材料力学实验（拉压试验）

拉 伸 实 验

一．实验目的：

1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。 2.确定低碳钢试样的屈服极限3.确定铸铁试样的强度极限

、强度极限。

、伸长率

、面积收缩率

。

4.观察不同材料的试样在拉伸过程中表现的各种现象。

二．实验设备及工具：

电子万能试验机、游标卡尺、记号笔。

三．试验原理：

塑性材料和脆性材料拉伸时的力学性能。（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。）

四．实验步骤

1.低碳钢实验

（1）量直径、画标记： 用游标卡尺量取试样的直径

。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2

次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。用记号笔在试样中部画一个

或

长的标距，作为原始标距

。

（2）安装试样：

启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。

（3）调整试验机并对试样施加载荷：

调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据出加载速度，其中

计算

为试样中部平行段长度，当测定下屈服强度和抗拉强度时

，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加

载荷；在加载过程中，注意观察屈服载荷

的变化，记录下屈服载荷的大小，当载荷达到

峰值时，注意观察试样发生的颈缩现象；直到试样断裂后按下“停止”键。

（4）试样断裂后，记录下最大载荷和断口处最小直径

。

。从夹头上取下试样，重新对好，量取断后标距

2.铸铁实验 （1）量直径：

用游标卡尺量取试样的直径

。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2

次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。

（2）安装试样：

启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，加紧试样。

（3）调整试验机并对试样施加载荷：

调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；，根据算出加载速度，其中

为试样中部平行段长度，当只测定抗拉强度时

计，

并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；直到试样断裂后按下“停止”键。

（4）试样断裂后，记录下最大载荷

。

五．实验记录 试样 实验前 形状 直径（第1次） 直径（第2次） 直径（第3次） 标距长度 屈服载荷 极限载荷

低碳钢 实验后 铸铁 实验前 实验后 无 无 无 无 无 六．数据处理

七．实验结论

八．预习思考题

1.为什么拉伸试样两端较粗，中间较细？中间和两端采用光滑曲线过度，而不是直角连接？

2.什么是屈服点？在拉伸实验中应该如何读取屈服载荷？如果没有明显的屈服点应该怎样处理？

3.在低碳钢拉伸实验中，在试样中部平行段上做了一个这是用来干什么的？如果试样中部平行段长度小于段长度大大地长出

，又怎么办呢？

或

长的标距，

，怎么办？如果试样中部平行

4.如果拉伸试样是屈服失效，请用最大剪应力理论分析一下，试样的可能断口形状。 5.如果拉伸试样是断裂失效，请用最大拉应力理论分析一下，试样的可能断口形状。 6.什么是塑性材料？什么是脆性材料？

九．分析思考题

1．拉伸实验中你是怎样测量试样直径的？为什么采用这种方法？你有其他方法测量直径吗？你的依据是什么？

2.两种试样的断口形状是什么样的？怎样解释这种结果？

3.通过拉伸实验你觉得低碳钢的塑性性能如何？你的依据是什么？铸铁呢？

4.低碳钢的极限载荷是断裂时的载荷吗？在颈缩阶段，试样的应力是增大还是减小？ 5.结合你已经做过的拉伸、压缩实验，请分析低碳钢的载荷-位移曲线有什么共同点和不同点？

6.对于拉伸实验，你有什么体会？你有什么建议？

压 缩 实 验

一．实验目的：

1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。 2.确定压缩时低碳钢试样的屈服极限

和铸铁试样的强度极限

。

3.观察不同材料的试样在压缩时的变形和破坏现象。

二．实验设备及工具：

电子万能试验机、游标卡尺。

三．试验原理：

塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。（既在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。）

四．实验步骤

1.低碳钢实验 （1）量直径：

用游标卡尺量取试样的直径

。在试样中部位置互相垂直地测量2次直径。取其平均

值。

（2）安装试样：

启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下压板之间的位置能满足试样高度的要求，把试样放在两压板的正中间位置上。

（3）调整试验机并对试样施加载荷：

调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据计算出加载速度，其中

为试样高度，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”

的变化，记录下屈服载荷的大

键，给试样施加载荷；在加力过程中，注意观察屈服载荷

小，由于低碳钢压缩时没有强度极限，不会断裂，因此，在记录下屈服点对应的载荷后，就可以停止加载了，按下“停止”键。

（4）试样断裂后，手动立柱上的“上升”键，使活动横梁上升，取出试样。 （5）观察试样屈服后的形状。 2.铸铁实验 （1）量直径：

用游标卡尺量取试样的直径

。在试样中部位置互相垂直地测量2次直径，取其平均

值。

（2）安装试样：

启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下压板之间的位置能满足试样高度的要求，把试样放在两压板的正中间位置上。

（3）调整试验机并对试样施加载荷：

调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据计算出加载速度，其中

为试样高度，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”

键，给试样施加载荷；直到试样断裂后按下“停止”键。

（4）试样断裂后，记录下最大载荷取出试样。

（5）观察试样断裂后的形状。

，手动立柱上的“上升”键，使活动横梁上升，

五．实验记录

试样 直径 低碳钢 铸铁 载荷 破坏形式

六．数据处理

七．实验结论

八．预习思考题

1.做压缩实验时，为什么要将试样放在两压板正中间位置上？如果放偏了，会产生什么后果？

2.脆性材料压缩时有那些失效的形式？

3.低碳钢压缩的失效形式是什么样的？能测定其抗压强度吗？为什么？ 4.如果压缩试样是剪应力破坏，请分析一下，试样的可能断口形状。

5.万能试验机控制电脑显示屏的“峰值”表头，在低碳钢和铸铁的压缩实验中各有什么作用？

6.如果试样上、下表面不规整，对测得实验数据有什么影响？

九．分析思考题

1.压缩实验中你是怎样测量试样直径的？为什么采用这种方法？

2.圆形横截面压缩试样的高度与直径的比值应该在什么范围内？矩形横截面压缩试样呢？

3.在作压缩实验时，为什么要严格控制施加载荷速度？

4.两种材料试样的断口形状是什么样的？怎样解释这种结果？

5.通过拉伸、压缩实验，请你总结一下低碳钢的抗拉、抗压强度的大小关系。同样地，请总结一下铸铁抗拉、抗压强度的大小关系。

6.对于压缩实验，你有什么体会？你有什么建议？

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