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1、一、低碳钢塑性(plastic)材料的拉伸和压缩二、铸铁脆性(brittle)材料的拉伸和压缩,金属材料的力学性能实验,一、实验目的,1测定低碳钢拉伸时的下列性能指标：强度指标（屈服极限、强度极限）塑性指标（断后伸长率、断面收缩率）,3测定铸铁拉伸时的抗拉强度极限。,5观察两种材料在拉伸和压缩实验过程中的各种现象，绘制负荷变形曲线（）。,4测定铸铁压缩时的抗压强度极限。,2测定低碳钢压缩时的屈服极限。,【演示】,【演示】,【自做】,【自做】,二、实验原理(负荷变形曲线图),低碳钢拉伸,O,Ps,Pb,O,P(kN),D l(mm),弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,颈缩阶段,O,Pb,O,Psc,
2、拉伸实验,O,拉伸实验,低碳钢压缩,铸铁拉伸,铸铁压缩,P(kN),P(kN),P(kN),D l(mm),D l(mm),D l(mm),Pbc,说明：进行坐标变换，可转换为应力 应变曲线,压缩屈服极限：,抗拉强度极限：,抗压强度极限：,屈服极限：,强度极限：,断后伸长率：,断面收缩率：,三、试样破坏图,1低碳钢拉伸破坏,2低碳钢压缩破坏,3铸铁拉伸破坏,4铸铁压缩破坏,鼓形,450,劈裂,颈缩,平端口,四、实验结果比较,(1)在弹性阶段，材料变形是完全弹性的，应力应变呈现性关系，材料服从胡克 定律，材料具有抵抗弹性变形的能力。(2)在屈服阶段，载荷变化很小，应力几乎 不变，伸长量却急剧增加
3、，材料失去了 抵抗变形的能力，这种现象称为屈服，由于最大切应力，450方向出现滑移线。(3)在强化阶段，经历了屈服之后，材料又 增强了抵抗变形的能力，此时，要使试 件继续变形，需要增大应力，这种现象 称为强化。强化阶段材料产生弹性和塑 性变形，强化阶段的最高点，所对应的 应力称为强度极限。(4)在颈缩阶段，试件出现颈缩之后，横截 面积急剧缩小，出现颈缩，材料变形增 大应力反而下降，最后材料被拉断。,1低碳钢的拉伸,2铸铁的拉伸,(1)平断口，无屈服，无颈缩,(2)非线性变形，弹性模量 E 近似用割线斜率代替,(3)拉伸强度极限很低，只有=110160Mpa,(4)延伸率很小。,(2)试件最后压
4、缩变扁，不会断裂，由于两端 摩擦力影响，形成“腰鼓状”。,(1)弹性模量、比例极限、弹性极限、屈服极限，与拉伸时几乎相同。,(3)测不出抗压强度极限,(1)近450斜断口,(4)抗压强度极限远高于抗拉强度（接近4倍）。,(2)延伸率远大于拉伸（接近5%）,(3)弹性模量E 与拉伸时不同,3低碳钢的压缩,4铸铁的压缩,可以拷取本讲义(桌面),重要通知说明：第十五周的周五和周六所提供的第四个“三选一”实验：弯扭组合变形实验，由于开设的单元组数 过少，已经做了重新调整，请如下同学务必注意：（1）已选本实验的同学请重新上网及时预约；（2）由于“测弹性模量E”和“叠梁弯曲”两个实验已 经预约满员导致无法再预约的同学，请尽快上 网预约。,
