液压式压力试验机实验原理及方法

液压式压力试验机实验原理及方法

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1、液压式压力试验机实验原理及方法一、实验目的(1)比较低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象。(2)测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。(3)比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。(4)熟悉压力试验机的使用方法。二、实验仪器和设备(1)2000kN液压式压力试验机或WE-30型万能材料试验机或WAW-500C电液伺服试验机。(2)游标卡尺。三、试件介绍根据国家有关标准,低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3:2,铸铁压缩试件

2、的高度和直径的比例为2:1。试件均为圆柱体。四、实验原理及方法压缩实验是研究材料机械性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式,并与拉伸实验进行比较,可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响,从而对材料的机械性能有较全面的认识。压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时,其上下两端面与试验机支撑垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受到阻碍,故压缩后试件呈鼓形。摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影响,

3、实验时试件两端必须保证平行,并与轴线垂直,使试件受轴向压力。另外,端面加工应有较高的光洁度。低碳钢压缩时也发生屈服,但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。因此,在测定FS时要特别注意观察。在缓慢均匀加载,力值匀速增加,当材料发生屈服时,力值增加的速度减慢,甚至下降。这时对应的载荷即屈服载荷Fs。屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。这是因为低碳钢受压时变形较大而不破裂,因此愈压愈扁。横截面增大时,其实际应力不随外载荷增加而增加,故不可能得到最大载荷Fb,因而也得不到强度极限,所以在实验中是以变形来控制

4、加载的。铸铁试件压缩时,在达到最大载荷Fb前出现较明显的变形然后破裂,此时力值迅速下降,读取最大的载荷Fb值,铸铁试件最后略呈鼓形,断裂面与试件轴线大约呈45º~55º,破坏主要是由剪应力引起的。五、实验步骤(1)试验机准备。根据估算的最大载荷,选择合适的量程,并按相应的操作规程进行操作,使试验机处于就绪状态。(2)测量试件的直径和高度。测量试件两端及中部三处的截面直径,取三处中最小一处的平均直径计算横截面面积。将试件放在试验机下压板中心处。(4)开动试验机,调节试验机上下压板距离,使上压板刚刚与试件

5、接触,然后缓慢均匀加载。对于低碳钢,要细心观察其屈服现象,超过屈服载荷后,继续加载,将试件压成鼓形即可停止加载。铸铁试件加压至试件破坏为止,记录最大载荷。(5)卸载,取出试件,将试验机恢复原状,观察试件。六、实验结果的处理(1)计算低碳钢的屈服极限                          (2.1)(2)计算铸铁的强度极限                          (2.2)式中S0是实验前试件的最小横截面面积。七、实验记录参考表格表2-1试件原始尺寸材 料高度(mm)直径d(mm)

6、最小横截面面积S0(mm2)横截面1横截面2横截面3(1)(2)平均(1)(2)平均(1)(2)平均低碳钢           铸 铁           表2-2实验数据和计算结果材 料屈服载荷(kN)屈服极限(MPa)最大载荷(kN)强度极限(MPa)破坏形式简图低碳钢铸铁低碳钢  //铸 铁//

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