**试验机测量材料的拉伸力学性能实验 **试验机如何使用

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　　**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――**材料试验机的构造和工作试验方法，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 σ s 、强度极限 σ b 、伸长率δ 和断面收缩率ψ； 3、测定铸铁的强度极限 σ b ； 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、比较塑性材料和脆性材料力学性质特点。 二、实验设备 1、RGM－4100 100KN **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 = 11.3 A 和 l = 5.65 A 四、实验试验方法 将划好刻度线的标准试件，安装在**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。 低碳钢拉伸图 铸铁拉伸图 五、低碳钢拉伸实验步骤 1、试件准备 在试件的试验段的左、中、右分别选取三个截面，每个截面沿互相垂直的两个方 向各测量一次直径，并取平均值。取这三个截面的**小平均半径 d o 作为计算横 截面 Ao 的依据。在试件的试验段量取长度为10 d o 的有效部分，并用记号笔做上 标记，该段称为工作段，其长度称为标距。 2、安装试件 先将试件安装在上夹头上，调节上夹头使之移动到合适位置，再把试件下端夹在 下夹头中夹紧。缓慢加载，观察力的变化情况，以检查试件是否已夹紧，如有打 滑则需重新安装。 3、开始实验 开启试验机及配套软件，启动加载按钮使试件缓慢匀速加载，随时观察软件界面 显示拉伸过程中的各个阶段的变形特征。直至试件断裂。（各个阶段所要得到的 数据，电脑会自动保存，实验后可以调用）。 4、实验结束 实验完毕，仪器设备恢复原状。测量试件的断后尺寸，清理现场，检查实验记录 是否齐全，并请指导教师检查实验记录。 六、铸铁拉伸实验步骤 实验步骤与低碳钢基本相同，但拉伸图没有明显的四个阶段，只有破坏荷载 Pb ，而且数值较 小，变形也不大。因此加载时速度一定要慢，试件断裂前没有任何预兆，断裂是突然发生的，是 典型的脆性材料。**后观察断口形状，其断口形状与低碳钢有何不同，请教师检查试验记录。 七、实验结果处理 1、根据测得的屈服荷载 Fs 和**大荷载 Fb ，计算屈服极限 σ s 和强度极限 σ b 。 对于低碳钢 σs = Fs Ao σb = Fb Ao 对于铸铁等脆性材料，没有屈服阶段只有**大荷载 Fb ，因此，对于这一类的脆性材料，通常取总 应变为 0.1% 时 σ － ε 曲线的割线斜率来确定其弹性模量，称为割线弹性模量。具体方法可以参 照教材第33页的图2－21及相关文字。 2、根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出试件的伸长率 δ 和截面收缩率 ? 。 即： δ= l1 ? l o × 100% lo ?= Ao ? A1 × 100% Ao 式中： l o 和 l1 分别为试件断裂前、后的标距 ， Ao 和 A1 分别为试件断裂前、后的截面面积。 3、根据实验原始数据绘制拉伸应力-应变曲线（ σ － ε 曲线）。

拉力试验机是用于橡胶、塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜、电线电缆、防水卷材、金属丝等材料的各种物理机械性能测试，拉力机的撕裂实验是为了求出撕裂强度值，一般是使用拉力试验机，对有割口或无割口的橡胶制品在规定的速度下进行连续拉伸，知道橡胶制品被撕段为止，这样即可得到撕裂强度值。撕裂强度值一般与试样形状、拉伸速度、试验温度有关。一、选用裤形试样：1、使用裤形试样对切口长度不敏感，而另处两种试样的割口要求严格控制；2、另外，获得的结果更有可能与材料的基本撕裂能力有关；3、而受定伸应力的影响较小（一般忽略不计）；4、并且撕裂扩展速度与夹持器拉伸速度有直接关系。二、选用无割口直角形试样：1、无割口直角形试样是撕裂开始和撕裂扩展的综合；2、在直角点处的应力上升至足以发生初始撕裂；3、然后应力进一步增大直至试样撕裂；4、但是，只能测定破坏试样所需的总力；5、因此，所测得的力不能分解为产生撕裂开始和撕裂扩展的两个分力。三、选用有割口直角形试样：1、有割口直角形试样是将试样预先割口；2、测定其扩展撕裂所需的力，但应注意；3、撕裂割口的方向应与压延方向一致；4、因为扩展速度与拉伸速度没有直接关系；5、与试样的裁取方式、压延方向有相关关系。四、选用新月形试样：新月形试样是将试样预先割口，测定其扩展撕裂所需的力，试样割口、测量和试验应连续进行，如果不能连续进行试验时，应根据具体情况，将试样在规定的温试下保存至试验。割口和试验之间的间隔不应超过24h，还有进行老化试验时，切口和割口应在老化后时行。拉力试验机在做试样时应注意：试样应从厚度均匀的试片上裁取，试片的厚度为（2.0±0.2）mm，试片可以模压或通过制品进行切割、打磨制得。

液压**试验机除了常见的试验结果包括屈服、延伸率、伸长率、力、速率等相关数据，关于数据的测量方法、计算公式标准中都有明确提示，还有为屈服和弹性模量这两种复杂数据，在数据分析用户需要注意一下。1、相关参数位于菜单"调整"->"分析参数"。一般情况下，选取标志点20%~40%。弹性模量分析的是否正确，可以在"力-变形"曲线上观察到，直线段为线性拟和线，这条线应该与曲线上的直线部分重合。2、关于”屈服"的特别说明：根据曲线的类型（参阅标准GB/T228相关说明）分析方式：有明显的屈服或非比应力Rp。