金属材料的拉伸与压缩实验
金属材料的拉伸与压缩实验报告
金属材料的拉伸与压缩实验报告
一、前言
拉伸与压缩实验是金属材料力学性能测试中常用的方法之一。
通过实验可以得到金属材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能参数。
本实验旨在通过对不同金属材料的拉伸与压缩实验，探索金属材料的力学特性。
二、实验原理
拉伸与压缩实验的原理是将金属样本放入拉力机中，通过施加相应的拉伸或压缩力，在不同的应变下测量样本的力学性能。
应变可以通过求解样本的伸长量与原始长度的比值得到。
三、实验步骤
1. 将金属样本放置在拉力机上，并调整夹具使样本稳固；
2. 开始拉伸实验，慢慢增加加载量，记录下载荷和伸长量；
3. 当样本出现明显的变形时停止拉伸，记录此时的载荷和伸长量；
4. 根据记录数据计算拉力与伸长量之间的比值，得到材料的抗拉强度和延伸率；
5. 进行压缩实验，步骤同拉伸实验；
6. 根据实验数据计算压力与压缩量之间的比值，得到材料的抗压强度和压缩率。
四、实验结果分析
本实验对不同金属材料进行了拉伸与压缩实验。
实验结果表明，不同材料的力学
性能存在较大的差异。
其中，钢材的抗拉强度最高，铝材的延伸率较高。
对于同一材料，在拉伸和压缩实验中得到的结果存在差异，这是由于材料在不同的加载形式下会表现出不同的力学特性。
五、实验总结
拉伸与压缩实验是研究金属材料力学性能的重要手段。
通过实验可以得到材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能参数，有助于了解不同材料的应用范围和性能要求。
在实验中需要注意样本的选择和制备，以及试验过程中的操作规范和数据记录精确。
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
金属材料的拉伸与压缩实验
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。
材料拉伸与压缩实验报告参考
碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限s σ,强度极限b σ,延伸率δ和断面收缩率ψ,测定铸铁拉伸时的强度极限b σ;2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象,并进行比较,使用绘图装置绘制拉伸图P-ΔL 曲线; 二、实验设备微机控制电子万能材料试验机、直尺、游标卡尺; 三、实验试祥1.为使各种材料机械性质的数值能互相比较,避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响,对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定,如图1所示：图1用于测量拉伸变形的试件中段长度标距L 0与试件直径d;必零满足L 0／d 0=10或5,其延伸率分别记做和δ10和δ52、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形,避免压弯,一般规定试件高度h 直径d 的比值在下列范围之内：1≤d h≤3为了保证试件承受轴向压力,加工时应使试件两个端面尽可能平行,并与试件轴线垂直,为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力,试件两端面应进行磨削加工,使其光滑; 四、实验原理图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L 曲线图,拉伸变形ΔL 是整个试件的伸长,并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动,故绘出的曲线图最初一段是曲线,流动阶段上限B ‘受变形速度和试件形式影响,下屈服点B 则比较稳定,工程上均以B 点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S ,以试样的初始横截面积A0除PS,即得屈服极限：图2屈服阶段过后,进入强化阶段,试样又恢复了承载能力,载荷到达最大值P b ,时,试样某一局部的截面明显缩小,出现“颈缩”现象,这时示力盘的从动针停留在P b 不动,主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降,试样即将被拉断;以试样的初始横截面面积A;除P b 得强度极限为延伸率δ及断面收缩率φ的测定,试样的标距原长为L 0拉断后将两段试样紧密地对接在一起,量出拉断后的标距长为L 1延伸率应为试样拉断后,设颈缩处的最小横截面面积为A 1,由于断口不是规则的圆形,应在两个相互垂直的方向上量取最小截面的直径,以其平均值计算A 1,然后按下式计算断面收缩率：铸铁试件在变形极小时,就达到最大载荷P b 而突然发生断裂;没有屈服和颈缩现象,其强度极限远小于低碳钢的强度极限;图4为低碳钢试件的压缩图,在弹性阶段和屈服阶段,它与拉伸时的形状基本上是一致的,而且s P 也基本相同,所以说,低碳钢材料在压缩时的E 和s σ都与拉伸时大致相同,低碳钢的塑性好,由于泊松效应,试件越压越粗,不会破坏,横向膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束,试件被压成鼓形,进一步压缩,会压成圆饼状,低碳钢试件压不坏,所以没有强度极限;图5为铸铁试件压缩图,P-ΔL 比同材料的拉伸图要高4-5倍,当达到最大载荷b P 时铸铁试件会突然破裂,断裂面法线与试件轴线大致成045～055的倾角;这表面,铸铁压缩破坏主要是由剪应力引起的; 五、实验步骤低碳钢拉伸试验步骤：图4图51、测量试样尺寸测定试样初始横截面面积Aο时,在标距Lο的两端及中部三个位置上,沿两个互相垂直的方向,测量试样直径,以其平均值计算各横截面面积,取三个横截面面积中的最小值为Aο;2、检查试验机的夹具是否安装好,各种限位是否在实验状态下就位；3、安装试件;安装时仅将试件上端夹紧,下端悬空,然后再试件上夹持引伸计；4、启动下降按钮将试件移下,停止安装好试件,进行调零,回到试验初始状态；5、根据实验设定,启动实验开关进行加载,注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化；6、实验完成,保存记录数据；7、试件破坏后非破坏性试验应先卸载,断开控制器并关闭,关闭动力系统及计算机系统,清理还原;铸铁压缩试验步骤：1、测量试样尺寸,测量试样两端及中间等三处截面的直径,取三处中最小一处的平均直径0d作为计算原截面积0A之用;2、调整试验机,选择测力度盘,调整指针对准零点,并调整自动绘图器;电子万能试验机按软件操作指南步骤进行;3、安装试样,将试样两端面涂上润滑油,然后准确地放在试验机活动台支承垫的中心上;4、检查及试车液压试验机试车时将试验机活动台上升,试件亦随之上升,当试件上端面接近承垫时应减慢活动台上升速度,避免突然接触引起剧烈加载,当试件与上承垫刚接触时,将自动绘图笔调整好,使它处于工作状态,用慢速预加少量载荷;然后卸载近零点,以检查试验机工作是否正常;5、进行试验铸铁试件,缓慢而均匀地加载,同时使用自动绘图装置绘出P-L∆曲线,直到试件破裂为止,记下破坏载荷b P;6、结束工作打开回油间,将载荷卸掉,取下试件,使试验机复原;六、数据处理低碳钢拉伸：试样直径d断面收缩率：灰铸铁直径d ：、,平均值 铸铁的强度极限：=3,110^-4mm=A P b b01×100%=210^-4-10^-5/210^-4=72%%=105-80/80=% 100 00 1l l l。
金属材料的拉伸与压缩试验
试验一 金属材料的拉伸与压缩试验1.1概 述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/P7314-1987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＝11.30S2. 5倍试件 圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.650S =π045S d 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。
1.2拉伸实验一、实验目的：1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
金属的拉伸实验和压缩实验
金属的拉伸实验和压缩实验 金属的拉伸实验和压缩实验大纲1．通过低碳钢的拉伸实验，测定低碳钢的比例极限σP ，屈服极限σS，强度极限σb，延伸率δ，截面收缩率ψ和弹性模量E，并绘出低碳钢的应力—应变曲线，从而了解塑性材料的基本力学性能。
2．通过铸铁的拉伸实验，测定强度极限σb，绘制出铸铁拉伸时的拉伸曲线，理解铸铁拉伸时的破坏性质．3．通过铸铁和低碳钢的压缩实验，测定铸铁的强度极限σb，比较铸铁和低碳钢压缩时变形和破坏现象，进一步了解塑性材料和脆性材料的力学性能。
4. 通过金属的拉伸和压缩实验，使学生对材料（金属和非金属材料）的力学性能的测试方法有一个初步的认识。
5. 主要设备：材料试验机；主要耗材：低碳钢和铸铁拉伸试样，每次实验消耗各1根。
低碳钢和铸铁压缩试样，每次实验消耗各1根。
金属的拉伸实验指导书一、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。
二、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度R el、抗拉强度R m、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z2、测定铸铁的抗拉强度R m3、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─L∆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三、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺四、试样的制备试样的制备应按照相关的产品标准或GB/T 2975的要求切取样坯和制备试样。
试验表明，所用试样的形状和尺寸，对其性能测试结果有一定影响。
为了使金属材料拉伸试验的结果具有可比性与符合性，国家已制定统一标准。
依据此标准，拉伸试样分为比例试样和非比例试样两种，试样的横截面形状有圆形和矩形。
这两种试样便于机加工，也便于尺寸的测量和夹具的设计。
本试验所用的拉伸试样是经机加工制成的圆形横截面的长比例试样,即L0=10d。
金属材料的拉伸与压缩实验
机械学基础实验指导书力学实验中心1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。
低碳钢和灰口铸铁的拉伸,压缩实验
低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验1 实验目的⑴．观察低碳钢在拉伸时的各种现象,并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限s σ,强度极限b σ,延伸率10δ和断面收缩率ψ。
⑵.观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象。
⑶.观察低碳钢和铸铁在轴向压缩过程中的各种现象。
⑷.观察试样受力和变形两者间的相互关系,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
测定该试样所代表材料的F S 、F b 和l ∆等值。
⑸.对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。
⑹.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。
2 仪器设备和量具50KN 电子万能试验机，单向引伸计，钢板尺，游标卡尺。
3 试件实验证明，试件尺寸和形状对实验结果有影响。
为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。
根据国家标准，（GB6397-86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下：本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件(图2－1),实验段直径mm d 100=,标距mm l 1000=。
本实验的压缩试件采用国家标准（GB7314-87）中规定的圆柱形试件2/0=d h ，mm d 150=（图2－2）。
4 实验原理和方法（一）低碳钢的拉伸实验在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径0d 和标距0l 。
实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量实验段的变形。
然后开动实验机，缓慢加载，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（l F ∆-曲线，见图2－3）或应力-应变曲线（εσ-曲线，见图2－4），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：（1）弹性阶段（Ob 段）在拉伸的初始阶段，εσ-曲线（Oa 段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。
线性段的最高点称为材料的比例极限（P σ），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E 。
金属材料拉伸与压缩实验报告
金属材料拉伸与压缩实验报告金属材料拉伸与压缩实验报告引言：金属材料是工程领域中广泛应用的一类材料。
了解金属材料的力学性能对于设计和制造具有高强度和高可靠性的结构件至关重要。
本实验旨在通过拉伸和压缩实验，研究金属材料的力学性能，并分析其应力-应变曲线、屈服强度和延伸率等参数。
实验方法：1. 拉伸实验：首先，选择一块金属试样，将其夹紧在拉伸试验机上。
逐渐施加拉力，记录下拉伸过程中的应变和应力数据。
当试样断裂时，停止拉力施加，记录下断裂点的应变和应力。
2. 压缩实验：选择一块金属试样，将其夹紧在压缩试验机上。
逐渐施加压力，记录下压缩过程中的应变和应力数据。
当试样发生破坏时，停止压力施加，记录下破坏点的应变和应力。
实验结果与分析：通过拉伸实验得到的应力-应变曲线表明，金属材料在拉伸过程中呈现出弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
在弹性阶段，应变与应力成正比，材料能够恢复原状。
在屈服阶段，应变增加速度减慢，材料开始发生塑性变形。
在断裂阶段，应变急剧增加，材料发生断裂。
通过测量屈服点的应力和应变，可以计算出材料的屈服强度。
通过压缩实验得到的应力-应变曲线与拉伸实验类似，也呈现出弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
然而，与拉伸实验相比，压缩实验中的屈服点通常较难确定。
这是因为在压缩过程中，试样受到的应力分布不均匀，可能会导致试样的局部塑性变形和失稳。
根据实验数据计算得到的屈服强度和延伸率等参数可以用来评估金属材料的机械性能。
屈服强度是材料在发生塑性变形之前能够承受的最大应力。
延伸率是材料在拉伸过程中能够延展的程度，通常以百分比表示。
这些参数对于工程设计和材料选择非常重要，可以帮助工程师确定合适的金属材料以满足特定的应用需求。
结论：通过拉伸和压缩实验，我们可以获得金属材料的应力-应变曲线，并计算出屈服强度和延伸率等参数。
这些参数对于评估金属材料的力学性能至关重要。
在工程设计和材料选择过程中，我们应该根据特定应用的需求，选择具有适当力学性能的金属材料，以确保结构的安全性和可靠性。
金属的压缩与拉伸实验原理
金属的压缩与拉伸实验原理
金属的压缩与拉伸实验是一种用来研究金属材料力学性质的常见方法。
其原理基于材料的弹性变形和塑性变形。
1. 压缩实验原理：
在金属压缩实验中，一块金属样品被置于压力加载机械设备中。
由于外部加载的作用力，金属样品会受到压缩力，导致其体积减小。
这种压缩力会使原子间的距离减小，从而引起金属晶格的弹性变形。
当外部力撤离时，金属样品会恢复到其原始形状，这是因为金属具有弹性特性，即当外部力移除时，金属会通过恢复原始晶格结构的方式恢复到原始形态。
2. 拉伸实验原理：
在金属拉伸实验中，一块金属样品被置于拉伸加载机械设备中。
加载设备会施加拉力，导致金属样品逐渐变长、变细。
这种拉伸力会引起金属晶格的弹性和塑性变形。
当外部力撤离时，在金属线性范围内，金属会恢复到其原始形状，表现出弹性变形。
然而，当所施加的拉力超过金属的弹性限度时，金属会发生塑性变形，此时金属无法完全恢复到原始形态。
通过测量金属样品在不同应力下的变形情况，可以得到应力-应变曲线，该曲线
可以反映出金属的力学性质，如屈服强度、延伸率和断裂强度等。
总结来说，金属的压缩与拉伸实验原理是基于金属材料的弹性和塑性变形，通过施加外部力对金属样品进行压缩或拉伸，以研究其力学性质。
一)、金属的拉伸实验和压缩实验
一）、金属的拉伸实验和压缩实验金属的拉伸实验和压缩实验大纲1．通过低碳钢的拉伸实验，测定低碳钢的比例极限σP ，屈服极限σS，强度极限σb，延伸率δ，截面收缩率ψ和弹性模量E，并绘出低碳钢的应力—应变曲线，从而了解塑性材料的基本力学性能。
2．通过铸铁的拉伸实验，测定强度极限σb，绘制出铸铁拉伸时的拉伸曲线，理解铸铁拉伸时的破坏性质．3．通过铸铁和低碳钢的压缩实验，测定铸铁的强度极限σb，比较铸铁和低碳钢压缩时变形和破坏现象，进一步了解塑性材料和脆性材料的力学性能。
4. 通过金属的拉伸和压缩实验，使学生对材料（金属和非金属材料）的力学性能的测试方法有一个初步的认识。
5. 主要设备：材料试验机；主要耗材：低碳钢和铸铁拉伸试样，每次实验消耗各1根。
低碳钢和铸铁压缩试样，每次实验消耗各1根。
金属的拉伸实验指导书一、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。
二、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度R el、抗拉强度R m、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z2、测定铸铁的抗拉强度R m3、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─L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三、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺四、试样的制备试样的制备应按照相关的产品标准或GB/T 2975的要求切取样坯和制备试样。
试验表明，所用试样的形状和尺寸，对其性能测试结果有一定影响。
为了使金属材料拉伸试验的结果具有可比性与符合性，国家已制定统一标准。
依据此标准，拉伸试样分为比例试样和非比例试样两种，试样的横截面形状有圆形和矩形。
这两种试样便于机加工，也便于尺寸的测量和夹具的设计。
本试验所用的拉伸试样是经机加工制成的圆形横截面的长比例试样,即L0=10d。
金属材料的拉伸与压缩实验心得体会
金属材料的拉伸与压缩实验心得体会金属材料的拉伸与压缩实验涉及到低碳钢拉伸实验、电测法测梁应力、固井水泥强度测试、玻璃套管压扁实验、法兰盘受压实验、三点弯实验。
分别涉及到材料性能学、实验力学电测法、能源开采领域、工程材料等。
进行的操作有测量、贴应变片、焊接、应变仪使用、多功能试验机使用、记录等。
发挥主观能动性去做试验、完成实验报告。
材料的拉伸与压缩每一步的用途以及为什么这么做。
在有限的课堂时间内投入到无限的学习思考中去。
实验报告的完成不能仅仅认为完成老师给的模板上提出的问题就行，比如老师要求做相应的数值模拟，不应该只是把数值模拟的图弄上去，应该明白老师要求数值模拟的意义何在，必须分析数值模拟的结果，再和实验结果相比较，思考两种方法的不同，相互检验，互相补充。
但我们最开始甚至做一条曲线，都不进行描述，这样都属于没有发挥主观能动性。
拉伸、压缩和扭转实验(对外)
平面断口， 平面断口，正应力引起
铸 铁
铸铁试样拉伸破坏后，断口在横截面上，呈平口状。 铸铁试样拉伸破坏后，断口在横截面上，呈平口状。 样拉伸破坏后
金属材料拉伸、压缩和扭转实验 金属材料拉伸、
压缩实验——观察现象 压缩实验——观察现象 ——
低碳钢压缩变形，不会断裂， 低碳钢压缩变形，不会断裂，由于受 压缩变形 到上下两端摩擦力影响，形成“鼓形” 到上下两端摩擦力影响，形成“鼓形”。
6．测定铸铁强度极限τb
T
Tb
Tb 强度极限 τ b = WΡ
O
ϕ
铸铁扭转曲线
铸铁扭转实验观察
断裂现象 拉应力引起
金属材料拉伸、压缩和扭转实验 金属材料拉伸、
拉伸实验——观察现象 拉伸实验——观察现象 ——
颈缩现象， 杯口” 颈缩现象，“杯口”
低碳钢
低碳钢试样拉伸破坏后，断口呈“杯口”状。 低碳钢试样拉伸破坏后，断口呈“杯口” 样拉伸破坏后
测定铸铁强度极限t铸铁扭转实验观察断裂现象拉应力引起铸铁扭转曲线金属材料拉伸压缩和扭转实验拉伸实验观察现象颈缩现象杯口低碳钢试样拉伸破坏后断口呈杯口状
金属材料拉伸、压缩和扭转实验 金属材料拉伸、
拉伸、 拉伸、压缩和扭转实验
（验证性实验） 验证性实验）
重庆大学力学实验教学中心
d0
2. 压缩试样 — 采用标准圆柱体试样
d0
h0 =（1-3）d0 （ ）
h0
金属材料拉伸、压缩和扭转实验 金属材料拉伸、
三、实验原理 1．测定低碳钢拉伸强度指标和塑性指标
F
① 强度指标
K
Fb
Fs σs = A0
Fb σb = A0
Fs
卸载线
金属材料的拉伸与压缩实验
机械学基础实验指导书力学实验中心1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。
金属材料的拉伸与压缩实验报告
金属材料的拉伸与压缩实验报告一、实验目的•了解金属材料在拉伸和压缩过程中的性能变化；•学习金属材料的拉伸与压缩实验方法；•掌握实验数据的处理和分析方法；•探讨金属材料的力学性能与结构之间的关系。
二、引言金属材料是工程中常用的材料之一，其力学性能的研究对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本实验通过拉伸和压缩实验，研究金属材料在不同载荷下的应力应变关系，以及在力学性能方面的表现。
三、实验装置与仪器本实验使用的主要装置和仪器有： 1. 万能拉压试验机：用于施加拉伸和压缩载荷；2. 标准金属试样：选择一种常用金属材料，制备符合标准要求的试样；3. 外观仪：用于测试和观察试样的形变和断裂情况；4. 数字测量仪：用于准确测量应变、变形等数据；5. 数据采集系统：用于实时记录试验过程中的数据。
四、实验步骤拉伸实验1.准备金属试样：根据标准要求制备符合尺寸要求的金属试样，并在试样上标记初始长度L0和标距；2.安装试样：将试样放在拉伸试验机上，并进行正确的夹持和定位；3.施加载荷：设置合适的加载速率和初始载荷，在试验过程中逐渐增加拉力，并记录下对应的载荷和伸长量；4.记录数据：实时记录试验过程中的变形、应力和应变等数据；5.观察试验现象：注意观察试样在不同载荷下的形变情况，并记录下试样破裂时的最大载荷。
压缩实验1.准备金属试样：根据标准要求制备符合尺寸要求的金属试样，并在试样上标记初始长度L0和标距；2.安装试样：将试样放在压缩试验机上，并进行正确的夹持和定位；3.施加载荷：设置合适的加载速率和初始载荷，在试验过程中逐渐增加压力，并记录下对应的载荷和压缩量；4.记录数据：实时记录试验过程中的变形、应力和应变等数据；5.观察试验现象：注意观察试样在不同载荷下的形变情况，并记录下试样破裂时的最大载荷。
五、实验结果与数据分析1.拉伸实验结果分析：–绘制应力-应变曲线，根据实验数据计算得到；–分析试样在不同载荷下的形变行为，例如材料的延展性、断裂性等；–比较不同金属材料的力学性能差异。
金属材料拉压实验
低碳钢压缩曲线
低碳钢的压缩实验与拉伸
试验一样也有明显的弹性变形 阶段和屈服阶段，不同之处在 于进入强化阶段后，由于压缩 实验试件产生变形与试验机的 接触面积在不断的增加，其承 受的压力也可以无限增加，只 到超出试验机工作能力。
开动实验机并缓慢匀速加载。因低碳钢压缩试样较短，屈 服不明显，要特别注意进油平稳，以防油压波动，干扰屈服点测读。 屈服结束，继续加载，使试样明显变形成鼓状，即可关机停止实验。
（6）铸铁压缩实验准备工作及实验方法与低碳钢压缩实验基本相同，但 测定的是抗压强度Rmc。安装试样时，要用一个防护罩围套住试样， 以防脆性的铸铁破裂时迸出伤人。
剧地增加，而荷载读数却在很小的范围内波动。
（3）强化阶段（4）颈缩阶段 过了屈服阶段（B点），力又开始继续增
加，曲线亦趋上升，从曲线中看到随着荷载增 加，曲线斜率逐渐减小，直到C点，达到峰值， 该点为抗拉极限荷载，即试样能承受的最大荷 载。
（4）颈缩阶段 此阶段在试样某一段内的横截面面积显著
地收缩，随着颈缩处的截面面积急剧减小削弱，
（7）关机，回油下降工作平台，取下试样。
低碳钢拉伸试件标定
四、实验结果处理
1.根据低碳钢拉伸时下屈服强度对应的荷载和最大荷载计算低碳钢拉 伸时的屈服强度和抗拉强度。
2. 根据铸铁拉伸时最大荷载计算铸铁拉伸时的抗拉强度。 3根据低碳钢压缩时屈服强度对应的荷载计算低碳钢压缩时的下屈服强
度。 4.根据铸铁压缩时最大荷载计算抗压强度 。 5．计算低碳钢的断后伸长率A 注意测量的试样拉断后标距内的伸长量Lu 是将试样断裂的两段对齐并
故而低碳钢的压缩实验只需
要记录屈服时的压力值即可。
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实验四金属材料的拉伸实验（二）一．实验目的1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs ，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。
2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。
3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。
4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。
5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。
二．仪器设备1．微机控制电子万能材料试验机2．数显游标卡尺三．试件在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。
国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=KA。
对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。
即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。
本试验采用L0=10d0的比例试件。
图3-4-1四．测试原理实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。
图3-4-21．低碳钢拉伸⑴．弹性阶段弹性阶段为拉伸曲线中的OB段。
在此阶段，试件上的变形为弹性变形。
OA段直线为线弹性阶段，表明载荷与变形之间满足正比例关系。
接下来的AB段是一非线弹性阶段，但仍满足弹性变形的性质。
⑵．屈服阶段过弹性阶段后，试件进入屈服阶段，其力与曲线为锯齿状曲线BC段。
此时，材料丧失了抵抗变形的能力。
从图形可看出此阶段载荷虽没明显的增加，但变形继续增加；如果试件足够光亮，在试件表面可看到与试件轴线成45°方向的条纹，即滑移线。
在此阶段试件上的最小载荷即为屈服载荷P s.⑶．强化阶段材料经过屈服后，要使试件继续变形，必须增加拉力，这是因为晶体滑移后增加了抗剪能力，同时散乱的晶体开始变得细长，并以长轴向试件纵向转动，趋于纤维状呈现方向性，从而增加了变形的抵抗力，使材料处于强化状态，我们称此阶段为材料的强化阶段（曲线CD部分）。
强化阶段在拉伸图上为一缓慢上升的曲线，若在强化阶段中停止加载并逐步卸载，可以发现一种现象——卸载规律，卸载时载荷与伸长量之间仍遵循直线关系，如果卸载后立即加载，则载荷与变形之间基本上还是遵循卸载时的直线规律沿卸载直线上升至开始卸载时的M点。
我们称此现象为冷作硬化现象。
从图可知，卸载时试件的伸长不能完全恢复，还残留了OQ一段塑性伸长。
⑷．颈缩阶段当试件上的载荷达到最大值后，试件的变形沿长度方向不再是均匀的了，在试件某一薄弱处的直径将显着的缩小，试件出现颈缩现象，由于试件截面积急剧减小，试件所能承受的载荷也随之下降，最后，试件在颈缩处断裂。
试件上的最大载荷即为强度极限载荷。
2．铸铁拉伸铸铁在拉伸时没有屈服阶段，拉伸图为一接近直线的曲线，在变形极小时就达到最大载荷而突然发生破坏，因此，只测最大载荷P b并计算σb=P b/A0.图3-4-3五、实验步骤（1）低碳钢的拉伸1、试件准备；2、尺寸测量。
在试件标距范围内，取中间和两端a.用游标卡尺测量试件标距部分的原始直径d处三个截面作为测试试件直径的位置，每个截面在两个相互垂直的方向上各测量一次，取其平均值作为该截面的平均直径，然后取三个平均值中的最小值作为d0的大小来计算试件的原始横截面面积A0；。
用游标卡尺测量试件标距部分两标距点之间的距离一次，b.测量试件的原始标距L以此作为原始标距L0的大小。
3、试验准备a.依次打开试验机主机，计算机，打印机；b.设置限位保护。
将限位杆上的挡圈调整到合适位置。
c. 打开计算机内试验软件，进入试验软件主窗口界面；d.装夹试件。
先将试件的一端夹入试验机下夹具的钳口内；然后在试验软件中将力传感器清零，利用手动控制盒调整移动横梁到合适位置，使上钳口夹牢试件的另一端；e.点击试验软件主窗口界面上方工具栏内的“实验方案”按扭，设置好实验方案和实验参数。
4、进行实验a.点击试验软件主界面上方工具栏内的“试验”按钮，在弹出的对话框内选择正确的试验方案名，按“确认”键进入试验操作界面。
b. 在弹出的实验操作界面上，点击“运行”键，开始实验。
c. 试件破坏后，关闭试验窗口，进行数据处理，编写打印实验报告。
d. 结束实验，退出试验软件，依次关闭打印机、计算机、试验机。
清理实验现场。
e. 测量拉断后试件的标距L 1和最小截面直径d 1。
【标距L 1的测量】将拉断的试件紧密对接好，尽量使其轴线位于一条直线，拉断以后试件的标距L 1大小的测量采用下述方法之一来测定。
首先在实验前用刻线机在试件标距范围内内的表面上刻出十格等分线。
直测法：若断口到最近的标距点的距离大于30L ，则以直接测得的两标距点间的距离为 L 1；移位法：若断口到最近的标距点的距离小于3L ，则可按下法确定L 1：在长段上从拉断处O 取基本等于短段格数得到B 点，当较长段所余格数为偶数时（如图3-4-4（a ）所示）取长段所余格数的一半得出C 点，相当于将BC 段长度移到试件的左端，则移位后的L 1为L 1=BC AB 2当较长段所余格数为奇数时（如图3-4-4（b ）所示）取长段所余格数减1的一半得出C 点，再取长段所余格数加1的一半得出C 1点，则移位后的L 1为L 1=1BCBCAB++(a)(b)图3-4-4【截面直径d1的测量】将拉断的试件紧密对接好，尽量使其轴线位于一条直线，在试件颈缩处选择一最小截面，在此截面的两个互相垂直的方向各测量一次直径，取其平均值作为拉断以后截面直径d1的值；（2）铸铁的拉伸铸铁的拉伸实验可参照低碳钢拉伸实验进行。
铸铁的尺寸测量还可进一步简化，只需测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件原始直径d0的值；铸铁无需测量标距L0、L1和拉断后的直径d1。
六、实验注意事项1、任何时候都不能带电插拔电源线和信号线；2、试验开始前，一定要调整好限位挡圈；3、试验过程中，不能远离试验机；4、试验过程中，除停止键和急停开关外，不要按控制盒上的其他按键；5、试验结束后，一定要关闭所有电源；6、计算及要严格按照系统要求一步一步退出，正常关机。
7、不要使用来历不明或与本机无关的存储介质在试验机控制用计算机上写盘或读盘。
实验五金属材料的压缩实验(二)一、实验目的1、测定铸铁材料在常温、静载条件下压缩时的强度极限σb；2、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况，并分析其破坏原因；二、仪器设备1、微机控制电子万能材料试验机；2、数显游标卡尺。
三、试件制备金属材料的压缩试件一般制成如图3-5-1所示的圆柱形。
且试件不宜过长（过长容易被压弯），也不宜过于粗短（过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大）。
所以，国家标准一般规定h 0=（1~2）d（1）式中h——压缩试件的高度d——压缩试件的原始横截面直径图3-5-1四、实验原理铸铁在压缩过程中，试验机的自动绘图器将描绘出一条与其拉伸时相似的P-△L压缩曲线（如图3-5-2），所不同的是铸铁压缩到强度极限载荷P b之前要产生较大的变形。
试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至破裂。
此时试验机主动指针迅速倒退，而从动指针记录了最大载荷P b。
铸铁破坏时，由于剪应力的作用，破坏面出现在与试件轴线约成45o-50o 的斜面上。
图3-5-2五、实验步骤1、试件准备：准备工作由实验室老师事先完成；2、尺寸测量a.用数显游标卡尺测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件原始直径d0的值；的值一次；b.测量试件原始高度h3、试验准备a.依次打开试验机主机，计算机，打印机；b.设置限位保护。
将限位杆上的挡圈调整到合适位置。
c. 打开计算机内试验软件，进入试验软件主窗口界面；d. 安装试件。
将试件尽量准确地放在下压板的中心处，调整上压板至接近试件上截面位置。
e.点击试验软件主窗口界面上方工具栏内的“实验方案”按扭，设置好实验方案和实验参数。
4、进行实验a.点击试验软件主界面上方工具栏内的“试验”按钮，在弹出的对话框内选择正确的试验方案名，按“确认”键进入试验操作界面。
b.试件破坏后，关闭试验窗口，进行数据处理，编写打印实验报告。
c.结束实验，退出试验软件，依次关闭打印机、计算机、试验机。
清理实验现场。
六、实验注意事项1、任何时候都不能带电插拔电源线和信号线；2、试验开始前，一定要调整好限位挡圈；3、试验过程中，不能远离试验机；4、试验过程中，除停止键和急停开关外，不要按控制盒上的其他按键；5、试验结束后，一定要关闭所有电源；6、计算及要严格按照系统要求一步一步退出，正常关机。
7、不要使用来历不明或与本机无关的存储介质在试验机控制用计算机上写盘或读盘。
1、七、实验数据处理与分析强度极限σb =A P b八、实验报告1、写出正规的实验报告（具体要求参考实验报告册）；2、讨论下列问题a.铸铁压缩试件的制备有什么要求为什么?b.描述铸铁压缩破坏断口形状，分析其破坏原因。
实验数据记录表。