金属材料的拉伸与压缩实验.

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金属材料的拉伸与压缩实验(for teacher)

一、实验目的

1、了解电子万能材料试验机的工作原理，并测试低碳钢在拉伸与压缩过程中的力学性能。

即拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、截面收缩率Ψ。压缩时的屈服极限σs。

2、测定铸铁在拉伸与压缩过程中的力学性能。即拉伸与压缩时的强度极限σb。

3、观察拉伸与压缩时所表现的各种现象，并打印实验报告。

4、对低碳钢与铸铁的力学性能进行比较，观察断口现象，分析引起破坏的原因。

二、实验设备、工具及试件

1、Zwick电子万能材料试验机

2、游标卡尺

3、低碳钢与铸铁拉伸与压缩试件

三、电子式万能试验机的工作原理

Zwick电子万能材料试验机是由德国Zwick/Roell公司生产。试验机主要由机械加载、控制系统、测量系统等部分组成。加载是通过伺服电机带动丝杠转动而使活动横梁上下移动来实现的。在活动横梁和工作台上安装一对拉伸、压缩或弯曲卡具，组成了加载空间。伺服控制系统则控制伺服电机在给定速度下匀速转动，实现不同速度下横梁移动从而对试件加载。活动横梁的移动速度范围是0.0005~2000毫米/每分钟。

测量系统包括负荷测量、试件变形测量和横梁位移测量。负荷和变形测量都是利用电测传感技术，通过传感器将机械信号转变为电信号。负荷传感器安装在活动横梁上，测量变形

的传感器一般称作引伸计，并且安装在试件上。横梁位移的测量是采用光电转换技术，通过安装在丝杠顶部的脉冲编码器将丝杠转动信号转变为脉冲信号。三路信号均经过信号调理电路变为标准的信号。通过转换传给计算机，实施控制和数据采集。Zwick电子万能试验及的工作参数见表1、2、3。

表3 引伸计的基本参数

四、Zwick电子式万能试验机测试软件简介

Zwick电子式万能试验机的控制和数据采集处理均可通过其功能强大的实验软件来实现。软件名称为TestXpert，可以实现对材料的拉伸、压缩、弯曲实验。

软件可实现的功能主要有：

1.设定加载方式，可采用位移加载、恒应变加载、恒应力加载；

2.设定实验机的环境参数；

3.选择测试结果；

4.编辑、打印实验报告。

软件的操作如下：

。打开程序

1、计算机及控制箱上的电源

2、双击图标

3、单击open将会出现Load a test program or a series框，显示所有程序

4、双击所选程序

5、单击ok，进入machine configuration文本框

1) 选择T est environment name

2) 单击close

3) 打开控制面板上的电源on

1、单击machine图标，将出现verification dialogue框。

10TN2SWN，14039（机器编号）和machine（机器）相连

crosshead travel monitor WN （横梁编号）和crosshead（横梁）相连

macro（引伸计的名称）和standard extensometer（标准引伸计）相连

Load Cell 10 kN（传感器的负荷）standard load cell（标准传感器）相连。

1）双击crosshead travel monitor将出现option crosshead travel monitor

WN146039框

Upper softened switch（在程序控制下，横梁所能到达的最高位置，可根据实际情况设定）

Lower softened switch（在程序控制下，横梁所能到达的最低位置，可根据实际情况设定）

Current LE目前两夹具间的距离（每次更换夹具时，都要将实测的距离值输入这里）

crosshead position确认当前横梁绝对位置

2、在Test environment里保存机器设置结果

。设置测试参数——Wizard

用户所有的测试参数都在wizard里设定和执行

1、进入wizard，

单击wizard图标，再单击ok，出现wizard-machine configuration 文本框。

2、做拉力试验时---wizard的内容

1) verification的参数

Test environment name 1kN传感器选择环境名（传感器名）

Upper softened switch 1100 mm 在执行程序时横梁所到最高位置Lower softened switch 300 mm 在执行程序时横梁所到最低位置Current LE: 220 mm 当前两夹具间的距离

Upper force limit 950 N 拉力所能达到的最大值

Lower force limit -950 N 压力所能达到的最小值

Selection of extensometer macro 引伸计的名称

以上参数应注意：可根据实际情况设定Upper softened switch and Lower softened switch( 横梁最高和最低软限位)的数值，Test environment name(选择环境名)

的选择，Upper force limit and Lower force limit为传感器的力值范围

2) Result的参数

Display parameters also 显示所有参数

Display selected parameters only 显示所选参数

可改变所选参数的单位

Decimal places 输出结果小数点位数

以上参数应注意: 这里可选择所需的测试参数，其中参数前口里打x 的为选择所需的测试参数，参数前口里打为未选

3) Tolerances（公差）的参数

Rpx [ Fat proof stress x ] Without tolerance 非比例伸长应率的公差

Rm [ maximum force ] Without tolerance 最大力值公差

L0 [ Gauge length ] Without tolerance 延伸率的公差

E – modulus Without tolerance E氏模量的公差

ReH [ Upper yield stress ] Without tolerance 上屈服点的公差

Fmax [ Strain at fmax ] Without tolerance 力极大值点的应变的公差

以上参数应注意：可将已选参数的公差设为Without tolerance,

4) specimen data（试样数据）的参数

Specimen shape for cross-section calculation flat 选择试样形状

Specimen thickness a0 4 mm 试样的厚度

Specimen width b0 10mm 试样的宽度

Parallel specimen length 试样水平长度

Negative cross-section correction value 忽略横梁纠正值

Cross-section correction factor 横截面修正因子

Request for entry before test normal 在测试之前的要求

以上参数应注意：specimen data里可输入试样宽度b和试样厚度a，在Request for entry before test(测试前的要求)里可选normal或none。选normal，在测试前会提示

输入试样数据，选none，在测试前不会提示输入试样数据