材料范文之材料力学拉伸实验报告

1、材料力学拉伸实验报告【篇一：材料力学拉伸试验】1 1 轴向拉伸实验一、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度 rel （?s ）、抗拉强度 rm （?b ）、断后 伸长率 a11.3 （?10 ）和断面收缩率 z（?）。2、测定铸铁的抗拉强度 rm （?b ）。3、比较低碳钢 ?5 （塑性材料）和铸铁 ?5 （脆性材料）在拉伸时的 力学性能和断口特征。 注：括号内为 gb/t228-2002 金属材料 室 温拉伸试验方法发布前的旧标准引用符号。二、设备及试样、 电液伺服万能试验机（自行改造）。、 0.02mm 游标卡尺。3、 低碳钢圆形横截面比例长试样一根。把原始标距段l0 十等分，并刻画出圆周等分

2、线。4 、 铸铁圆形横截面非比例试样一根。注： gb/t228-2002 规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。 比例试样的原始标距 l0 和原始横截面积 s0 的关系满足 l0?ks0 。比 例系数 k 取 5.65 时称为短比例试样， k 取 11.3 时称为长比例试样， 国际上使用的比例系数 k 取 5.65 。非比例试样 l0 和 s0 无关。三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在 0.3 以下的碳素钢。这类钢材在工程中使用较 广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。（工程应变 ） （2）屈服阶段 ab ：在超过弹性阶段后出现明显的屈服过程，即曲 线沿一水平段上下波动，即应力增加很少

3、，变形快速增加。这表明 材料在此载荷作用下，宏观上表现为暂时丧失抵抗继续变形的能力， 微观上表现为材料内部结构发生急剧变化。从微观结构解释这一现 象，是由于构成金属晶体材料结构晶格间的位错，在外力作用下发 生有规律的移动造成的。如果试样表面足够光滑、材料杂质含量少， 可以清楚地看出试样表面有 450 方向的滑移线。根据 gb/t228 2002 标准规定，试样发生屈服而力首次下降前的最 大应力称为上屈服强度，记为 “reh”；在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度， 记为“rel ，”若试样发生屈服而力首次下降的最小应力是屈服期间的 最小应力时，该最小应力称为初始瞬时效应，不作

4、为下屈服强度。（4）颈缩阶段 cd ：应力到达强度极限后，开始在试样最薄弱处出 现局部变形，从而导致试样局部截面急剧颈缩，承载面积迅速减少， 试样承受的载荷很快下降，直至断裂。断裂时，试样的弹性变形消 失，塑性变形则遗留在断裂的试样上。塑性材料和脆性材料的拉伸曲线存在很大差异。低碳钢和铸铁是工 程材料中最具典型意义的两种材料，前者为塑性材料，后者为脆性 材料。观察它们在拉伸过程中的变形和破坏特征有助于正确、合理 地认识和选用材料。（1）原始横截面面积（ s0 ）的测定：圆形横截面试样，应分别在标 距内两端及中部测 量直径。测量某处的直径时，应在该处测量两个 互垂方向的直径，取其算术平均值。原始

5、横截面面积 s0 取三处测得 的最小直径计算，并至少保留 4 位有效数字。根据拉断后低碳钢试样的断口直径及标距段长度确定 a11.3 和 z（1）原始标距 l0 的标记：低碳钢拉伸试样的标距段原始长度为 100mm ，分十等分，用划线机划细的圆周线作为标记。（2）低碳钢断面收缩率 z 的测定：断裂后试样横截面的最大缩减量 s0 su 和原始横截面面积 s0 之比的百分率为断面收缩率。测量时将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线 上。测量圆形横截面缩颈处的最小直径计算缩颈后的试样最小横截 面面积 su 。（3）低碳钢断后伸长率 a11.3 的测定：断后标距的残余伸长 lu l0 和

6、原始标距 l0 之比的百分率为断后伸长率。对于比例试样，若原始 标距不为 5.s0 ，则符号 a 应附下标注明所使用的比例系数，例如 a11.3 表示原始标距 l0 为 11.3s0 的试样断后伸长率。测量时将试样断裂部分仔细地配接在一起，应使试样二段的轴线处 于同一直线上，并且断裂部分适当接触。当断裂处和最接近的标距 标记的距离不小于原始标距的三分之一时，标距段长度 lu 按要求配 接后直接测量，否则应按下述移位方法测量 lu 。试验前将原始标距 l0 细分为 n 等分，把每一等分的细圆周线称为标 距等分标记试验后，以符号 x 表示断裂后试样短的一段距离试样夹持部最近的 标距等分标记，以符号

7、 y 表示断裂试样长的一段的标距等分标记， 要求 y 和断裂处的距离最接近 x 和断裂处的距离， x 和 y 之间的标距 等分格数为 n 。若 n n 为偶数，以符号 z 表示断裂试样长的一段的标距等分标记， 要求 z 和 y 的标距等分格数为 n?n 。分别测量 x 和 y 之间的距离记 为 xy 、 y 和 z 之间的距离记为 yz ， 2 则试样断后的标距段长度 lu xy 2yz ，如下图（ a）所示若 nn 为奇数，以符号 z和 z表示断裂试样长的一段的标距等分 标记，要求 z和 y 的标距等分格数为 n?n 1，z 和 z的标距等分 格数为 1。分别测量 x 和 y 之间的距离记

8、2为 xy、y 和 z之间的距离记为 y z 、z和 z之间的距离记为 z z， 则试样断后的标距段长度 lu xy 2y z zz ，如下图（ b）所示。xyz（a）xyzz”（b）四、实验步骤1、按要求测量试样的原始横截面面积 s0 。低碳钢标距段原始长度 不用测量，为 100mm 。铸铁不定标距，不用测量。2、按要求装夹试样（先选其中一根），并保持上下对中。3、按指导老师要求选择“试验方案” 新“建实验” 金“属圆棒拉 伸实验”进行试验，详细操作要求见电液伺服万能试验机使用说明。4、试样拉断后拆下试样，重新调整试验机活动台的合理高度（一般为 10mm ），按要求装夹另一根试样，选择“继续

9、实验”进 行第二根试样的拉伸试验。6、测量低碳钢拉断后的断口最小横截面面积su。7、根据低碳钢断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长 度 lu。8、比较低碳钢和铸铁的断口特征。9 、 试验机复原。五、实验数据及处理要求、试样直径的测量和测量工具的精度保持一致。、横截面面积的计算值取 4 位有效数字。3、为什么在实验前需要测试件原始尺寸，包括哪些数据，如何测？、如果试件直径为 10mm , 按标准短比例试件要求，标距应定为多 少？、哪种材料需要在试件拉断后测量试件尺寸？、铸铁拉伸变形为什么没有屈服、强化及缩颈等阶段？、 测定材料屈服强度的意义？哪些材料需要测定屈服强度？6、 应变强化是哪类

10、材料的特点，发生在拉伸过程的哪个阶段，有 何作用和意义？【篇二：材料力学拉伸试验指导书及报告书】材料力学试验指导书及报告书专业： 年级： 组别：姓名：试验一：拉伸试验一、内容和目的1、测定低碳钢的屈服极限 ?s 、强度极限 ?b 、延伸率 ? 和截面收缩 率?；测定铸铁的强度极限 ?b 。、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图（p-l 图），由此了解试件变形过程中变形随荷载的变化规律，以及有 关的破坏现象。、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。二、试验设备和量具1 、试验设备万能试验机、游标卡尺、小直尺、低碳钢和铸铁标准试件 2 、标准试件尺寸：1 ）圆形截面试件长度

11、l0 和截面积 a0 的关系：长试件： l0/d0=10 ，以?10 表示； 短试件： l0/d0=5 ，以 ?5 表示；2 ）矩形截面试件长度 l0 和截面积 a0 的关系： l0?11.3a0 或 l0?5.65a0 其中， l0初始长度， d0 初始直径， a0 初始截面面 积。 试件形状如图 5：三、实验原理材料的机械性能指标 ?s、?b 、?、?是由拉伸破坏实验来确定的，实 验时万能材料试验机自动给出载荷和变形关系的拉伸图（p-l 图）如图 2 所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。1、弹性阶段 oa 2 、屈服分阶段 bc3 、强化阶段 cd 4、颈缩阶 段de图2 载荷和变

12、形关系的拉伸图（ p-l图）由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性 变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆 动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续 伸长，材料处在屈服阶段。此吁可记录下屈服点 ps 。当屈服到一定 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。 此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具 有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性 降低的现象知名人士为冷作硬化。当荷载达到最大值 pb 后，试样的 某一部位载面开始急剧缩

13、小致使载荷下降。至到断裂，这一阶段叫 颈缩阶段。 实验中可测得： ps 屈服荷载。 pb 最大荷载。 l1 断后标距部分长度。 a1 断后最细部分载面积。 由此可计算1 、屈服极限： ?s?2 、强度极限： ?b?3 、延伸率： ?psa0?100%pba0l1?l0l0、截面收缩率： ?a0?a1a0?100%其中 a0、l0 均为拉伸前试件的载面面积及标距。 四、低碳钢的拉 伸步骤1 、试件的准备，试件中段取标距 l0=50mm ，在标距两端刻线（或 冲眼）做为标志。用游标卡尺在试件标距范围内，测量中产和两端三处直径d0 。取最小值作为计算载面面积用。2 、试验机的准备（液压万能试验机构造

14、原理参看附录一）：首先学 习试验机操作规程。估计低碳钢 ?b ，计算打断试件所需的最大荷载。 根据最大荷载选定试验机测力表盘和锤 a、b、 c 并调节缓冲手柄到相应的位置。按需要放大倍数调节好自动绘图器，装上绘图纸，以 备画出 p- l 曲线。装好试件，调整指针对准零点。、检查试车：由教师检查以上准备情况，开动试验机，加少量荷载 （勿使超过比例极限）检查试验机，绘图机构工作是否正常。然后 卸载（可保留少量荷载），视情况指针调零。、进行试验：慢速加载。使试验机指针缓慢均匀的转动。自动绘图 装置可绘出试件受力和变形的关系图，如图 1。观察测力盘指针转动 情况，当提我不动或摆动，倒退时，说明材料发生

15、流动（屈服）测 力指针倒退的最小值。即为流动荷载 ps ，如图 bc 段，试验者应记 录下此值，以备计算屈服点应力值 ?s 。 流动阶段结束，试件可以继 续承受更大的外力和发生变形，称为强化阶段如图c 至 d 段。d 段所对应的荷载即试件能承担的最大荷载 pb ，试验者记录好 pb 值以 备计算。当荷载达到 pb 之后，试件开始颈缩，测力指针开始回转， 表明试件承载能力减少，到 e 点断裂。、试验结束关闭试验机，取下试件和图纸，打开试验机回油阀，使 试验机回到原位。、测量试件：将断裂试件紧对在一起，测量端口处直径d1 ，在断口两个互相垂直方 1/3 处区段内。可直接量取；若不在此区，按国家 标

16、准采用断口移中办法，计算 l1 的长度。具体方法是：如图 3 所示，断口靠近左端部，在靠近断口端部处测 量长度 a，应使断口靠近 a 之中部，然后紧靠 a 测量距离 b ， b 之格 数为：（ n-m ） /2，n 为 l 内总格数， m 为 a 所占格数，则试件拉断 后正确计算长度为b 的格数为偶数量 l1=a+2b （如右图 3）b 的格数为奇数量 l1=a+b1+b2（ 如右图 4）五、铸铁拉伸试验步骤1、试件的准备：测量试件中间和两端之处直径 d ，取最小值计算载 面积。 2 、试验机准备：估计铸铁 ?b 值，估算拉断试件最大荷载。 试验机调整和低碳钢拉伸试验相同。、检查及试车：和低碳

17、多拉伸试验相同。进行试验：开动好试验机。用慢速加载直到试件断裂，记录最大 荷载 pb 值。观察自动绘图器上的曲线。、试验结束：关闭试验机，取下试件，使试验机回原位。、测量试件：测量断裂后试件的直径和长度，可以发现?0,?0 7 、计算铸铁拉伸强度极限： ?b?pba0六、结束工作1 、清理并复原试验机、工具和现场。2 、描下拉伸曲线按要求填写试验报告，整理数据，写出结论。【篇三：材料力学材料的拉伸实验】实验一 钢筋和铸铁拉伸试验 本试验依据中华人民共和国国家标准金属拉伸试验方法 gb228 87 进行。工程材料的重要力学性能指标如屈服点（?s ，或?su 、?sl ）、规定非比例伸长应力 ?p

18、0.2 、强度极限 ?b 、弹性模 量 e、泊桑比 ?、延伸率 ? 和断面收缩率 ?等，都是通过试验获得的。 这些力学性能指标在整个材料力学的强度计算中几乎都要用到，而 且工程设计中所选用的材料力学性能指标，大都是以拉伸试验为主 要依据的。本次试验选用建筑钢筋和铸铁分别进行拉伸试验，以便 认识塑性材料和脆性材料的力学性能和它们之间的差异。一、试验目的（1）测定钢筋的屈服极限 ?s ，强度极限 ?b ，延伸率?5 和?10。（2）测定铸铁的 ?b 和?10 。（3）观察钢筋、铸铁在拉伸过程中所出现的变形现象，分析力、 位移曲线，即 p?l 图的特性。（4）观察断口特征，分析破坏原因。（ 5） 观

19、察分析钢筋经过冷拉拔后拉伸试验曲线的特点。二、仪器设备和工具（1）电子万能试验机（包括计算机、打印机），或其他类型的万 能试验机、拉力试验机。（2）卡尺、电子引伸计等。三、试件制备和安装试验的结果表明，试件的尺寸和形状对试验的结果有影响。因此， 在进行材料的拉伸试验时，所用的试件必须按有关的规定制作。这 样，试验所得的结果才具有可比性。国家标准金属拉伸试验试样 gb6397 86 对圆形、矩形、管形和弧形等各种拉伸试件的制备作了 统一的规定。其中比例试件须满足以下关系：l0?ka0 （ 3 1）式中 l0 为试件标距，用于测量拉伸变形； a0 为标距部分的横截面积；k 为系数，通常取 5.65

20、 或 11.3 。当试件为圆截面时，则：l0?kd0 （3 2）2对应于 k?5.65 或 k?11.3 ， l0 分别等于 5d0 和 10d0 ，前者称为短 试件，后者称为长试件。国标规定如下： 其中 r18 及 r0108 圆形比例试样形状尺寸见图 3 1 和表 31， r916 及铸造试样，形60状和尺寸图和图 3 1（b）相同，其中 r16 试样的尺寸为 d0?10mm ， l0?5d0 或 10d0 ，l?l0?d0 。（a）（b）图 3 1 拉伸试件表 3 1注： 试样头部形状和尺寸，分为单、双肩和螺纹形状，可根据试 验机夹具、试样材质，自行设计选用。单台试样头部直径一般为 （1

21、.52.0 ）d0 。如棒材直径大于 25mm ，可采用全截面或取制尽可能大的圆形试 样。61如试样装卡时能正确对正中心，则棒材试样头部不须加工即可， 否则应进行粗车。 对不经机加工的试样，根据要求亦可采用其他 比例标距，如 l0 为 4d0 、8d0 或其他定标距。 管材纵、横向圆形 比例试样，亦可根据管材壁厚或有关标准，从 r18 中选用。试件的安装有多种形式，它和试件制作时两个端头的形式相适配， 如螺纹接法，带肩套筒接法，楔块夹紧法等。本次试验采用楔块夹 紧法，见图 3 2。1夹头； 2楔块； 3试件 图 3 2 试件夹紧装置四、试验原理及方法1 钢筋拉伸试验钢筋是建筑工程中广泛使用的材

22、料，测定其拉伸时的力学性能如屈 服极限 ?s （?su 、?sl ）、强度极限 ?b 、延伸率 ?5 或?10 是工程设计、 工程施工质量监测检验必不可少的。钢筋有许多品种，其中 级钢 筋强度等级代号为 r235 ，是用碳 素结构钢 q235 热轧而成的光圆钢 筋，属于低碳钢 （含碳量小于 0.25% 为低碳钢，在 0.25%0.60% 的 为中碳钢，大于 0.60% 的为高碳钢）。 级钢筋的 拉伸曲线图即载 荷 p 和变形 ?l?l?l0 的关系图如 图 33 所示。（ 1）弹性阶段。在弹性阶段，即图 33 中的 oa 段，变形 ?l 很小。在比例极限范围 内，载荷 p 和变形 ?l 成线性

23、关系，即?l?l0p （33） ea0从图中可看出，钢筋拉伸过程可分为以下 4 个阶段：图 3 3 钢筋拉 伸a0 为试件的横截面积。式中 e 为拉伸弹性模量，未经加工的钢筋可 用公称直径计算 a0 （公称横截面积）或用质量法求出 a0?（2）屈服阶段。62m。 ?l在弹性阶段之后， p?l 曲线出现锯齿状，见图 33 的 ab 段，变 形 ?l 在增加，而载荷 p 却在波动或保持不变，这个阶段就是钢筋材料的屈服阶段。对于表面磨光的试件，在屈服时可以看到试件表面 出现和轴线大致成 45? 倾角的条纹。由此可见，屈服是由剪应力引 起的。 45? 斜截面上剪应力最大，它使试件沿该面产生滑移，从而产 生屈服阶段的 p?l 曲线。图 34 展示了屈服阶段的几种情形，以 及 psu 、psl 、 ps 的识别方法。图 3 4 屈服阶段的 p?l 曲线根据图 3 4，在 p?l 曲线上确定屈服阶段首次下降之前的最大力 psu ，不计初始瞬时效应的多个波动中的最小力 psl ，或恒定不变的 力 ps ，然后按下式计算屈服点、上屈服点和下屈服点。?s?su?ps（3 4） a0psu（35）a0psl（3 6） a0?sl?在这里顺