材料力学测试

1材料力学测试2为什么要进行力学性能测试？对材料的要求：1.具有良好的加工性能，如当金属材料塑性成型时，要求材料有优良的塑性和低的塑性变形抗力。2.具有足够高的变形和断裂抗力——强度，使零件在外力作用时能保持设计所要求的外形和尺寸。3常用力学性能试验

一、拉伸试验二、压缩试验三、剪切试验四、扭转试验五、弯曲试验六、冲击试验4拉伸试验特点：材料处于单向应力状态下，测得的材料指标比较稳定，具有广泛的可比性。所以广为国内外科技、生产及贸易部门采用。执行标准——国家标准GB228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》5一、常规测试项目1．测定低碳钢拉伸弹性模量E；2．测定低碳钢拉伸力学性能(ReL、Rm、A、Z)；二、试验仪器1．万能材料试验机；2．引伸仪；3．游标卡尺。拉伸试验6标点l0标距d0三、试样1．材料类型

低碳钢：

灰铸铁：2．标准试样：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表标距：等截面测试部分长度尺寸符合国标的试样试验机读数表盘主动指针：反映载荷瞬时大小；被动指针：反映最大载荷；拉伸试验7拉伸试验1)圆形截面2)矩形截面l0=10d0l0=5d0l0tb或8内力和应力内力——物体内部各部分子间因外力而引起的附加相互作用力，即附加“内力”。应力——应力P为一个矢量分解成垂直于截面的分量σ（正应力）和切于截面的分量τ（剪应力）9四、试验原理1．低碳钢拉伸弹性模量EOFDlDFlF

Dl等量逐级加载法：DFd(Dl)1d(Dl)2拉伸试验102．测定低碳钢拉伸机械性能(ReL、Rm、A、Z)O

FDlFeFpFsFb线弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段屈服强度：抗拉强度：冷作硬化断后伸长率：断面收缩率：拉伸试验11低碳钢拉伸试验现象：屈服：颈缩：断裂：tmax引起拉伸试验123．脆性材料灰铸铁抗拉强度

OFDl抗拉强度：Fm拉伸试验13拉伸试验关于GB228—2002的几点说明：2.一般采用比例试样国际上使用K=5.65，即L0=5d，并使L0≮15mm，或采用K=11.3，即L0=10d，但断后伸长率应标志下标A11.3。3.注意初试瞬时效应1.试样通常经机加工制成，但具有恒定横直面的产品（型材、棒材、线材等）和铸造试样可以不经机加工而进行试验。14一、试验目的1．测定低碳钢压缩屈服点ssc；2．测定灰铸铁抗压强度sbc。二、试验仪器

万能材料试验机。三、试样标准试样：d0h0粗短圆柱体：h0=1~3d0压缩试验15四、试验原理1．测定低碳钢压缩屈服点sscO

FDlFsc压缩屈服点：拉伸试验压缩试验16低碳钢压缩试验现象：低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于两端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。压缩试验172．测定灰铸铁抗压强度sbcOFDl强度极限：拉伸试验Fbc灰铸铁压缩试验现象：tmax引起压缩试验18一、试验目的1．测定低碳钢名义抗切强度tb；2．测定灰铸铁名义抗切强度tb。二、试验仪器1．万能材料试验机；三、试样试样：剪切试验2．剪切器。19四、试验原理名义抗切强度：双剪：试件有两个剪切面Fb剪切试验20低碳钢剪切试验现象：灰铸铁剪切试验现象：剪切、挤压、弯曲引起弯曲拉应力引起剪切试验21扭转试验扭转试验的特点及应用1.扭转时应力状态的柔度系数大，因而可用于测定那些在拉伸时率先表现出脆性的材料，如淬火低温回火工具钢的塑性。2.圆柱试件在扭转试验时，整个长度上的塑性变形始终是均匀的，不会出现颈缩现象，可精确地测定高塑性材料的变形抗力和变形能力。3.可以明确地区分材料的断裂方式，正断或切断。4.扭转试验时，试件截面上的应力应变表明，它对金属表面缺陷显示很大的敏感性。可以检验热处理表面质量和表面强化工艺的效果综上所述，扭转试验可以测定塑性和脆性材料的剪切变形和断裂的全部力学性能指标。22一、试验目的1．测定低碳钢切变模量G；2．测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb；3．测定灰铸铁抗切强度tb；二、试验仪器1．扭转试验机；2．扭角仪。4．分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破坏情况。扭转试验23三、试样1．测低碳钢G采用自制试样：dl2．测低碳钢ts、tb、灰铸铁tb采用标准试样：d0扭转试验24四、试验原理1．低碳钢切变模量GOTjdbalFFDd等量逐级加载法：扭转试验252．测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tbOTjTbTsT<TsrdrT=Ts屈服切应力：抗切强度：T=Tbtststbtb扭转试验抗扭截面系数：26低碳钢扭转试验现象：低碳钢扭转试验动画：屈服：tmax引起断裂：扭转试验273．测定灰铸铁抗切强度tb抗切强度：OTjTb灰铸铁扭转试验现象：断裂：拉应力引起扭转试验28弯曲试验常用于测定铸铁、硬质合金及陶瓷材料等脆性材料强度性能。弯曲试验时采用矩形或圆柱试件，试验时将试件放于一定跨度的支座上，施加一集中载荷（三点弯曲）或二等值载荷（四点弯曲）P三点弯曲292．YJ28A—P1OR型静态数字电阻应变仪。一、实验目的1．测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的分布规律，并与理论值比较；2．熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用。二、实验仪器1．纯弯曲试验装置；矩形截面梁的纯弯曲（四点）30三、试验原理1．结构示意图及理论值计算hbFF/2F