金属的拉伸实验和压缩实验
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。
拉伸压缩实验报告
3．1 金属材料的拉伸与压缩实验
一、实验目的
1. 了解液压式材料试验机的工作原理，初步掌握试验机的操作规程。
2. 测定低碳钢的屈服（流动）极限σS ，强度极限σb ，延伸率δ和截面收缩率Ψ。
观察试件在拉伸过程中的各种现象（弹性、屈服、强化、颈缩）。
3. 测定铸铁材料的拉伸和压缩强度极限σb 。
4. 比较低碳钢和铸铁的机械性质及破坏时的断口形式。
二、实验主要设备及实验原理
1．主要设备：改装后的WE-300液压式材料试验机
2．实验原理：测定金属材料的机械性质需要将试件制成符合国家标准的形状和尺寸。
低碳钢试件在拉伸过程中，可分为四个阶段：弹性阶段；屈服阶段: 强化阶段；颈缩阶段。
由于铸铁是一种典型的脆性材料，不论是拉伸还是压缩，它均只有一个强度指标，而且无塑性指标δ和Ψ，铸铁的唯一强度指标为强度极限σb ，但是铸铁的抗拉和抗压能力是大不相同的。
三、实验数据记录及处理
1.拉伸实验前试件尺寸
2.拉伸实验后的尺寸及数据
3．压缩实验尺寸及数据
4.计算结果
四、问题思考
σ—曲线，叙述并标明低碳钢在1．根据实验结果，绘制低碳钢和铸铁的ε
拉伸过程中的四个变形阶段。
2．比较低碳钢和铸铁拉伸时的机械性质及破坏形式。
3．比较铸铁在拉伸和压缩时的强度极限σ
b
4．为何铸铁试件在压缩时的破坏断面与轴线大致成︒
45。
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
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：A。
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L0=K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）。
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。
金属的拉伸实验和压缩实验方法
金属的拉伸实验和压缩实验方法2008-9-4一）、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Rel、抗拉强度Rm、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z2、测定铸铁的抗拉强度Rm3、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/T2975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。
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。
拉伸与压缩实验报告
拉伸与压缩实验报告一、 实验目的1、 观察实验过程中的各种现象，画出应力—应变曲线；2、 测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ、抗拉强度b σ、断后伸长率δ和断面收缩率ψ3、 测定铸铁的抗拉强度和抗压强度；二、 实验设备万能实验机游标卡尺钢板尺两脚规三、 试样本实验所用塑性材料试样用低碳钢按国家标准规定制成，脆性材料试样由铸铁按国家标准规定制成。
1、试件简图2、实验前试件尺寸（1）拉伸试件：低碳钢mm d mm L 56.15,3.7500==； 铸铁 mm d mm L 13.15,3.7500==；（2）压缩试件：低碳钢mm d mm L 85.14,3000==； 铸铁mm d mm L 86.14,3000==四、 实验结果 1、应力—应变曲线（εσ—曲线）（1） 低碳钢拉伸曲线；（2）铸铁拉伸和压缩曲线2、强度指标（1）拉伸：低碳钢MPa MPa b s 3.402,4.296==σσ；铸铁MPa b 8.155=σ （2）压缩：低碳钢 MPa s 8.305=σ；铸铁 MPa b 424=σ3、实验后试件尺寸和塑性指标低碳钢：==δ伸长率,9.1031mm L ，断裂处最小直径mm d 19.91=断面收缩率=ψ五、 回答问题1、 低碳钢拉伸时的四个阶段是什么？2、 如何区分塑性材料和脆性材料？（δ＞5％为塑性材料，δ＜5％为脆性材料＝3、 表征材料的强度指标和塑性指标分别是什么？（强度指标是屈服极限和强度极限，塑性指标是伸长率和断面收缩率）4、 低碳钢拉伸时的滑移线是什么原因所致？铸铁压缩时为什么沿与轴线成 45角方向断裂？（滑移线是最大切应力所致，铸铁压缩时最大切应力发生在45角斜截面上，断裂是由该最大切应力造成的，铸铁抗压不抗剪。
）。
拉伸压缩实验报告
拉伸压缩实验报告拉伸压缩实验报告引言：拉伸压缩实验是材料力学实验中的一种重要实验方法，通过对材料在受力下的变形和破坏行为进行观察和分析，可以揭示材料的力学性能和力学行为规律。
本实验旨在通过拉伸和压缩两种不同的受力方式，研究材料在不同加载条件下的变形特性和破坏机制。
实验材料和装置：本实验选用了常见的金属材料和塑料材料，包括铝合金、钢材和聚合物等。
实验装置主要包括拉力试验机和压力试验机。
实验步骤和结果：1. 拉伸实验：将金属材料和塑料材料制备成标准的试样，通过夹具固定在拉力试验机上。
逐渐施加拉力，记录不同拉力下的试样长度和载荷。
实验结果显示，材料在拉伸过程中会发生线性弹性阶段、塑性变形阶段和断裂破坏阶段。
在线性弹性阶段，材料的应力与应变呈线性关系，即胡克定律。
而在塑性变形阶段，材料会发生塑性流动，应变呈非线性增加。
最终，在达到材料的极限强度后，试样发生断裂破坏。
2. 压缩实验：将金属材料和塑料材料制备成标准的试样，通过夹具固定在压力试验机上。
逐渐施加压力，记录不同压力下的试样长度和载荷。
实验结果显示，材料在压缩过程中也会经历类似的弹性阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。
然而，与拉伸实验相比，材料在压缩过程中的变形和破坏行为具有一定的差异。
在压缩过程中，试样会发生侧向膨胀和弯曲变形，而不是拉伸时的细长形变。
此外，由于试样在压缩过程中受到的约束较大，其破坏形式也不同于拉伸时的断裂破坏，可能表现为局部压扁、脆性破裂或层状剥离。
讨论与分析：通过拉伸压缩实验的结果可以得出以下结论：首先，材料的弹性模量和屈服强度是材料力学性能的重要指标。
通过拉伸实验可以测得材料的弹性模量，从而评估材料的刚度和变形能力。
而通过压缩实验可以测得材料的屈服强度，从而评估材料的抗压能力。
其次，材料的变形和破坏行为与其晶体结构和组织性质密切相关。
金属材料由于晶体结构的存在，具有较好的延展性和塑性，因此在拉伸过程中会发生明显的塑性变形。
而塑料材料由于分子链的存在，具有较好的流动性，因此在拉伸过程中也会表现出较大的塑性变形。
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。
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。
金属的拉伸压缩试验
颈缩阶段
屈服点：
Rel
Fel S0
抗拉强度：
线弹性阶段
Dl
Rm
Fm S0
A11.3
l1
l0 l0
100%
断面 收缩率：
Z S0 S1 100% S0
低碳钢拉伸试验现象： 屈服： 颈缩： 断裂：
tmax引起
2．测定铸铁抗拉强度Rm
F Fm
O
抗拉强度：
Rm
Fm S0
铸铁拉伸现象：拉伸过程变形很小，无屈服、 颈缩现象，拉伸段无直线，端口平齐粗糙。
Dl
2．测定灰铸铁抗压强度
F
Fbc
拉伸试验
Dl
O
强度极限：
Rmc
Fbc S0
灰铸铁压缩 试验现象：
tmax引起
思考题
❖ 1.比较低碳钢、铸铁拉伸的端口形状，分析 其破坏的力学原因？
❖ 2.为什么铸铁试样压缩时，破坏面发生在与 轴线大致成45~55度的方向上？
❖ 万能材料试验机； ❖ 游标试样
1．材料类型
低碳钢：
塑性材料的典型代表
d0
灰铸铁：
脆性材料的典型代表
2．标准试样 标距：等截面测试部分长度 l0=10d0
四、实验原理
1．测定低碳钢拉伸机械性能 (Rel 、 Rm、A11.3、Z)
F
O 伸长率：
Fm
强化阶段
Fel
屈服阶段
Dl
压缩试验
一、试验目的
1．了解低碳钢的压缩特性； 2．测定铸铁抗压强度Rmc。
二、试验仪器 万能材料试验机。
三、试样 标准试样：
d0 h0
粗短圆柱体： h0=1~3d0
四、试验原理 1．低碳钢压缩特性
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。
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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。
如图2－10（a）所示。
（a）圆形试样（b）矩形试样图2－10 拉伸试样*：金属的拉伸实验和§2-8 低碳钢材料弹性模量E的测定章节中所引用的如：R m、R el、A11.3、Z、F、S等符号来自于GB/T 228-2002 《金属室温拉伸实验方法》,代替GB/T 228-1987标准中所引用的σb、σs、δ、Ψ、P、A。
其它章节的符号仍引用原有的标准的符号。
图中L e为试样平行长度，L0为试样原始标距（即测量变形的长度）。
d为圆形试样平行长度部分原始直径。
图2－10 （b）为矩形截面试样，其中a为矩形试样的原始厚度，b为矩形试样平行部分原始宽度，S0为试样平行部分原始横截面面积，r为试样两端较粗部分到平行部分过渡圆弧半径。
拉伸试样由夹持段、过渡段和平行段构成。
试样两端较粗部分为夹持段，其形状和尺寸可根据试验机夹头情况而定。
过渡段常采用圆弧形状，使夹持段与平行段光滑连接。
五、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S0,并将横坐标（伸长ΔL）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—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。
F su －上屈服力；F sl －下屈服力；F m －最大力；f L ∆－断裂后塑性伸长；c L ∆－弹性伸长图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。
（1）、弹性阶段OC 。
在此阶段中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2-12所示。
若当应力继续增加到C 点时，应力和应变的关系不再是线性关系，但变形仍然是弹性的，即卸除拉力后变形完全消失。
su R －上屈服强度；sL R －下屈服强度；m R －抗拉强度； f ε－断裂后的塑性应变；cε－弹性应变图2－12 低碳钢应力－应变图(2)、屈服阶段SK 。
当应力超过弹性极限到达锯齿状曲线时，示力盘上的主针暂停转动或开始回转并往复运动，这时若试样表面经过磨光，可看到表征晶体滑移的迹线，大约与试样轴线成450方向。
这种现象表征试样在承受的拉力不继续增加或稍微减少的情况下变形却继续伸长，称为材料的屈服，其应力称为屈服点（屈服应力）。
示力盘的指针首次回转前的最大力（F su 上屈服力）或不计初始瞬时效应（不计载荷首次下降的最低点）时的最小力(F sL 下屈服力)，分别所对应的应力为上、下屈服点。
示力盘的主针回转后所指示的最小载荷（第一次下降后的最小载荷）即为屈服载荷F s 。
由于上屈服点受变形速度及试样形状等因素的影响，而下屈服点则比较稳定，故工程中一般只定下屈服点。
屈服应力是衡量材料强度的一个重要指标。
（3）、强化阶段KE 。
过了屈服阶段以后，试样材料因塑性变形其内部晶体组织结构重新得到了调整，其抵抗变形的能力有所增强，随着拉力的增加，伸长变形也随之增加，拉伸曲线继续上升。
KE 曲线段称为强化阶段，随着塑性变形量的增大，材料的力学性能发生变化，即材料的变形抵抗力提高，塑性降低。
在强化阶段卸载，弹性变形会随之消失，塑性变形将会永久保留下来。
强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行，卸载后重新加载时，加载线与弹性阶段平行，重新加载后，材料的比例极限明显提高，而塑性性能会相应下降。
这种现象叫做形变硬化或冷作硬化。
当拉力增加，拉伸曲线到达顶点E 时，示力盘上的主针开始返回，而副针所指的最大拉力为F m ，由此可求得材料的抗拉强度。
它也是材料强度性能的重要指标。
（4）、局部变形阶段EG（颈缩和断裂阶段）。
对于塑性材料来说，在承受拉力F m以前，试样发生的变形各处基本上是均匀的。
在达到F m以后，变形主要集中于试样的某一局部区域，该处横截面面积急剧减小，这种现象即是“颈缩”现象，此时拉力随着下降，直至试样被拉断，其断口形状呈碗状，如图2－13（a）所示。
试样拉断后，弹性变形立即消失，而塑性变形则保留在拉断的试样上。
利用试样标距内的塑性变形来计算材料的断后延伸率A11.3和断面收缩率Z。
图2－13 拉伸试样断口形状2、铸铁试样。
做拉伸试验时，利用试验机的自动绘图器绘出铸铁的拉伸曲线，如图2－14所示。
在整个拉伸过程中变形很小，无屈服、颈缩现象，拉伸曲线无直线段，可以近似认为经弹性阶段直接断裂，其断口是平齐粗糙的。
如图2－13（b）所示。
图2－14 铸铁拉伸图六、实验步骤1、根据试样的形状、尺寸和预计材料的抗拉强度来估算最大拉力，并以此力作为示力盘量程的40％～80％，以选择合适的示力盘和相应的摆锤。
然后，选用与试样相适应的夹具。
2、在试样的原始标距长度L0范围内用划线机等分10个分格线，以便观察标距范围内沿轴向变形的情况和试样破坏后测定断后延伸率。
3、根据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸试验方法》中的规定，测定试样原始横截面积。
本次试验采用圆形试样，应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径，取其算术平均值，选用三处测得的直径最小值，并以此值计算横截面面积。
4、安装试样，依据万能材料试验机的操作规程进行操作，将示力盘指针调零，并将自动绘图装置调好。
经指导教师检查后即可开始试验。
5、加载试验，在试验过程中，要求均匀缓慢地进行加载。
对于低碳钢试样的拉伸试验，要注意观察拉伸过程四个阶段中的各种现象。
并记下屈服载荷F el值，最大载荷F m值。
对于铸铁试样，只需测定其最大载荷F m值。
试样被拉断后立即停机，并取下试样。
6、对于拉断后的低碳钢试样，要分别测量断裂后的标距L U和颈缩处的最小直径d U。
测定L U 的方法为：将试样断裂后的两段在断口处紧密地对接起来：1）、如果试样断口断在试样中部，直接测量原标距两端的距离作为断后的距。
2）、若断口处到最邻近标距端线的距离小于1/3L 0时，则需要用“移位法”来计算L U 。
其方法是：在长段上从拉断处O 取基本等于短段格数得B 点，接着取等于长段所余格数[偶数，图2－15(a)]的一半，得C 点；或者取所余格数[奇数，图2－15（b ）]分别减1与加1的一半，得C 和C 1点。
移位后的L 1分别为：AB+2BC 或者AB+BC+BC 1。
测定断面收缩率时，在试样颈缩最小处两个相互垂直的方向上测量其直径d 1,取其算术平均值作为d 1计算其断面收缩率。
(a) 余格为偶数； (b) 余格为奇数图2－15 用移位法确定断后延伸率七、实验结果处理根据试验测定数据，可分别计算材料的强度指标和塑性指标。
1、 低碳钢强度指标： 屈服强度：0S F R el el = （2-1） 抗拉强度： 0S F R mm = （2-2）塑性指标： 断后延伸率： %100003.11×−=L L L A U （2-3）断后截面收缩率：%10000×−=S S S Z U （2-4） 2、 铸铁强度指标 ： 抗拉强度 : 0S F R mm = （2-5）3、 绘出拉伸过程中的F －ΔL 曲线，对试验中的各种现象进行分析比较，并写进试验报告中。
八、预习要求和思考题1、预习材料力学实验和材料力学教材有关内容，明确实验目的和要求。
2、实验时如何观察低碳钢的屈服点？测定时为何要对加载速度提出要求？3、比较低碳钢拉伸、铸铁拉伸的断口形状，分析其破坏的力学原因。