金属材料静态力学性能测试

1、金属材料静态力学性能测试一、实验目的和内容1、测定金属材料的拉伸、压缩和扭转时力学性能参数，如屈服极限，强度极限等；2、观察实验现象，并比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的变形及破坏形式。3、比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的力学性能特点。二、实验名称拉伸试验，压缩试验，扭转实验。三、实验设备电子式万能材料试验机（WDW3100 型）电子扭转试验机游标卡尺四、试件1、拉伸试验所采用的试件试件采用两种材料：低碳钢和铸铁。低碳钢属于塑性材料；铸铁属于脆性材料。试件的外形如图1 所示。本实验采用的试件是GB228-87规定的“标准试件”中的一种。试件的标距等截面测试部分长度l 0100mm ，直径 d

2、010 mm。l0d0图 1 拉伸试件2、压缩试验所采用的试件试件的形状如图 2 所示，本实验采用的试件是国际规定的 “标准试件” 中的一种。d0h0图 2 压缩试件3、扭转试验所采用的试件采用标准试件，类似拉伸试件。五、实验原理拉伸实验原理：压缩实验原理：扭转实验原理：六、实验方法及步骤（一）拉伸试验测定一种材料的力学性能，一般应用一组试件（ 3 6 根）来进行，而且应该尽可能每一根试件都测出所要求的性能。 我们主要是学习试验方法， 所以我们测定低碳钢 s、b、的拉伸试验只用一根试件来进行。 其试验步骤如下：1、测量试件尺寸，主要是测量试件的直径和标距。在标距部分取上、中、下三个截面，对每一

3、个截面用游标卡尺（精度 0.02mm）测量互相垂直方向的直径各一次，取其平均值最小截面处的平均直径作为试件的直径。2、顺时针旋转钥匙打开试验机。3、用远控盒调整上下夹头的位置，将试件装在实验机的夹具上。4、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。点击参数录入按钮 , 输入试验编号及试样参数等。 点击参数设置按钮， 输入试验开始点、 横梁速度及方向等。5、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。6、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。7、试件被拉断后取下试件，量取拉断后的标距和颈缩处的直径。填入到软件中出现的对话框里。8、查看并保存数据。9、实验结束后，点

4、击“脱机”按钮，关闭实验软件。然后关闭试验机及计算机。（二）压缩试验1、测量试件的尺寸。用游标卡尺测量相互垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件的直径。2、将试件放在实验机上下两个压头之间，开动实验机进行实验。3、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。点击参数录入按钮 , 输入试验编号及试样参数等。 点击参数设置按钮， 输入试验开始点、 横梁速度及方向等。4、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。5、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。6、试件被压断（铸铁压断，而低碳钢过屈服或规定的载荷值）点击“实验结束”按钮，停止实验，7、查看并保存数据。9、上

5、升移动横梁取下试件。实验结束后，点击“脱机”按钮，关闭实验软件，然后关闭试验机及计算机。（三）扭转实验1、测量试件直径 d 0 ，打开试验机电源预热仪器。2、将试件安装于机器夹头中，并夹紧。3、打开实验软件，点击试样录入按钮输入试验材料、试验方法、试验编号、试样参数等。 点击参数设置按钮， 输入试验速度和转动夹头的转动方向、 选择是否计算、试验结束条件等。4、选择试验编号，将扭矩、扭角、转角清零。点击试验开始按钮开始试验。对于低碳钢试件在过屈服阶段后可逐渐加快试验速度。5、当试件被扭断时，停止试验，将试件取下。6、查看并保存数据。7、点击“脱机”按钮，关闭实验软件。关闭试验机及计算机。七、实验

6、数据（一）、拉伸试验1、试验数据记录将测得的试件尺寸的原始数据填入表 1 中，将通过实验测得的试验数据填入表 2 中。表 1试件尺寸原始数据（单位：mm）材标原始直径 d0截拉断处直径断拉料距截面截面截面最面d1口断l 0（ 1） （ 2） （1） （ 2） （ 1) （ 2）小面（ 1） （ 2） 平处处处积均截的平A0面标均积距值Al11低碳钢铸铁表 2 测试数据材料最大载荷 Pb （N）屈服载荷 Ps （N）低碳钢铸铁2、写出实验数据的处理过程，并将实验结果填入表3 中。数据的处理过程：（1）屈服极限的计算过程低碳钢：（2）强度极限的计算过程低碳钢：铸铁：（3）延伸率的计算过程（4）断面

7、收缩率的计算过程表 3 实验结果材料s （ MPa）延伸率断面收缩率屈服极限强度极限b （ MPa）低碳钢铸铁（二）压缩试验1、将试验测试数据填入表42、写出实验数据处理的过程。（1）低碳钢的屈服极限的计算过程（2）铸铁的强度极限的计算过程材料低碳钢铸铁3、将计算结果填入表 4表 4 测试数据及实验结果原始直径 d0 （mm）截面积屈服极限屈服极限最大载荷A0（ mm2）（1） （2） 平均Ps （N）s（MPa）Pb （ N）（三）扭转试验1、试验数据记录试件尺寸的原始数据填入表 5 中，通过实验测得的试验数据填入表表 5 试件尺寸原始数据（单位： mm）强度极限b（MPa）6 中。材原始直径 d0截面面料积截面截面截面最小处A0（1）（ 2）（ 1） （ 2）（ 1)（ 2）平均值低碳钢铸铁2、写出实验数据的处理过程，并将实验结果填入表6 中（1）低碳钢的剪切屈服极限的计算过程（2）低碳钢的剪切强度极限的计算过程（3）铸铁的剪切强度极限的计算过程表 6 测试数据及实验结果材料屈服扭矩剪切屈服极限最大扭矩剪切强度极限M ns （ Nm）s （MPa）M nb （ Nm）b （ MPa）低碳钢铸铁八、实验综合分析（包括对现象，所留数据比较，材料不同变形的优缺