金属材料常规力学性能相关实验
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•
铸铁扭转:
•T
铸铁抗剪能力强,抗
拉能力差,由于
,
•0
•φ
故沿着 方向成45°
方向的螺旋线拉断。
•
实验步骤
拉、压实验: 1.测定试样直径:
拉伸时取试样三个截面(两端及中间),在相 互垂直两个方向各测量一次直径,取其算术平 均值表示该处直径,取三次算术平均值中的最 小值作为试样计算直径。
压缩时,在试样的长度中央取一处予以测量, 在相互垂直两个方向各测量一次直径,取其算 术平均值作为试样的计算直径。
•
试验结束后,取下试样,观察断口形状。 ①低碳钢拉伸断口形状为杯锥状,在拉伸 试样断口的边缘部分基本上与轴线成45°
方向,这显然是由剪应力引起的破坏 断口中心部分与轴线垂直,这显然是由三 向拉应力引起的破坏。 ②铸铁的拉伸断口形式与轴线垂直的平断 口,这是由于铸铁的抗拉能力最差,是由 拉应力引起的破坏。
•
低碳钢扭转: 扭矩T和扭转角φ之间的关系曲线如下图 所示:它与拉伸图相似,曲线上的OA段 为直线,表示φ与T成正比,材料服从虎克定 律。
•T
•C •B •A
•0
•φ
•
•T
•T
•T≤Tρ
•Tρ<T<TS
•T
•ρ •dρ •T=TS
•
对于强度极限也可以推出
• 低碳钢扭转试样的断口为平断口,由于低碳 钢抗拉能力强,抗剪能力差, 故从横断面剪断。
•
3.装好自动绘图器的笔和纸,打开绘图器。 4.安装试样:
先将试样一端装在固定夹头中,(在装试样时 ,请注意试样对中的问题。试样如不对中,则 试样受力后,不但受到扭转的力,而且还会受 到弯曲的力。因此,在装试样时,必须对中。 使夹头中的两个四方垫块左右对中,使试样上 、下空隙相等即可。)再使加载机构作水平移 动,使试样另一端插入加载夹头中,由于试样 夹持部分是由两个平面组成,若与加载夹头的 两个平面没有对好,即可调节测速电位器,使 加载夹头的两个平面与试样的两个平面对好。 先紧固定夹头,再紧加载夹头。
①先开动油泵电动机,打开送油阀,将活 动平台上升起少许,然后关闭油阀。
②转动摆杆上的平衡铊,使摆杆保持铅垂 位置。
③再转动水平齿杆,使指针对准“零”点 。
•
6.安装试样: 拉伸时先将试样安装在试验机的上夹头内,此时
下夹头不得夹住试样,再开动下夹头升降电动 机,调整下夹头位置,把试样夹紧。 压缩时,将试样置于试验机的活动平台球形承垫 的中心位置上。 7.进行试验: 控制试验机进油阀,用适当的速度对试样加力。 注意观察测力指针的转动,自动绘图的情况和 相应的实验现象。 读取屈服荷载FS和极限荷载Fb。
(名义应力)
•强度极限:
(名义应力)
•
塑性指标有:
断面延伸率:
断面收缩率:
为塑性材料
为脆性材料
•测量时,请注意断口移中的问题。
•
铸铁的拉伸: 铸铁拉伸没有屈服极限,只有唯一指标是 强度极限:
低碳钢的压缩: 低碳钢的压缩与拉伸类似,只是没有强度 极限,只有屈服极限:
铸铁的压缩: 铸铁的压缩只有强度极限:
•
•扭转实验步骤
1.测定试样直径: 取试样三个截面(两端及中间),在相互垂直两
个方向各测量一次直径,取其算术平均值表示 该处直径,取三次算术平均值中的最小值作为 计算直径。
•
2.选择测力范围:
NJ-100型扭转试验机共有1000Nm
、500Nm、200Nm、100Nm四个读
数盘。由实验原理的单元体可知,在45°方
,可估
算出拉伸试验最大载荷在30KN~35KN之间;
压缩试验最大载荷在50KN~100KN之间。因
此,做拉伸试验时选择50KN的读数盘,做压缩试
验时选择100KN的读数盘。并在摆杆上配置相应
的摆锤使与所选用的测力度盘相匹配。
•
4.装好绘图仪:
选择合适的绘图比例,将记录笔装在笔架 上,记录纸卷于卷纸筒上。 5.指针调零:
•
③ 低碳钢压缩成鼓形。由于低碳钢压缩时 会产生很大的横向变形,但由于试样两端 面与试验机支承垫板间存在磨擦力,约束 了这种横向变形,故试样出现显著的鼓胀 。
④ 铸铁的压缩断口与轴线大约成45°~ 55°的方向上发生破裂。这是由于脆性 材料的抗剪强度低于抗压强度,从而使试 样被剪断。
•L1和d1的测定: 把两节试样对接好后,量取其长度与直径。
•
5.调节测量转速装置指零点。 6.根据试样要求选定加载方向,调节测速
电位器进行加载。读取相关读数。 7.试验结束后,取下试样,观察断口形状
。
•
①低碳钢扭转破坏断口为与轴线垂直的 平断口。因为低碳钢的抗扭强度小于抗 拉强度,所以沿其横截面被剪断。它是 由剪应力而引起的破坏。
②铸铁的扭转破坏断口为沿其45°方 向成一螺旋面。因为铸铁的抗拉强度小 于抗扭强度,故沿其45°方向被拉断。 它是由拉应力引起的破坏。
向上的拉应力最大。且
,在书上查
不到最大剪应力,就查最大拉应力即可。根据
附录Ⅱ查得低碳钢(Q235A级)的强度极
限为375—460MPa。试样的抗扭截面模量
为196.94mm3。由
,可估算出
扭转试验最大载荷为98.5—121Nm。考虑到
试样材料的不均匀性,选择200Nm的读数 盘,并把量程选择手轮转到200Nm上。
金属材料常规力学性能 相关实验
2020年4月18日星期六
实验任务
1.测定拉伸时低碳钢的 、 、 、 ;铸铁的 ; 测定压缩时铸铁的 和低碳钢的 。 2.测定扭转时低碳钢的 、 ;测定扭转时铸铁的
实验要求
1.初步掌握金属材料机械性能的测试方法。 2.观察、比较、总结低碳钢与铸铁材料力学性能 的特点与差别。
•
教学重点:比较低碳钢与铸铁的力学性能。 教学难点:低碳钢扭转屈服极限及强度极限。
•实验设备:1.游标卡尺;
•
2.金属拉伸试样标距仪;
•
3.WE-10A万能材料试验
机;
•
4.扭转试验机。
•
实验原理
低碳钢拉伸: 低碳钢拉伸分为四个阶段:
即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩 阶段。
•强度指标有: •屈服极限:
•
2.将试样放在金属拉伸试样标距仪上打标记每10mm 打一个标记,共打11个标记。
3.选择测力范围:
WE-10A万能材料试验机共有100KN、50
KN、20KN三个读盘。根据附录Ⅱ查得低碳钢(
Baidu Nhomakorabea
Q235A级)的强度极限为375~460MPa、
灰口铸铁的压缩强度极限为640~1300MPa。
试样横截面面积约为78.5mm2由
铸铁扭转:
•T
铸铁抗剪能力强,抗
拉能力差,由于
,
•0
•φ
故沿着 方向成45°
方向的螺旋线拉断。
•
实验步骤
拉、压实验: 1.测定试样直径:
拉伸时取试样三个截面(两端及中间),在相 互垂直两个方向各测量一次直径,取其算术平 均值表示该处直径,取三次算术平均值中的最 小值作为试样计算直径。
压缩时,在试样的长度中央取一处予以测量, 在相互垂直两个方向各测量一次直径,取其算 术平均值作为试样的计算直径。
•
试验结束后,取下试样,观察断口形状。 ①低碳钢拉伸断口形状为杯锥状,在拉伸 试样断口的边缘部分基本上与轴线成45°
方向,这显然是由剪应力引起的破坏 断口中心部分与轴线垂直,这显然是由三 向拉应力引起的破坏。 ②铸铁的拉伸断口形式与轴线垂直的平断 口,这是由于铸铁的抗拉能力最差,是由 拉应力引起的破坏。
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低碳钢扭转: 扭矩T和扭转角φ之间的关系曲线如下图 所示:它与拉伸图相似,曲线上的OA段 为直线,表示φ与T成正比,材料服从虎克定 律。
•T
•C •B •A
•0
•φ
•
•T
•T
•T≤Tρ
•Tρ<T<TS
•T
•ρ •dρ •T=TS
•
对于强度极限也可以推出
• 低碳钢扭转试样的断口为平断口,由于低碳 钢抗拉能力强,抗剪能力差, 故从横断面剪断。
•
3.装好自动绘图器的笔和纸,打开绘图器。 4.安装试样:
先将试样一端装在固定夹头中,(在装试样时 ,请注意试样对中的问题。试样如不对中,则 试样受力后,不但受到扭转的力,而且还会受 到弯曲的力。因此,在装试样时,必须对中。 使夹头中的两个四方垫块左右对中,使试样上 、下空隙相等即可。)再使加载机构作水平移 动,使试样另一端插入加载夹头中,由于试样 夹持部分是由两个平面组成,若与加载夹头的 两个平面没有对好,即可调节测速电位器,使 加载夹头的两个平面与试样的两个平面对好。 先紧固定夹头,再紧加载夹头。
①先开动油泵电动机,打开送油阀,将活 动平台上升起少许,然后关闭油阀。
②转动摆杆上的平衡铊,使摆杆保持铅垂 位置。
③再转动水平齿杆,使指针对准“零”点 。
•
6.安装试样: 拉伸时先将试样安装在试验机的上夹头内,此时
下夹头不得夹住试样,再开动下夹头升降电动 机,调整下夹头位置,把试样夹紧。 压缩时,将试样置于试验机的活动平台球形承垫 的中心位置上。 7.进行试验: 控制试验机进油阀,用适当的速度对试样加力。 注意观察测力指针的转动,自动绘图的情况和 相应的实验现象。 读取屈服荷载FS和极限荷载Fb。
(名义应力)
•强度极限:
(名义应力)
•
塑性指标有:
断面延伸率:
断面收缩率:
为塑性材料
为脆性材料
•测量时,请注意断口移中的问题。
•
铸铁的拉伸: 铸铁拉伸没有屈服极限,只有唯一指标是 强度极限:
低碳钢的压缩: 低碳钢的压缩与拉伸类似,只是没有强度 极限,只有屈服极限:
铸铁的压缩: 铸铁的压缩只有强度极限:
•
•扭转实验步骤
1.测定试样直径: 取试样三个截面(两端及中间),在相互垂直两
个方向各测量一次直径,取其算术平均值表示 该处直径,取三次算术平均值中的最小值作为 计算直径。
•
2.选择测力范围:
NJ-100型扭转试验机共有1000Nm
、500Nm、200Nm、100Nm四个读
数盘。由实验原理的单元体可知,在45°方
,可估
算出拉伸试验最大载荷在30KN~35KN之间;
压缩试验最大载荷在50KN~100KN之间。因
此,做拉伸试验时选择50KN的读数盘,做压缩试
验时选择100KN的读数盘。并在摆杆上配置相应
的摆锤使与所选用的测力度盘相匹配。
•
4.装好绘图仪:
选择合适的绘图比例,将记录笔装在笔架 上,记录纸卷于卷纸筒上。 5.指针调零:
•
③ 低碳钢压缩成鼓形。由于低碳钢压缩时 会产生很大的横向变形,但由于试样两端 面与试验机支承垫板间存在磨擦力,约束 了这种横向变形,故试样出现显著的鼓胀 。
④ 铸铁的压缩断口与轴线大约成45°~ 55°的方向上发生破裂。这是由于脆性 材料的抗剪强度低于抗压强度,从而使试 样被剪断。
•L1和d1的测定: 把两节试样对接好后,量取其长度与直径。
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5.调节测量转速装置指零点。 6.根据试样要求选定加载方向,调节测速
电位器进行加载。读取相关读数。 7.试验结束后,取下试样,观察断口形状
。
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①低碳钢扭转破坏断口为与轴线垂直的 平断口。因为低碳钢的抗扭强度小于抗 拉强度,所以沿其横截面被剪断。它是 由剪应力而引起的破坏。
②铸铁的扭转破坏断口为沿其45°方 向成一螺旋面。因为铸铁的抗拉强度小 于抗扭强度,故沿其45°方向被拉断。 它是由拉应力引起的破坏。
向上的拉应力最大。且
,在书上查
不到最大剪应力,就查最大拉应力即可。根据
附录Ⅱ查得低碳钢(Q235A级)的强度极
限为375—460MPa。试样的抗扭截面模量
为196.94mm3。由
,可估算出
扭转试验最大载荷为98.5—121Nm。考虑到
试样材料的不均匀性,选择200Nm的读数 盘,并把量程选择手轮转到200Nm上。
金属材料常规力学性能 相关实验
2020年4月18日星期六
实验任务
1.测定拉伸时低碳钢的 、 、 、 ;铸铁的 ; 测定压缩时铸铁的 和低碳钢的 。 2.测定扭转时低碳钢的 、 ;测定扭转时铸铁的
实验要求
1.初步掌握金属材料机械性能的测试方法。 2.观察、比较、总结低碳钢与铸铁材料力学性能 的特点与差别。
•
教学重点:比较低碳钢与铸铁的力学性能。 教学难点:低碳钢扭转屈服极限及强度极限。
•实验设备:1.游标卡尺;
•
2.金属拉伸试样标距仪;
•
3.WE-10A万能材料试验
机;
•
4.扭转试验机。
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实验原理
低碳钢拉伸: 低碳钢拉伸分为四个阶段:
即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩 阶段。
•强度指标有: •屈服极限:
•
2.将试样放在金属拉伸试样标距仪上打标记每10mm 打一个标记,共打11个标记。
3.选择测力范围:
WE-10A万能材料试验机共有100KN、50
KN、20KN三个读盘。根据附录Ⅱ查得低碳钢(
Baidu Nhomakorabea
Q235A级)的强度极限为375~460MPa、
灰口铸铁的压缩强度极限为640~1300MPa。
试样横截面面积约为78.5mm2由