材料轴向拉伸参数测试(基本实验)

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1、材料轴向拉伸参数测试一、实验目的１．观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中显示的各种现象（屈服、强化、颈缩、断口特征等）。２．测定低碳钢的上屈服强度R、下屈服强度R、抗拉强度R、弹性模量Ｅ、断后eHeLm伸长率A113.、断面收缩率Z、最大拉力Fm。3．绘制低碳钢拉伸曲线图（Ｆ−ΔＬ曲线）。4．测定铸铁的抗拉强度Rm及最大拉力Fm。　5．比较低碳钢与铸铁的力学性能特征。6．掌握电子万能试验机的工作原理及操作方法。　二、实验设备及试件　1．CSS44100型电子万能试验机（包括EDC100型数字控制器、计算机、打印机）。2．游标卡尺。　3．引伸计。　4．实验试件，参照国家标准GB／T228–2002采用圆

2、截面比例试件(如图2-5所示)，Ｌ=kS，其中L为原始标距；系数k=11.3；S为原始横截面积。　0000图2–5试件图试件两端直径较粗的部分为试件的夹持端，中间为试验段，在试验段和夹持端之间为圆弧过渡连接。　三、实验原理及方法　低碳钢拉伸分为弹性、屈服、强化、破坏四个阶段，见图2－6。试件夹紧后，将变形引伸计正确安装在试件表面，变形引伸计用于测量低碳钢拉伸弹性阶段的变形，试验进入屈服阶段时应卸下引伸计。　图2–6低碳钢拉伸曲线图图中，ΔＬ为整个试件的伸长，试件开始受力时，由于试件两头的夹持端与夹具有相对位移，所以拉伸图最开始是由曲线过渡到直线的。　低碳钢拉伸到一定值时，负荷突然下降，试件开始

3、屈服，图形出现锯齿状，图中Ｂ点为试件发生屈服对应首次下降前的最高应力，即上屈服强度Ｒ，而负荷首次下降的最低点ｅＨ因为有初始瞬时效应，故不作为强度指标，Ｂ′为初始瞬时效应之后的最低应力，即下屈服强度Ｒ。　ｅＬ屈服阶段过后，进入第Ш阶段即强化阶段。曲线缓慢上升，试件承受的负荷继续增大，拉伸位移也不断增加，当负荷接近最大值时，拉伸曲线趋于平缓，强化阶段即将过渡到破坏阶段。　当负荷从最大值开始下降时，试件表面某一局部出现“颈缩”现象，随着试件承载能力的急骤下降，“颈缩”越来越明显，试件被迅速拉断。　取下试件，按计算机提示输入低碳钢试件断裂后“颈缩”最细处的直径ｄu以及断后标距Ｌu，并根据试验数据选项要

4、求自动计算试验结果。ＦＦＦＲeHeLRmeH＝，ＲeL＝，m＝ＳＳＳ000Ｌ－−ＬＳ−Ｓu00uＡ＝×100%，Ｚ＝×100%113.ＬＳ002式中：Ｒ⎯⎯上屈服强度，Ν/mm；eH2Ｒ⎯⎯下屈服强度，Ν/mm；eL2Ｒm⎯⎯抗拉强度，Ν/mm；FeH⎯⎯力首次下降前的最大拉力，Ν；FeL⎯⎯不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小拉力，Ν；Fm⎯⎯最大拉力，Ν；2Ｓ⎯⎯试件原始横截面积，mm；02Su⎯⎯断后最小横截面积，mm；A⎯⎯断后伸长率，%　；113.Ｌ⎯⎯断后标距，mm；Ｌ⎯⎯原始标距，mm；0Z⎯⎯断面收缩率，%。铸铁拉伸试验时变形很小，没有屈服和“颈缩”现象，当载荷达到最大时突然断裂

5、，图2–7为铸铁拉伸曲线图。　图2–7铸铁拉伸曲线图四、实验步骤１．试件尺寸测量　用游标卡尺分别测量试件试验段上、中、下三个不同截面的直径，每一横截面沿互相垂直的两个方向各测量一次直径，取其平均值作为该截面的直径，最后取三个截面中直径最小的，计算试件横截面积S，同时测出L长度作为原始标距。　00２．试验机开启、联机　接通电源，打开EDC100型数字控制器的电源开关和计算机、显示器、打印机电源开关，启动控制系统，系统开始自检。当控制器屏幕上出现PCcontrat字母后，在Windows窗口用鼠标双击CSS44100快捷图标，或打开CSS44100程序，进入试验程序界面。用鼠标左键点击界面左侧的“

6、联机”按钮，稍候，再按下数字控制器前面板上的“ON”按钮，此时整个测控系统已准备就绪。３．试件安装　先旋松试验机上、下夹头，使试件两头夹持端能放入夹块中。根据试件长度，操作活动横梁位移摇控器的上（下）箭头按钮，使活动横梁上（下）移动，调整试验空间位置，使试验机上、下两夹头能充分夹住试件两头夹持端，动横梁移动速度可通过遥控器上的旋钮进行无级调节。低碳钢拉伸试验时，需将引伸计正确安装在试件上，引伸计用于精确测量试件拉伸时的变形大小。引伸计安装前插上定位销（用于初始定位），再将引伸计两刀口垂直于试件表面，分别用橡皮筋固定在试件上（铸铁拉伸试验不需安装引伸计，切记!），引伸计安装好后必须拔出定位销。　

7、４．试验条件及参数的设定　试验程序主界面包括七组下拉菜单，分别是文件、条件、结果、曲线、试验、横梁、帮助。试验正式开始前，需进行试验条件和参数的设定，试验条件包括：文件名称、试验类型、试样材料、试样形状、选择计算项目、输入试件尺寸以及打印报告。在选取计算项目时，铸铁选择最大负荷和抗拉强度，低碳钢除选取最大负荷和抗拉强度外，还需计算弹性模量、上屈服强度、下屈服强度、断后伸长率、断面收缩率。低碳钢拉伸