材料力学性能实验课件.ppt

1、材料力学实验材料力学实验 力学性能试验力学性能试验 三三、扭转试验、扭转试验 二、压缩试验二、压缩试验 一、拉伸试验一、拉伸试验一、一、试验目的试验目的4比较两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象2测定低碳钢塑性性能指标测定低碳钢塑性性能指标(d d、y y)3测定测定铸铁抗拉强度s sb二、二、试验仪器试验仪器1万能材料试验机；2电子引伸仪；3游标卡尺。拉拉 伸伸 试试 验验1测定测定低碳钢拉伸强度性能指标(s ss、s sb)标点标点 l0标距标距d0三、三、试样试样1材料类型材料类型 低碳钢：低碳钢：灰铸铁：灰铸铁：2标准试样标准试样：塑性材料的典型代表塑性材料的典型代表脆性材料的典型代

2、表脆性材料的典型代表标距：标距：等截面测试部分长度等截面测试部分长度尺寸符合国标的试样尺寸符合国标的试样拉拉 伸伸 试试 验验拉拉 伸伸 试试 验验1)圆形截面2)矩形截面矩形截面l0=10d0l0=5d0l0tb003.11Al 0065.5Al 或或四、四、试验原理试验原理将试样安装在实验机的上下夹头中，引伸计装卡在试样上，启动实验机对试样加载，实验机将自动绘出载荷位移曲线（F l 曲线）l拉拉 伸伸 试试 验验 F F l/2 l/2观察试样的受力、变形直至破坏的全过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的四个阶段（弹性阶段，屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段）O F lFeFpFsFb线弹性阶段线弹性

3、阶段屈服阶段屈服阶段强化阶段强化阶段颈缩阶段颈缩阶段屈服点屈服点：0ssAF s s0bbAF s s抗拉强度抗拉强度：冷作硬化冷作硬化%100001 llld d伸长率伸长率：%100010 AAAy y断面断面收缩率收缩率：拉拉 伸伸 试试 验验 低碳钢拉伸机械性能低碳钢拉伸机械性能(s ss、s sb、d d、y y)低碳钢拉伸试验现象：低碳钢拉伸试验现象：低碳钢拉伸试验动画：低碳钢拉伸试验动画：屈服：屈服：颈缩：颈缩：断裂：断裂：t tmax引起引起拉拉 伸伸 试试 验验OF l0bbAF s s抗拉强度抗拉强度：Fb拉拉 伸伸 试试 验验 测定灰铸铁抗拉强度测定灰铸铁抗拉强度 s s

4、b灰铸铁拉伸时没有屈服阶段，在变形很小的情况下断裂，灰铸铁拉伸时没有屈服阶段，在变形很小的情况下断裂，断口为平端口，只能测得其抗拉强度。断口为平端口，只能测得其抗拉强度。五、五、试验步骤：试验步骤：1、开机：打开电源开关，启动计算机进入试验机软件 测试系统拉拉 伸伸 试试 验验2、系统参数设置3、试验基本参数设置5、装夹试样，安装引伸计6、测量试样直径7、测试8、打印4、试验过程设置9、卸载并取出试样，测量断后标距和断口直径10、关机；进行试验数据处理一、一、试验目的试验目的1测定低碳钢压缩屈服点测定低碳钢压缩屈服点s ssc；2测定灰铸铁抗压强度测定灰铸铁抗压强度s sbc。二、二、试验仪器

5、试验仪器 万能材料试验机；游标卡尺万能材料试验机；游标卡尺三、三、试样试样标准试样标准试样：d0h0粗短圆柱体：粗短圆柱体：h0=13d0压压 缩缩 试试 验验四、四、试验原理：试验时缓慢加载，试验机自动画出压试验原理：试验时缓慢加载，试验机自动画出压 缩图缩图（F l 曲线）1测定低碳钢压缩屈服点测定低碳钢压缩屈服点s sscO F lFsc压缩屈服点压缩屈服点：0scscAF s s拉伸试验拉伸试验压压 缩缩 试试 验验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”。压压 缩缩 试试 验验2测定灰铸铁抗压强度测定灰铸铁抗压强度s sbcOF l0bcbcA

6、F s s强度极限强度极限：拉伸试验拉伸试验Fbc灰铸铁压缩灰铸铁压缩试验现象试验现象：t tmax引起引起压压 缩缩 试试 验验五、五、试验步骤：试验步骤：1、开机：打开电源开关，启动计算机进入试验机软件 测试系统压压 缩缩 试试 验验4、试验基本参数设置3、装夹试样，软件参数调零2、测量试样直径5、测试6、卸载并取出试样7、关机；进行试验数据处理一、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微机控制扭转试验机；2小扭角传感器。4分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破 坏情况。扭扭 转转 试试 验验3游标卡尺。三、三、试样试

7、样采用直径采用直径10mm，标距标距50mm的圆形截面的圆形截面标准试样标准试样扭扭 转转 试试 验验d0四、四、试验原理试验原理材料的剪切弹性模量材料的剪切弹性模量G是在扭转过程中，线弹性范围内切应是在扭转过程中，线弹性范围内切应力和切应变之比。切变弹性模量是计算构件扭转变形的基本力和切应变之比。切变弹性模量是计算构件扭转变形的基本参数。参数。扭扭 转转 试试 验验pGITl ppIFalITlG1低碳钢切变模量低碳钢切变模量G采用图解法：通过试验机配备的扭转采用图解法：通过试验机配备的扭转传感器及小角度扭角仪，可自动记录传感器及小角度扭角仪，可自动记录扭矩扭矩扭转角（扭转角（T）曲线，如图

8、：曲线，如图：OT T在所记录的曲线的弹性段在所记录的曲线的弹性段,选取增量选取增量T,和相应的扭转角扭扭 转转 试试 验验TiTTi0采用逐级加载法采用逐级加载法:先通过试验机采用手动形式施加初始扭矩先通过试验机采用手动形式施加初始扭矩T0，然后采用等量逐级加载，加载后的扭矩为：，然后采用等量逐级加载，加载后的扭矩为：记录下每级载荷下的扭转角记录下每级载荷下的扭转角 ，各级加载过程中的切变，各级加载过程中的切变模量为：模量为：iIlTGiiii10取平均值：取平均值：nGGi或采用最小二乘法计算切变模量或采用最小二乘法计算切变模量2测定低碳钢屈服切应力测定低碳钢屈服切应力t ts、抗切强度抗

9、切强度t tbO T TbTsT Ts d T=Ts屈服切屈服切应力应力：pss43WM t t抗切抗切强度强度：pbb43WM t tT=Tbt tst tst tbt tb扭扭 转转 试试 验验低碳钢扭转试验现象：低碳钢扭转试验现象：屈服：屈服：t tmax引起引起断裂：断裂：扭扭 转转 试试 验验3测定灰铸铁抗切强度测定灰铸铁抗切强度t tb抗切抗切强度强度：pbbWT t tO T Tb灰铸铁扭转试验现象灰铸铁扭转试验现象：断裂断裂：拉应力引起拉应力引起扭扭 转转 试试 验验五、五、试验步骤：试验步骤：1、测定试样尺寸扭扭 转转 试试 验验4、测定低碳钢切变模量G；3、安装试样2、实验机准备5、测定低碳钢屈服切应力t ts、抗切强度t tb；6、测定灰铸铁抗切强度tb7、关机；进行试验数据处理