万能试验机测量材料的

　　拉伸力学性能实验

　　一、实验目的

　　1、了解试验设备――万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用注意事项。

　　2、测定低碳钢的屈服极限σs 、强度极限σb 、伸长率δ和断面收缩率ψ；

　　3、测定铸铁的强度极限σb ；

　　4、观察拉伸过程中的各种现象（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段、断裂特征等），并绘制拉伸图（σ－ε曲线）；

　　5、比较塑性材料和脆性材料力学性质特点。

　　二、实验设备

　　1、RGM －4100100KN 万能试验机

　　2、游标卡尺

　　3、直尺

　　三、试件

　　试件一般制成圆形或矩形截面，圆形截面形状如下图所示，试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度l o 称为“标距”。两端较粗部分是头部，为装入试验机夹头内部分，试件头部形状视试验机夹头要求而定，可制成圆柱形（a ）、阶梯形（b ）、螺纹形（c

　　）。

　　试件的尺寸和形状对杆件的强度和变形影响很大，也就影响按其均值表示的材料强度和塑性指标。为了能正确地比较材料的机械性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。据此，对圆截面试样，标距为：l =10d 和l =5d 。对矩形截面试样，标距为：l =11. 3A 和l =5. 65A

　　四、实验原理

　　将划好刻度线的标准试件，安装在万能试验机的上下夹头内。开启试验机，由于机械作用便带动活动平台上升。因下夹头和蜗杆相连，一般固定不动。上夹头在活动平台里，当活动平台上升时，试件便受到拉力作用，产生拉伸变形。力和变形的大小以及P-?L 曲线可以通过试验机的配套电脑软件直接显示出来。

　　低碳钢是典型的塑性材料，试样依次经过弹性、屈服、强化和局部变形四个阶段。

　　对于低碳钢试件，在比例极限内，力与变形成线性关系，拉伸图上OA 是一段斜直线（实际上试件开始受力时，头部在夹头内有一点点滑动，故拉伸图初一段是曲线）此阶段称为弹性阶段。拉伸图上BC 呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这一现象称为屈服，此阶段则称为屈服阶段。试件经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程不断发生强化，因而试样中的抗力不断增长（拉伸图上CD 曲线）。此阶段称为强化阶段。试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低（拉伸图上DE 曲线），此时可以看到试样某一段内的横截面面积显著地收缩，这一现象称为“缩颈”现象。在试样继续伸长的过程中，由于“缩颈”部分的横截面面积急剧缩小，因此，荷载读数反而降低，一直到试样被拉断。此阶段称为局部变形阶段。

　　铸铁试件在变形极小时，就达到大载荷而突然发生断裂，这时没有屈服和颈缩现象，是典型的脆性材料。