材料力学试验参考指导书拉伸扭转冲击应变.doc
《材料力学试验参考指导书拉伸扭转冲击应变.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学试验参考指导书拉伸扭转冲击应变.doc(30页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、C 61材料拉伸压缩实验一、实验目1. 观测试件受力和变形之间互有关系;2. 观测低碳钢在拉伸过程中体现出弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象;观测铸铁在压缩时破坏现象。3. 测定拉伸时低碳钢强度指标(ss、sb)和塑性指标(d、y);测定压缩时铸铁强度极限sb。4. 学习、掌握电子万能实验机用法及工作原理。二、实验设备1. 微机控制电子万能实验机;2. 游标卡尺。三、实验材料拉伸实验所用试件(材料:低碳钢)如图1所示,压缩实验所用试件(材料:铸铁)如图2所示:d0l0l图1 拉伸试件 图2 压缩试件四、实验原理1、拉伸实验低碳钢试件拉伸过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集,A/D转
2、换和解决,并输入计算机,得到F-Dl曲线,即低碳钢拉伸曲线,见图3。对于低碳钢材料,由图3曲线中发现OA直线,阐明F正比于Dl,此阶段称为弹性阶段。屈服阶段(B-C)常呈锯齿形,表达载荷基本不变,变形增长不久,材料失去抵抗变形能力,这时产生两个屈服点。其中,B点为上屈服点,它受变形大小和试件等因素影响;B点为下屈服点。下屈服点比较稳定,因此工程上均如下屈服点相应载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs时,必要缓慢而均匀地加载,并应用ss=Fs/ A0(A0为试件变形前横截面积)计算屈服极限。图3 低碳钢拉伸曲线屈服阶段终了后,要使试件继续变形,就必要增长载荷,材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷Fb
3、后,在试件某一局部发生明显变形,载荷逐渐减小,直至试件断裂。应用公式sb=Fb/A0计算强度极限(A0为试件变形前横截面积)。依照拉伸先后试件标距长度和横截面面积,计算出低碳钢延伸率d和端面收缩率y,即,式中,l0、l1为试件拉伸先后标距长度,A1为颈缩处横截面积。2、压缩实验铸铁试件压缩过程中,通过力传感器和位移传感器进行数据采集,A/D转换和解决,并输入计算机,得到F-Dl曲线,即铸铁压缩曲线,见图4。图4 铸铁压缩曲线对铸铁材料,当承受压缩载荷达到最大载荷Fb时,突然发生破裂。铸铁试件破坏后表白出与试件横截面大概成4555倾斜断裂面,这是由于脆性材料抗剪强度低于抗压强度,使试件被剪断。材
4、料压缩时力学性质可以由压缩时力与变形关系曲线表达。铸铁受压时曲线上没有屈服阶段,但曲线明显变弯,断裂时有明显塑性变形。由于试件承受压缩时,上下两端面与压头之间有很大摩擦力,使试件两端横向变形受到阻碍,故压缩后试件呈鼓形。铸铁压缩实验强度极限:sb=Fb/A0(A0为试件变形前横截面积)。五、实验环节及注意事项1、拉伸实验环节(1)试件准备:在试件上划出长度为l0标距线,在标距两端及中部三个位置上,沿两个互相垂直方向各测量一次直径取平均值,再从三个平均值中取最小值作为试件直径d0。(2)实验机准备:按实验机计算机打印机顺序开机,开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”,运营配套软件。(3
5、)安装夹具:依照试件状况准备好夹具,并安装在夹具座上。若夹具已安装好,对夹具进行检查。(4)夹持试件:若在上空间实验,则先将试件夹持在上夹头上,力清零消除试件自重后再夹持试件另一端;若在下空间实验,则先将试件夹持在下夹头上,力清零消除试件自重后再夹持试件另一端。(5)开始实验:点击主机小键盘上试样保护键,消除夹持力;位移清零;按运营命令按钮,按照软件设定方案进行实验。(6)记录数据:试件拉断后,取下试件,将断裂试件两端对齐、靠紧,用游标卡尺测出试件断裂后标距长度l1及断口处最小直径d1(普通从互相垂直方向测量两次后取平均值)。2、 压缩实验环节(1)试件准备:用游标卡尺在试件中点处两个互相垂直
6、方向测量直径d0,取其算术平均值,并测量试件高度h0。(2)实验机准备:按实验机计算机打印机顺序开机,开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”,运营配套软件。(3)安装夹具:依照试件状况准备好夹具,并安装在夹具座上。若夹具已安装好,对夹具进行检查。(4)放置试件:实验力清零;把试件放在压盘中间,通过小键盘调节横梁位置,通过肉眼观测,到上压盘离试件上平面尚有一定缝隙时停止。(注意:尽量将试件放在压盘中心,如放偏话对实验成果甚至是实验机均有影响。)(5)开始实验:位移清零;按运营命令按钮,按照软件设定方案进行实验。(6)记录数据:试件压断后,取下试件;记录强度载荷Fb。六、实验报告内容及规
7、定1、绘制拉伸曲线(F-Dl曲线)。 低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线压缩曲线1压缩曲线22、拉伸实验数据及计算成果解决。实验材料试件规格实 验 前实 验 后屈服极限ss/ MPa强度极限sb/ MPa延伸率d/%断面收缩率y/%截面尺寸d0/mm截面面积A0/ mm2标距长度l0/ mm断口截面尺寸d0/mm截面面积A1/ mm2标距长度l1/ mm测量部位测 量数 值平均值d0测 量数 值平均值d1低碳钢上10.0610.0310.03316.05111.045.45.491.61142.8675.94109.3228.6671.0110.00中10.1010.0810.065.4下10.121
8、0.1010.083、压缩实验数据第一根直径(mm)平均高(mm)7.907.9020.007.887.92第二根6.886.906.92 6.90 9.203、计算铸铁压缩实验强度极限sb。材料冲击实验一、实验目1、观测分析低碳钢材料在常温冲击下破坏状况和断口形貌。2、测定低碳钢材料冲击韧度ak值。3、理解冲击实验办法。二、实验设备1、液晶全自动金属摆锤冲击实验机。2、游标卡尺。三、实验材料本实验采用GB/T 2291994原则规定10mm10mm55mm U形缺口或V形缺口试件。四、实验环节及注意事项1、测量试件缺口处尺寸,测三次,取平均值,计算出横截面面积。2、检查回零误差和能量损失:正
9、式实验开始前在支座上不放试件状况下“空打”一次:(1)取摆:按“取摆”键,摆锤逆时针转动;(2)退销:按“退销”键,保险销退销;(3)冲击:按“冲击”键,挂/脱摆机构动作,摆锤靠自重绕轴开始进行冲击;(4)放摆:按“放摆”键,保险销自动退销,当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆;(5)清零:按“清零”键,使摆锤角度值复位为零。注意:必要在摆锤处在垂直静止状态时方可执行此动作。第一次“空打”后显示屏上显示空打冲击吸取功N1即为回零误差,此值经校正后应不不不大于此摆锤标称能量值0.1%。继续“空打”五次,记下第六次空打冲击吸取功N6,则摆锤在摆动中由于空气和摩擦阻力导致能量损失为: 此值应不不不大于
10、此摆锤标称能量值0.5%。3、正式实验:按“取摆”键,摆锤逆时针转动上扬,触动限位开关后由挂摆机构挂住,保险销弹出,此时可在支座上放置试件(注意试件缺口对中并位于受拉边)。然后顺序执行以上 “取摆”、“退销”、“冲击”、“放摆”动作。显示屏上将显示该试件冲击吸取功和相应冲击韧度。4、摆锤抬起后,禁止在摆锤摆动范畴内站立、行走和放置障碍物。五、实验数据记录及成果解决 材 料试件缺口处横截面积A(cm2)冲击功W(Nm)冲击韧度 (Nm/ cm2)低碳钢0.868123.542142.329铸铁0.8621.8672.166 低碳钢 低碳钢材料扭转实验一、实验目1、 观测低碳钢和铸铁变形现象及破坏
11、形式。2、 测定低碳钢剪切屈服极限和强度极限。3、 测定铸铁剪切强度极限。二、实验设备1、微机控制电子扭转实验机。2、游标卡尺。三、实验试件实验所用试件与拉伸试件原则相似,如下图1所示。为防止打滑,试件夹持段宜为类矩形:图1四、实验原理圆柱形试件在扭转时,横截面边沿上任一点处在纯剪切应力状态(图2)。由于纯剪切应力状态是属于二向应力状态,两个主应力绝对值相等,大小等于横截面上该点处剪应力,与轴线成45角。圆杆扭转时横截面上有最大剪应力,而45斜截面上有最大拉应力,由此可以分析低碳钢和铸铁扭转时破坏因素。由于低碳钢抗剪强度低于抗拉强度,试件横截面上最大剪应力引起沿横截面剪断破坏;而铸铁抗拉强度低
12、于抗剪强度,试件由与杆轴线成45斜截面上引起拉断破坏。TT图2在低碳钢试件受扭过程中,通过扭矩传感器和扭角传感器进行数据采集,A/D转换和解决,并输入计算机,得到曲线,曲线也叫扭转图,如图3所示。图中起始直线段OA表达试件在这个阶段中成比例,截面上剪应力是线性分布,如图4(a)所示。此时截面周边上剪应力达到了材料剪切屈服极限。由于这时截面内部剪应力不大于,故试件仍具备承载能力,曲线呈继续上升趋势。扭矩超过后,截面上剪应力分布不再是线性,如图4(b)所示。在截面上浮现了一种环状塑性区,并随着增长,塑性区逐渐向中心扩展,曲线稍微上升,直至B点趋于平坦,截面上各点材料完全达到屈服,这时扭矩即为屈服扭
13、矩,如图4(c)所示。CBATbTsTpO图3剪切屈服极限为: (1)式中,是实心试件抗扭截面模量(或称抗扭截面系数)。时剪应力分布 时剪应力分布 时剪应力分布(a) (b) (c)图4继续给试件加载,试件再继续变形,材料进一步强化。从图3看出,当扭矩超过后,增长不久,而增长很小,BC近似一根不通过坐标原点直线。在C点时,试件被剪断,此时扭矩为最大扭矩。剪切强度极限为: (2)但是,为了实验成果互相之间可比性,依照国标GB/T 101281988规定,低碳钢扭转屈服点和抗扭强度采用下式计算: (3)铸铁材料曲线如图5所示,从开始受扭直到破坏,近似为始终线,故近似地按弹性应力公式计算: (4)T
14、b图5五、实验环节及注意事项1、试件准备:在标距两端及中部三个位置上,沿两个互相垂直方向各测量一次直径取平均值,再从三个平均值中取最小值作为试件直径d。在低碳钢试件表面画上一条纵向线和两条圆周线,以便观测扭转变形。2、实验机准备:按实验机计算机打印机顺序开机,开机后须预热十分钟才可使用。依照计算机提示,设定实验方案,实验参数。3、装夹试件:(1)先将一种定位环夹套在试件一端,装上卡盘,将螺钉拧紧。再将另一种定位环夹套在试件另一端,装上另一卡盘;依照不同试件标距规定,将试件搁放在相应V形块上,使两卡盘与V形块两端贴紧,保证卡盘与试件垂直,以保证标距精确。将卡盘上螺钉拧紧。(2)先按“对正”按键,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料力学 试验 参考 指导书 拉伸 扭转 冲击 应变
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。