉强度Rm。
3.观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（F─曲线）。
4.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。
（二）实验原理依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：1.低碳钢试样。
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1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F a－比例伸长力；F c－弹性伸长力；F su－上屈服力；F sl－下屈服力；F b－最大力；F f－断裂力；－断裂后塑性伸长；－弹性伸长；图1碳钢拉伸曲线,并将横坐标（伸长伸曲线图的纵坐标（力F）除以试样原始横截面面积SΔL）除以试样的原始标距L0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—曲线，如图2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1、图2所示。
（1）弹性阶段OC。
在此阶段中的OA段拉力和伸长成正比关系，表明钢材的应力与应变为线性关系，完全遵循虎克定律，如图2示。
拉伸实验
试验一 拉伸实验拉伸试验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本最重要的试验。
通过拉伸试验所得的力学性能指标，在整个材料力学的强度计算中几乎都要用到。
更重要的是，工程设计中所选用的材料力学性能指标大都是以拉伸试验为主要依据的。
本次试验将选用低碳钢作为塑性材料的代表，做拉伸试验。
一、实验目的1）测定低碳钢的屈服强度s σ，抗拉强度b σ。
断后伸长率δ和断面收缩率ψ2）观察低碳钢在拉伸过程中所出现的各种变形现象（包括屈服、强化和缩颈等），分析力与变形之间的关系，并绘制拉伸图。
3）分析低碳钢力学性能的特点和试件断口情况，分析其破坏原因。
4）学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、实验设备（1）试件：材料的力学性能是通过拉伸试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸的试件。
试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响。
为了避免这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉力试件分为比例的和非比例的两种。
比例试件应符合如下的关系：L 0＝K ·A 0 （1-1）式中 L 0――标距，用于测量拉伸变形，单位为ｍｍ；A 0――标距部分试件的断面积；K ――系数，K ＝5.56或K ＝11.3，前者称为短试件，后者称为长试件。
据此，直径为d 0的短、长圆形试件的标距长度L 0分别为5d 0和10d 0；非比例试件的标距与其横截面间则无上述关系，而是根据制品（薄板、薄带、细管、细丝、型材等）的尺寸和材料的性质规定出平行长度L 和标距长度L 0。
长试件见图1-1。
试件两端较粗的部分为装入试验机夹头中的夹持部分，起传递拉力之用。
它的形状及尺寸可根据试验的夹头形式而定。
本实验采用非比例试件。
图1-1 圆形拉伸试件（2）实验装置：万能试验机或拉力试验机。
试验机的夹头有各种形式，一般采用夹板式，如图1-2。
图形截面试件所用的夹板如图1-3所示。