材料力學(xué)性能靜拉伸試驗(yàn)報(bào)告

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1、靜拉伸試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)45#鋼的屈服強(qiáng)度?、抗拉強(qiáng)度R、斷后伸長(zhǎng)率?和斷面收縮率?。sm2、測(cè)定鋁合金的屈服強(qiáng)度?、抗拉強(qiáng)度R、斷后伸長(zhǎng)率?和斷面收縮率?。sm3、觀察并分析兩種材料在拉伸過(guò)程中的各種現(xiàn)象。二、使用設(shè)備微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、0.02mm游標(biāo)卡尺、試驗(yàn)分化器三、試樣本試樣采用經(jīng)過(guò)機(jī)加工直徑為10mm左右的圓形截面比例試樣，試樣成分分別為鋁合金和45#，各有數(shù)支。四、實(shí)驗(yàn)原理按照我國(guó)目前執(zhí)行的國(guó)家GB/T228—2002標(biāo)準(zhǔn)—《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》的規(guī)定，在室溫10℃35℃的范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的夾頭當(dāng)中，然后開(kāi)動(dòng)

2、試驗(yàn)機(jī)，使試樣受到緩慢增加的拉力（一般應(yīng)變速率應(yīng)?0.1m/s），直到拉斷為止，并且利用試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)繪圖裝置繪出材料的拉伸圖。試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)繪圖裝置繪出的拉伸變形?L主要是整個(gè)試樣，而不僅僅是標(biāo)距部分的伸長(zhǎng)，還包括機(jī)器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動(dòng)等因素，由于試樣開(kāi)始受力時(shí)，頭部在頭內(nèi)的滑動(dòng)較大，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。塑性材料與脆性材料的區(qū)別：（1）塑性材料：脆性材料是指斷后伸長(zhǎng)率??5%的材料，其從開(kāi)始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都比較大。塑性材料在發(fā)生斷裂時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的塑性變形，也會(huì)出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象；（2）脆性材料：脆性材料是指斷后伸長(zhǎng)率?

3、?5%的材料，其從開(kāi)始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。并且，大多數(shù)脆性材料在拉伸時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線上都沒(méi)有明顯的直線段，幾乎沒(méi)有塑性變形，在斷裂前不會(huì)出現(xiàn)明顯的征兆，不會(huì)出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象，只有斷裂時(shí)的應(yīng)力值—強(qiáng)度極限。脆性材料在承受拉力、變形記小時(shí)，就可以達(dá)到F而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)mll?10小于45鋼的抗拉強(qiáng)度。同樣，由公式R?FS即可得到其抗拉強(qiáng)度，而根據(jù)公式，??。mm0l0五、實(shí)驗(yàn)步驟1、試樣準(zhǔn)備用筆在試樣間距L（10cm）處標(biāo)記一下。用游標(biāo)尺測(cè)量出中間橫截面的平均直徑，并且0測(cè)出試樣在拉伸前的一個(gè)總長(zhǎng)度L。2、試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備：根

4、據(jù)45鋼的抗拉強(qiáng)度和試樣的原始橫截面積估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大的力，并且選擇相應(yīng)的載荷。3、打開(kāi)計(jì)算機(jī)。在測(cè)量程序中設(shè)定量程、載荷、變形檔及加載速度等參數(shù)；4、安裝試樣和引伸計(jì)，載荷、變形、位移等校準(zhǔn)清零；5、試件斷裂，停機(jī)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)另存為EXCEL表，之后用origin軟件將數(shù)據(jù)擬合成曲線；6、取下試件并將斷口緊密地對(duì)在一起，用游標(biāo)卡尺測(cè)出斷后試件的標(biāo)距及頸縮處直徑d1的大小。觀察斷口外貌。7、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析（1）試件尺寸表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鋁合金45#平行長(zhǎng)度標(biāo)距長(zhǎng)度直徑平行長(zhǎng)度標(biāo)距長(zhǎng)度直徑試驗(yàn)前119.52mm100mm10mm124.16mm100mm

5、10.1mm試驗(yàn)后135.46mm112.5mm6.7mm144.00mm118.7mm7.8mm（設(shè)試驗(yàn)前標(biāo)距長(zhǎng)度為l，試驗(yàn)后標(biāo)距長(zhǎng)度為l；試驗(yàn)前平行長(zhǎng)度為l，試驗(yàn)后平行長(zhǎng)度為l）0123對(duì)于鋁合金：112.5100?用標(biāo)距長(zhǎng)度計(jì)算的伸長(zhǎng)率：???100%12.5%?1100ll?135.46119.52?32總的伸長(zhǎng)率：????100%13.3%?2l119.52210226.7??()?()AA?0122斷面收縮率：???100%??55.11%A1020?()2對(duì)于45#：118.7100?用標(biāo)距長(zhǎng)度計(jì)算的伸長(zhǎng)率：???100%18.7%?110

6、0ll?144124.16?32總的伸長(zhǎng)率：????100%16%?2l124.16210.1227.8??()?()AA?0122斷面收縮率：???100%??40.35%A10.120?()2由以上計(jì)算，鋁合金和45#的斷面收縮率明顯大于5%，所以根據(jù)計(jì)算結(jié)果可判斷它們均為塑性斷裂。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用origin軟件繪制鋁合金的拉伸圖1圖1鋁合金的拉伸力-伸長(zhǎng)曲線2通過(guò)掛插曲線和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該鋁合金的屈服強(qiáng)度??305/(Nmm)，抗拉強(qiáng)度為s2R?305/(Nmm)，所受的最大力為23.14kN。m從該曲線可以看出，鋁合金屬于具備一定的塑性的塑

7、性材料。其拉伸過(guò)程中包含了彈性變形的彈性階段、均勻塑性變形階段，不均勻集中塑性變形階段和斷裂階段；然而并不經(jīng)歷典型塑性材料—如低碳鋼等所具備的頸縮階段——相應(yīng)地?cái)嗔褧r(shí)發(fā)生45度斜面斷口而非杯狀斷口。鋁合金斷口形貌如下所示：圖2鋁合金斷口形貌彈性階段的鋁合金材料其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定律，同時(shí)卸載后恢復(fù)原先尺寸。相較低碳鋼，鋁合金材料的屈服階段并不明顯，從微觀角度這說(shuō)明鋁合金材料晶格在承受載荷時(shí)基本不發(fā)生相對(duì)的滑動(dòng)與錯(cuò)位。猜測(cè)這是合金材料的共同特點(diǎn)。2（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用origin軟件繪制45#的拉伸圖圖345#的拉伸力-伸長(zhǎng)曲線2通過(guò)掛插曲線和分析試驗(yàn)

8、數(shù)據(jù)，該45#的屈服強(qiáng)度??400N/(mm)，抗拉強(qiáng)度為s2R?645/(Nm