材料力学性能实验

1、南京理工大学南京理工大学 力学实验中心力学实验中心 (工程力学实验教学系列工程力学实验教学系列 ) 材料的力学性能材料的力学性能 (变形与强度变形与强度) 1、拉伸、压缩、扭转、弯曲、拉伸、压缩、扭转、弯曲 2、静载荷、动载荷；常温、高温、静载荷、动载荷；常温、高温 3、常温静载拉伸试验、常温静载拉伸试验基本的试验基本的试验 4、金属拉伸试验标准、金属拉伸试验标准 GB2282002 试样形状、试验环境、试样形状、试验环境、 加载速度加载速度 材料的力学性能材料的力学性能 (变形与强度变形与强度) 、 弹性模量弹性模量 E、屈服极限、屈服极限s 、 强度极限强度极限b 延伸率延伸率 、截面收缩

2、率、截面收缩率 GB2282002 测定测定应变硬化指数应变硬化指数 n GB5028-85 试样形状、加载速度、试验环境试样形状、加载速度、试验环境一、实验目的一、实验目的 1、测定低碳钢的、测定低碳钢的弹性模量弹性模量 E、屈服极限、屈服极限 、 强度极限强度极限 、延伸率、延伸率 、截面收缩率、截面收缩率 ； 2、观察在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图、观察在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图 (P(P曲线曲线) ) ； 3、绘制绘制真应力真应力-真应变曲线真应变曲线s-e， 测定测定应变硬化指数应变硬化指数n 拉拉 伸伸 试试 验验sb二、设备及测试系统二、设备及测试系统 、电子万能材料

3、试验机、电子万能材料试验机 (载荷、变形、位移载荷、变形、位移)主机主机测试测试控控制制微机处理系统微机处理系统CSS44200 设备及测试系统设备及测试系统2 、变形传感器、变形传感器 (引伸仪引伸仪) 型型 号号 YJ Y11 标标 距距 L 50 mm 量量 程程 L 25mm光电位移编码器光电位移编码器 ( 位移传感器位移传感器） 上横梁上横梁 传动系统传动系统(立柱、丝杠立柱、丝杠) 活活 动动 横梁横梁 负荷传感器负荷传感器 上、下夹头上、下夹头 引伸计引伸计 （变形传感器（变形传感器）工作台工作台(压缩、弯曲压缩、弯曲)Css-44200拉伸试件拉伸试件 为了使试验结果具有可比性

4、，按为了使试验结果具有可比性，按GB228-2002GB228-2002规规定加工成标准试件。定加工成标准试件。 对园试件，试件的标距对园试件，试件的标距 L L0 0 与与 d d0 0 有有 L L0 0 =10 d=10 d0 0 和和 L L0 0 = 5 d= 5 d0 0工作部分工作部分夹持部分夹持部分过渡部分过渡部分三、三、实验原理与方法实验原理与方法 弹性阶段弹性阶段 屈服阶段屈服阶段 强化阶段强化阶段 局部变形阶段局部变形阶段 1 1、 低碳钢拉伸低碳钢拉伸低碳钢低碳钢弹性模量弹性模量 E的测定的测定 ( P 、 YJY-11 )2.应变硬化指数应变硬化指数n的的测定测定GB

5、5028-85 名义名义应力应力- 应变曲线应变曲线 真实真实应力应力- 应变曲线和应变曲线和工程应力应变曲线工程应力应变曲线 应变硬化指数应变硬化指数n 反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力。绘制绘制真应力真应力-真应变曲线真应变曲线S-e )1ln(0llldleSAF 0SdAAdSdFSdSAdA真应力真应力 S=F/A根据塑性变形时体积不变的条件0dV10ddeLdLAdALdAAdLALV SdSAdA 联立求解得：)1 (dedSSSdSAdA1dAdA绘制绘制真应力真应力-真应变曲线真应变曲线S-e n - 应变硬化指数应变硬化指数S-e:在

6、拉伸曲线上确定几个点的在拉伸曲线上确定几个点的 、 ；分别换算成分别换算成S、e 。然后制作。然后制作 - 曲线，斜率即为所求的曲线，斜率即为所求的n值。值。slgelg应变硬化指数的工程意义：应变硬化指数的工程意义：n值大，则构件承受偶然过载的能力大，值大，则构件承受偶然过载的能力大，从而保证构件的安全。从而保证构件的安全。应变硬化指数应变硬化指数应变硬化指数应变硬化指数测定的机械性能的数值修约，按照测定的机械性能的数值修约，按照GB1.1GB1.18181执行。执行。5 5、实验数据修约、实验数据修约 (GB2282002)(GB2282002)若应力在若应力在2002001000MPa1000MPa范围，范围，应力计算的尾数应力计算的尾数2.52.5，则舍去；，则舍去； 计算的尾数计算的尾数2.52.5或或7.5,7.5,则取则取5 5； 计算的尾数计算的尾数7.57.5，则取，则取1010四、结果分析及数据整理四、结果