材料力学实验指导书

《材料力学实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、材料力学实验指导书黑龙江工程学院2007年3月23实验一低碳钢和铸铁的拉伸拉伸实验是检查金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本实验。一低碳钢的拉伸实验一、实验目的1、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，了解试件变形随荷载的变化规律。2、测试低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率。3、了解拉伸实验的原理和方法，掌握万能试验机的操作要领。二、实验设备、量具及试件实验设备1、液压式万能试验机1.主动针2.从动针3.摆杆架4.描绘筒5.缓冲阀6.测力活塞7.测力油缸8.摆砣9.高压油蹦10.油箱11.丝

2、杆12.放大器13.测力油管14.高压油管15.控制阀16.上横梁17.上夹具18.试件19.下夹具20.动横梁21.试抬22.机座23.工作活塞24.工作油缸25.光杆23加力部分（试验机主机）开动电机带动高压油泵工作，通过控制阀将油压入工作油缸，推动活塞带动上横梁及工作台上升，此时如果试件安装在上下夹头中，则试件受拉伸；如果试件安放在工作台及横梁中，则由于工作台上升而使试件受压缩或弯曲。其工作台及上横梁的上升速度有控制阀掌握，动横梁的位置可由控制台上的按纽来调节。实验完毕，将控制阀开至卸载位置。测力部分（即荷载测量机构）工作油通过高

3、压油管与测力油缸相通。测件受力后，工作油缸的压力传到测力油缸，是测力活塞连杆上移，从而带动摆杆摆砣转动，其转动角度与测力活塞受压成一定比例，并通过机械运动，转换成指针转动，使表盘中指示出试件所受载荷F的数值。同时，由于工作台的上升，通过放大器带动自动绘图装置而与表盘内齿杆相连的记录笔，也向右移动，从而在记录纸上画出试验过程的“荷载——变形”曲线。2、电子式万能试验机1.立柱；2.拉伸夹具；3.拉伸试件；4.移动横梁；5.测力传感器；6.压缩夹具；7.弯曲夹具；8.下横梁；9.同步齿形传动带；10.带轮；11.光电编码器；12.伺服电机；

4、13.上横梁；14.滚珠丝杠；15.引伸计；16.手控键盘；17.减速机23电子万能试验机是双空间式的，其移动横梁与上横梁之间的空间为拉伸实验空间，移动横梁与下横梁之间的空间为压缩实验空间。在拉伸空间安装有拉伸夹具，在压缩空间安装有压缩夹具和弯曲夹具。测力传感器、引申计、光电编码器、数据采集电路（与控制系统集成在一起）组成测量系统，测力传感器用于测量实验载荷，引伸计用于测量试件的变形，光电编码器用于测量横梁移动的位移。各个测量信号均经过数据采集电路送入计算机存储、处理和显示。伺服电机的输出功率经减速器、同步齿形传动带传递给滚珠丝杠，然后

5、滚珠丝杠带动移动横梁升降将实验载荷施加到试件上。伺服控制器与伺服电机和光电编码器组成闭环控制系统，控制移动横梁的运动。伺服控制器向上经过控制电路与计算机联系，最终由计算机实现对可移动横梁的运动进行控制，包括位置、速度等。由于电子万能试验机采用了闭环控制，加载过程和数据采集都是在计算机的控制下完成的，因此可以选择不同的参数控制方式进行实验。参数控制方式是指以应力（或载荷）、位移、应变等诸实验参数中的某一个作为加载控制因素。例如，位移控制就是设定的横梁的运动速度（通常是恒定速率的），让试验机按照设定的横梁速度和方向对试件进行加载。3、量具：

6、游标卡尺4、试件为了使实验数据可以相互比较，应按国标GB228-2002的规定作成标准试件，如因材料尺寸限制等原因不能做成标准试时，应按规定作成比例试件。圆截面矩形截面长试件短试件图1-3L0—标距d0—试验前圆截面试件标距部分的直径23A0—试验前试件标距部分的截面面积三、实验原理图1-4在做低碳钢拉伸实验时，试验机能自动绘出表示荷载与变形关系的拉伸图，如图1-4，整个过程包括弹性变形阶段（OA）、塑性屈服阶段（BC）、强化阶段（CD）、局部颈缩阶段（DE）。在实验的过程中可看到几个现象：（1）弹性现象；（2）屈服现象；（3）颈缩现象

7、。由实验可知，图中OA部分当卸载后，试件立即恢复原状，变形与载荷成正比，只就是虎克定律所表示的直线关系，这种变形是弹性变形。当载荷增加到一定值，即图BC段锯齿型平台处，测力计刻度盘指针停止转动或来回摆动，此时载荷不增加或减少，而试件还继续伸长，这种现象叫屈服现象。若试件表面经过抛光处理，则可观察到试件表面上出现与轴线约成45°角的倾斜条纹，是由于金属材料内部晶格之间之间产生相对滑移而形成的，使材料产生相对滑移而形成的，使材料产生塑性变形。国际规定，首次下降最小载荷处为下屈服点Fs。过了屈服阶段后，材料强化，载荷继续上升，为了观察冷作现象

8、，可以在某点A处停止加载，则曲线沿O1A′DE规律变化。载荷继续升到最大值即图D点时，试件截面的某一位置，开始急剧缩小致使负荷下降，即为材料的颈缩现象，Fb为最大载荷。四、实验步骤1、测量试件尺寸1）测量试