材料力学实验报告 拉压试验

材料力学实验
实验二拉压实验
实验日期：2018.10.29
一、实验目的
1、测定低碳钢（Q235）拉伸最大载荷Fm、拉伸强度Rm、下屈
服强度R El、断后伸长率A、断后收缩率Z。

2、观察低碳钢拉伸过程中各种现象（屈服、颈缩等），并绘制拉伸
曲线。

3、测定低碳钢(Q235)压缩时下压缩屈服强度R eLc，绘制压缩曲线。

4、测定铸铁压缩时最大压缩力F、抗压强度Rmc，绘制压缩曲线。

二、实验设备
1、电子万能试验机
2、应变式引伸计（标距50mm）
3、计算机数据采集系统及实验软件
4、游标卡尺
三、实验原理
利用拉伸试验机产生的静拉力（或静压力），对标准试样进行轴向拉伸（或压缩），同时连续测量变化的载荷和试样的伸长量，直至断裂（或破裂），并根据测得的数据计算出有关的力学性能指标。

四、实验步骤
1、碳素钢拉伸
（1）用游标卡尺和分规测量试样的直径d0和标距L0。

在标距中央及两条标距线附近各取截面进行测量。

（2）在控制计算机上打开拉伸实验软件，进人到实验程序界面，如图所示。

（3）启动电子万能实验机。

（4）检查横梁运动。

如图3- 6所示，在横梁调整栏中选择合适的下横梁升降速度。

点击横梁(上升]或(下降]按钮，观察下横梁行走方向是否正确。

（5）输入试样参数。

在试样参数栏中填人试样标距L0和直径d0，（6）负荷显示框清零。

此时实验机未加载荷，在负荷显示框下方点击清零按钮，使显示框的负荷数值归零。

注意，加载荷后不得使用此按钮。

（7）安装试样。

将拉伸试样一端装入上夹头，旋转手柄，夹紧。

只夹住试样端头30 mm即可。

上升横梁，将试样的下端30 mm导入下夹头，夹紧。

（8）安装引伸计。

将引伸计的两刀口装卡在试样中段，用皮筋或弹簧固定，限位小圆柱与上刀口臂之间应留不大于0.3 mm缝隙。

（9）在实验界面中将“试验速率”设为5 mm/ min。

（10）在实验前将变形显示框清零，位移显示框清零，负荷显示框不清零。

（11）上述实验准备工作完毕后，请实验指导教师检查一遍无误后，即可开始实验。

（12）点击[拉伸]按钮，实验开始。

实验开始后要有专人操作软件，并监视实验运行状态。

（13）观察实验过程。

查看软件的负荷、受力和位移这3个传感器显示框，实验初期数值应都增大，实验曲线向上延伸。

观察主视窗中应力—应变曲线变化，特别是弹性、屈服、强化和颈缩各阶段的特征。

（14）摘除引伸计。

当曲线过屈服段后，再向右延伸3格左右，然后用鼠标选中“用位移代替变形”(在图形下方)，再摘除引伸计。

（15）摘除引伸计后，可以加快实验，将“试验速率”改为10 mm/ min。

（16）继续观察实验图形，当实验曲线下降(负荷下降)时，观看试样的颈缩现象。

（17）试样拉断后，点击[停止]按钮。

在文件菜单下保存本实验。

（18）测量数据。

卸下拉断的试样，将试样的断裂部分紧密对接起来，尽量使轴线位于一条直线上，然后做下述测量。

①测量断后最小直径du:在颈缩最小处的两垂直方向上测直径，用两
者的平均值作为d。

②测量断后标距Lu:在轴向上测量试样断后的标距。

（19）在软件的试样参数栏中将测得的du和Lu填人“断后参数”中。

（20）进人计算栏，点击[计算]按钮，软件自动计算并显示计算结果，再次保存本实验。

（21）分析计算结果是否合理，如果合理，在计算界面下选择需打印的实验结果项目，然后打印实验报告。

（22）整理现场，结束实验。

2、低碳钢铸铁压缩
（1）测量试样:用游标卡尺测量低碳钢和铸铁试样的直径d和长度L。

（2）开启实验软件:在控制计算机上运行压缩实验软件，进人到实验界面，如图所示。

（3）开机，启动电子万能实验机。

（4）检查横梁位移速度。

（5）输入试样参数:在试样参数界面中填人试样直径d0。

（6）安装式样。

（7）负荷栏清零:此时负荷传感器未受载荷，负荷栏的示值应为零。

在负荷栏下方单击[清零]按钮，显示框数值置零。

（8）压头定位:操作横梁下降，使压头接近试样，当压头与试样有约1 mm间隙时，停止移动。

注意:当压头快接近试样时，应降低横梁下降速度到10 mm/min以下，避免压头冲击试样而造成事故。

（9）进入试验栏中，将“试验速率”设为3 mm/min,点击[压缩]按钮，实验开始。

（10）观察软件视窗上的实验曲线变化，低碳钢试样与铸铁试样受压有何不同。

（11）观察负荷窗口实验力，对于低碳钢试样，加载到70 kN左右停止实验，卸载取下试样。

对于铸铁试样，试样破坏时实验力下降，点击[停止]按钮，卸载取下试样。

注意:压缩铸铁试样时，不要近距离观察试样，以免试样破坏时有碎屑飞出伤眼。

（12）记录实验结果:对于低碳钢试样，在负荷变形曲线图上将鼠标指针指到下屈服点，即可读出下压缩屈服载荷。

对于铸铁试样，选中负荷窗口的峰值，读取最大载荷。

软件也可自动计算。

五、实验记录与结果
1、低碳钢拉伸实验
低碳钢拉伸曲线
最大载荷Fm 31.982KN 拉伸强度Rm407.2MPa 下屈服强度R El 281.922MPa 断后伸长率A 30.0% 断后收缩率Z 67.5%
2、低碳钢与铸铁压缩
低碳钢压缩曲线下压缩屈服强度R eLc 320.076MPa
铸铁圧缩曲线
最大压缩力F 58.338KN 抗压强度Rmc 742.8MPa
六、结果分析与讨论
低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性材料。

相同规格的两种材料受压时，它们内部应力处处相同，但是低碳钢抗压能力非常强，且抗拉抗压能力相当，所以最后会被压扁（虽然失效但是不会断裂）。

而铸
铁的抗压能力远远大于抗拉能力，最后会被内部的正应力（参考应力状态分析相关内容）给拉断，断口呈斜45度角。