文档介绍：实验一低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定
一、实验目的
.观察分析低碳钢的拉伸过程，了解其力学性能；绘制拉伸曲线 F-AL,由此了解试样
在拉伸过程中变形随载荷的变化规律以及有关物理现象；
.测定低碳钢材料在拉伸过程中的几个力学性能指标： s、 b、、；
.了解万能材料试验机的结构原理，能正确独立操作使用。
二、实验设备
。
.x —Y记录仪。
.游标卡尺。
三、拉伸试样
四、实验原理和方法
首先将试件安装于试验机的夹头内， 之后匀速缓慢加载， 试样依次经过弹性、屈服、强
化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。
是指拉伸图上的
OA段，没有任何残留变形。在弹性阶段，存在一比例极
限点A,对应的应力为比例极限
p,此部分载荷与变形是成比例, p
BC段。金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志,
是位错增值和运动的结果，是由切应力引起的。在低碳钢的拉伸曲线上，当载荷增加到一定 数值时出现了锯齿现象。屈服阶段中一个重要的力学性能就是屈服点，对应的屈服应力为
s Fsl / Ao
.强化阶段对应于拉伸图中的 CD段。变形强化标志着材料抵抗继续变形的能力在增 强。这也表明材料要继续变形，就要不断增加载荷。 D点是拉伸曲线的最高点，载荷为 Fb,
对应的应力是材料的强度极PM或抗拉极限，记为 b
b Fb/Ao
.颈缩阶段对应于拉伸图的DE段。载荷达到最大值后，塑性变形开始局部进行。这是 因为在最大载荷点以后， 形变强化跟不上变形的发展， 由于材料本身缺陷的存在， 于是均匀 变形转化为集中变形，导致形成颈缩。材料的塑性性能通常用试样断后残留的变形来衡量。
轴向拉伸的塑性性能通常用伸长率 和断面收缩率 来表示，计算公式为
（11 10）/10 100%
（Ao A1） /A0 100%
式中，1。、A0分别表示试样的原始标距和原始面积； 11、Ai分别表示试样标距的断后长
度和断口面积。
五、实验步骤
.取实验材料，并用游标卡尺量取其直径（量三次取平均值），记为 d0;
.量取试样标记范围的长度（量三次取平均值），记为 1 0;
.将试样架在万能试验机上夹紧；
.通过电脑控制给试样加载， 并观察材料的变形过程，同时电脑将自动绘制出拉伸曲线；
.待材料拉断为止，取下试样测量拉伸后试验的直径和长度（均测量三次）， 分别记作
d1, 11。
六、数据记录及处理
WI I拉伸试件尺寸表
材料
名樽
标明需
试骑后
直 棱曲/nun
最小
械面
断后
标长
直径
缩城
再机
①
②
面
/i/mm
AiAnm3
平均
平均
平均
表12实蛉蛾据和处理菇果
受力
解式
材料
强 度
9 性
屈服找荷
通大载荷
物・点
j/MPb
抗拉溟描度
“MPa
伸长率
6 (%)
断面收能串 收(%)
拉伸
七、思考题
.低碳钢和灰铸铁在常温静载拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同？
答、低碳钢是塑性材料，在拉伸破坏时会有明显的屈服、 强化和颈缩阶段，断裂后有较
大的塑性变形。灰铸铁是脆性材料，没有屈服、颈缩阶段，断裂变形很小。
.测定材料的力学性能有何实用价值？
答、材料的力学性能反映了材料在外力作用下表现出的变形、 破坏等方面的特性，是构
件进行强度和刚度设计的依据。
.你认为产生试验结果误差的因素有哪些？应如何避免或减小其影响？
答、产生试验结果误差的因素：加载速率、夹头的滑动、试样尺寸测量误差。
减小影响的方法：缓慢加载，夹头夹紧，加预载荷，多测量几次试样的尺寸， 取平均值。
实验二材料切变模量G的测定
一、实验目的
测定碳钢的剪切弹性模量 G
二、设备和仪器
.游标卡尺，百分表，钢板尺
. XH180型G值测定实验台
三、试验原理
试样直径d=10mm标距L=230mm表臂130mm力臂200mm祛码四个，每个重
△ F=（200 克）。
在弹性范围内进行圆截面试样扭转实验时， 扭矩T与扭转转角中之间的关系符合扭转变
形的胡克定律
TL/GI P ,
式中：I p d