实验八：金属材料σp0.2的测定

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1、实验八金属材料σp0.2的测定一、实验目的及意义实验目的：1、了解国标GB/T228-2002对塑性材料σp0.2的定义，掌握σp0.2的测定方法；2、熟悉万能材料试验机的使用；3、熟悉引伸计的标定及使用；4、熟悉应变电测方法。工程意义:金属材料的屈服强度σs是一切结构安全分析时不可缺少的数据实之一，而大多数材料如合金钢、高温合金、铝合金、镁合金等,都无明显的屈服现象，因此不能测出σs。为了表示材料对微量塑性变形的抵抗能力，通常采用规定塑性变形是标准长度（即试样标距）0.2%时所对应的应力值称条件屈服强度,用σp0.2表示。可作为设计选材时的初选指标，设

2、计完成后测其真实值作为验证初选是否合格的标准。如选材时材料σp0.2增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料σp0.2低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。二、实验设备及工具万能材料试验机、球铰式引伸仪、应变引伸仪、电阻应变片、静态应变仪。三、实验原理很多金属材料的拉伸图没有明显的屈服点，在生产检验中测量金属材料的屈服强度时,从弹性进入塑性是光滑过度的，这种材料的屈服强度用规定塑性变形量的办法来定义。大部分金属材料都不存在明显的屈服现象，在拉伸图上由弹性到弹塑性的过渡是光滑连续的，如图所示。根据国家标准规定：试样在

3、拉伸过程中，标距部分的残余伸长达到原标距长度的0.2%时的应力为条件屈服极限σ0.2。3图解法。如图所示的P—△L曲线，在其横坐标上，截取使OD=0.2%·l·n，从D点作弹性直线段的平行线，交曲线于B点，点B的纵坐标值，即所求的屈服载荷P0.2。式中L为上、下夹头间试件长度，n为夹头位移的放大倍数，应不小于50倍。四、实验分析在测量σp0.2过程中,夹头位移实际上是以下三个方面的总和,一是与台阶钳口接触的试样台阶承载面所产生的接触变形,该接触变形可通过保证试样台阶承载面的平整度而大大减少;二是试样台阶长度段的变形;三是试样平行长度段的变形。由于试样的台

4、阶段比平行长度段直径大且长度短很多,因而在试样平行长度段的规定非比例伸长应力。达到σp0.2时,台阶段的非比例变形(塑性变形)相对于平行长度段的非比例变形来说是极其微小的。因此在保证试样台阶承载面平整度的情况下,夹头位移值由试样的非比例变形决定的部分近似等于试样平行长度段的非比例变形量,σp0.2近似等于试样平行长度段的非比例伸长率为试样平行长度的0.2%时所对应的应力。3五、分析处理数据表见实验报告册作图确定出条件屈服载荷P0.2，再除以试样原来的横载面积A，即得出条件屈服强度σp0.2。从拉伸曲线的横坐标上取D点,D点到拉伸曲线起始点O的距离为,OD

5、=L0×N×0.2%(毫米)L0——试样标距N——横坐标的放大倍数过B点作平行于拉伸曲线直线段的平行线,交曲线于B点,该点所对应的载荷即为P0.2σp0.2=P0.2/A3