拉伸及压缩实验

1、拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验（验证性实验验证性实验）一、实验目的一、实验目的 2 2、测定、测定低碳钢低碳钢拉伸屈服点拉伸屈服点s s、抗拉强度、抗拉强度b b、断后伸、断后伸长率长率、断面收缩率、断面收缩率；测定低碳钢压缩屈服点；测定低碳钢压缩屈服点scsc 。 3 3、测定、测定铸铁铸铁抗拉强度抗拉强度b b，断后伸长率，断后伸长率; ;测定铸铁测定铸铁 抗压强度抗压强度b b 。 拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验 1 1、观察拉伸过程中的各种现象，分析比较低碳钢和铸、观察拉伸过程中的各种现象，分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点和试样破坏特征。铁的力学性能特点和试样破坏特征。二实验设备二实验设

2、备 1 1万能材料试验机万能材料试验机2 2游标卡尺游标卡尺 三、实验试样三、实验试样1 1拉伸试样拉伸试样 采用采用标准圆形试样标准圆形试样拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验 l0d0l0=10d0长试样长试样l0= 5d0短试样短试样h0 =（1-3）d0d0h02. 2. 压缩试样压缩试样 采用采用标准圆柱体试样标准圆柱体试样拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验四、实验原理四、实验原理低碳钢拉伸时的力学性能：低碳钢拉伸时的力学性能： 试样装在试验机上，受到轴向拉力试样装在试验机上，受到轴向拉力F F 作用，试样标距产生伸长量作用，试样标距产生伸长量 。两者之间的关系如图。两者之间的关系如图。 低碳钢低

3、碳钢试样的变形过程，大致可分为试样的变形过程，大致可分为四个变形阶段四个变形阶段弹性阶段、屈服阶段、弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段强化阶段、局部变形阶段。0ssAF0bbAF屈服点屈服点抗拉强度抗拉强度（强度指标）（强度指标）（强度指标）（强度指标）（塑性指标）（塑性指标）%100001lll%100010AAA断后伸长率断后伸长率断面收缩率断面收缩率（塑性指标）（塑性指标）1 1、拉伸实验拉伸实验低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）lOl铸铁拉伸曲线铸铁拉伸曲线 FFb拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验铸铁拉伸时的力学性能：铸铁拉伸时的力学性能： 试样装在试

4、验机上，受到轴向拉力试样装在试验机上，受到轴向拉力F F 作用，试样标距产生伸长量作用，试样标距产生伸长量 。两者之间的关系如图。两者之间的关系如图。 铸铁铸铁没有明显直线部分，没有屈服没有明显直线部分，没有屈服和颈缩现象和颈缩现象。在较小拉应力下被拉断，。在较小拉应力下被拉断，断后伸长率也很小。铸铁等脆性材料的断后伸长率也很小。铸铁等脆性材料的抗拉强度很低，所以不宜作为抗拉零件抗拉强度很低，所以不宜作为抗拉零件的材料。的材料。（强度指标）（强度指标）0bbAF抗拉强度抗拉强度%100001lll（塑性指标）（塑性指标）断后伸长率断后伸长率l拉伸实验拉伸实验观察现象观察现象拉伸和压缩实验拉伸和

5、压缩实验低碳钢试样拉伸破坏后，低碳钢试样拉伸破坏后，断口呈断口呈“杯口杯口”状。状。铸铁试样拉伸破坏后，断口呈平口状。铸铁试样拉伸破坏后，断口呈平口状。平面断口平面断口铸 铁低碳钢屈服：屈服：颈缩：颈缩：断裂：断裂：拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验（强度指标）（强度指标）0scscAF 屈服点屈服点2 2、压缩实验压缩实验低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）低碳钢和铸铁（两种典型金属材料）低碳钢压缩时的力学性能：低碳钢压缩时的力学性能： 试样装在试验机上，受到轴向压力试样装在试验机上，受到轴向压力F F 作用，试样产生变形量作用，试样产生变形量 。两者之。两者之间的关系如图。间的关系如图。 低碳钢低碳

6、钢压缩时的压缩时的弹性模量和屈服点都弹性模量和屈服点都与拉伸时与拉伸时大致相同。仍然有大致相同。仍然有弹性阶段、屈弹性阶段、屈服阶段和强化阶段服阶段和强化阶段。思考：能否得到低碳钢压缩时的强度极限思考：能否得到低碳钢压缩时的强度极限 ？ b bc c O FlFsc拉伸拉伸低碳钢压缩曲线低碳钢压缩曲线压缩压缩l拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验铸铁压缩时的力学性能：铸铁压缩时的力学性能： 铸铁铸铁压缩压缩没有明显直线部分，没有没有明显直线部分，没有屈服现象屈服现象。仍然在较小变形下突然破坏。仍然在较小变形下突然破坏。铸铁、混凝土、石料等脆性材料，抗压铸铁、混凝土、石料等脆性材料，抗压强度远高于抗拉强

7、度。适合作为抗压零强度远高于抗拉强度。适合作为抗压零件的材料。件的材料。OFl拉伸拉伸Fbc铸铁压缩曲线铸铁压缩曲线压缩压缩 试样装在试验机上，受到轴向压力试样装在试验机上，受到轴向压力F F 作用，试样产生变形量作用，试样产生变形量 。两者之。两者之间的关系如图。间的关系如图。0bcbcAF 抗压强度抗压强度 （强度指标）（强度指标）l 低碳钢低碳钢压缩变形，不会断裂，由于压缩变形，不会断裂，由于受到上下两端摩擦力影响，形成受到上下两端摩擦力影响，形成“鼓形鼓形”。拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验 铸铁铸铁在较小变形下出现断裂，略成在较小变形下出现断裂，略成“鼓形鼓形”。断面的法线与轴线成断面的

8、法线与轴线成4555度度。tmax引起引起压缩实验压缩实验观察现象观察现象45 55度度断面断面法线法线轴线轴线1 1测量各试样原始尺寸：直径测量各试样原始尺寸：直径d d0 0，长度，长度l l0 0 。四、实验步骤四、实验步骤2 2安装试样，进行加载，测量材料的屈服载荷安装试样，进行加载，测量材料的屈服载荷F Fs s、最大载荷、最大载荷F Fb b 。3 3测量试样拉断后尺寸测量试样拉断后尺寸: :直径直径d d1 1，长度，长度l l1 1。4 4观察并描述试样破坏后断口特点。观察并描述试样破坏后断口特点。拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验五、实验报告要求五、实验报告要求1 1画出低碳钢拉伸时的画出低碳钢拉伸时的F- F- l l曲线，标出典型的曲线，标出典型的四个变形阶段及强度指标；画出铸铁材料压缩时的四个变形阶段及强度指标；画出铸铁材料压缩时的F- F- l l曲线标出