材料力學(xué)性能靜拉伸試驗報告

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1、靜拉伸試驗一、實驗?zāi)康?、測45#鋼的屈服強度?、抗拉強度R、斷后伸長率?和斷面收縮率?。sm2、測定鋁合金的屈服強度?、抗拉強度R、斷后伸長率?和斷面收縮率?。sm3、觀察并分析兩種材料在拉伸過程中的各種現(xiàn)象。二、使用設(shè)備微機控制電子萬能試驗機、0.02mm游標(biāo)卡尺、試驗分化器三、試樣本試樣采用經(jīng)過機加工直徑為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、實驗原理按照我國目前執(zhí)行的國家GB/T228—2002標(biāo)準(zhǔn)—《金屬材料室溫拉伸試驗方法》的規(guī)定，在室溫10℃35℃的范圍內(nèi)進(jìn)行試驗。將試樣安裝在試驗機的夾頭當(dāng)中，然后開動

2、試驗機，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，并且利用試驗機的自動繪圖裝置繪出材料的拉伸圖。試驗機自動繪圖裝置繪出的拉伸變形?L主要是整個試樣，而不僅僅是標(biāo)距部分的伸長，還包括機器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動等因素，由于試樣開始受力時，頭部在頭內(nèi)的滑動較大，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率??5%的材料，其從開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，會發(fā)生明顯的塑性變形，也會出現(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率?

3、?5%的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。并且，大多數(shù)脆性材料在拉伸時的應(yīng)力—應(yīng)變曲線上都沒有明顯的直線段，幾乎沒有塑性變形，在斷裂前不會出現(xiàn)明顯的征兆，不會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象，只有斷裂時的應(yīng)力值—強度極限。脆性材料在承受拉力、變形記小時，就可以達(dá)到F而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)mll?10小于45鋼的抗拉強度。同樣，由公式R?FS即可得到其抗拉強度，而根據(jù)公式，??。mm0l0五、實驗步驟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)尺測量出中間橫截面的平均直徑，并且0測出試樣在拉伸前的一個總長度L。2、試驗機準(zhǔn)備：根

4、據(jù)45鋼的抗拉強度和試樣的原始橫截面積估計實驗所需的最大的力，并且選擇相應(yīng)的載荷。3、打開計算機。在測量程序中設(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，載荷、變形、位移等校準(zhǔn)清零；5、試件斷裂，停機。將試驗數(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在一起，用游標(biāo)卡尺測出斷后試件的標(biāo)距及頸縮處直徑d1的大小。觀察斷口外貌。7、實驗數(shù)據(jù)的處理與分析（1）試件尺寸表1實驗數(shù)據(jù)鋁合金45#平行長度標(biāo)距長度直徑平行長度標(biāo)距長度直徑試驗前119.52mm100mm10mm124.16mm100mm

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

6、0ll?144124.16?32總的伸長率：????100%16%?2l124.16210.1227.8??()?()AA?0122斷面收縮率：???100%??40.35%A10.120?()2由以上計算，鋁合金和45#的斷面收縮率明顯大于5%，所以根據(jù)計算結(jié)果可判斷它們均為塑性斷裂。（2）根據(jù)實驗結(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-伸長曲線2通過掛插曲線和分析試驗數(shù)據(jù)，該鋁合金的屈服強度??305/(Nmm)，抗拉強度為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)地斷裂時發(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，從微觀角度這說明鋁合金材料晶格在承受載荷時基本不發(fā)生相對的滑動與錯位。猜測這是合金材料的共同特點。2（3）根據(jù)實驗結(jié)果用origin軟件繪制45#的拉伸圖圖345#的拉伸力-伸長曲線2通過掛插曲線和分析試驗

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