中學(xué)物理力學(xué)的實(shí)驗報告-實(shí)驗報告
隨著(zhù)社會(huì )不斷地進(jìn)步,報告的使用成為日常生活的常態(tài),通常情況下,報告的內容含量大、篇幅較長(cháng)。你所見(jiàn)過(guò)的報告是什么樣的呢?以下是小編整理的中學(xué)物理力學(xué)的實(shí)驗報告-實(shí)驗報告,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
拉伸實(shí)驗是測定材料在常溫靜載下機械性能的最基本和重要的實(shí)驗之一。這不僅因為拉伸實(shí)驗簡(jiǎn)便易行,便于分析,且測試技術(shù)較為成熟。更重要的是,工程設計中所選用的材料的強度、塑形和彈性模量等機械指標,大多數是以拉伸實(shí)驗為主要依據。
實(shí)驗目的(二級標題左起空兩格,四號黑體,題后為句號)
1、驗證胡可定律,測定低碳鋼的E。
2、測定低碳鋼拉伸時(shí)的強度性能指標:屈服應力Rel和抗拉強度Rm。
3、測定低碳鋼拉伸時(shí)的塑性性能指標:伸長(cháng)率A和斷面收縮率Z
4、測定灰鑄鐵拉伸時(shí)的強度性能指標:抗拉強度Rm
5、繪制低碳鋼和灰鑄鐵拉伸圖,比較低碳鋼與灰鑄鐵在拉伸樹(shù)的力學(xué)性能和破壞形式。
實(shí)驗設備和儀器
萬(wàn)能試驗機、游標卡尺,引伸儀
實(shí)驗試樣
實(shí)驗原理
按我國目前執行的國家GB/T 228—20xx標準——《金屬材料室溫拉伸試驗方法》的規定,在室溫10℃~35℃的范圍內進(jìn)行試驗。
將試樣安裝在試驗機的夾頭中,固定引伸儀,然后開(kāi)動(dòng)試驗機,使試樣受到緩慢增加的拉力(應根據材料性能和試驗目的確定拉伸速度),直到拉斷為止,并利用試驗機的自動(dòng)繪圖裝置繪出材料的拉伸圖(圖2-2所示)。
應當指出,試驗機自動(dòng)繪圖裝置繪出的拉伸變形ΔL主要是整個(gè)試樣(不只是標距部分)的伸長(cháng),還包括機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),頭部在夾頭內的滑動(dòng)較大,故繪出的拉伸圖最初一段是曲線(xiàn)。
1、低碳鋼(典型的塑性材料)
當拉力較小時(shí),試樣伸長(cháng)量與力成正比增加,保持直線(xiàn)關(guān)系,拉力超過(guò)FP
后拉伸曲線(xiàn)將由直變曲。保持直線(xiàn)關(guān)系的最大拉力就是材料比例極限的力值FP。
在FP的上方附近有一點(diǎn)是Fc,若拉力小于Fc而卸載時(shí),卸載后試樣立刻恢復原狀,若拉力大于Fc后再卸載,則試件只能部分恢復,保留的殘余變形即為塑性變形,因而Fc是代表材料彈性極限的力值。
當拉力增加到一定程度時(shí),試驗機的示力指針(主動(dòng)針)開(kāi)始擺動(dòng)或停止不動(dòng),拉伸圖上出現鋸齒狀或平臺,這說(shuō)明此時(shí)試樣所受的`拉力幾乎不變但變形卻在繼續,這種現象稱(chēng)為材料的屈服。低碳鋼的屈服階段常呈鋸齒狀,其上屈服點(diǎn)B′受變形速度及試樣形式等因素的影響較大,而下屈服點(diǎn)B則比較穩定(因此工程上常以其下屈服點(diǎn)B所對應的力值FeL作為材料屈服時(shí)的力值)。確定屈服力值時(shí),必須注意觀(guān)察讀數表盤(pán)上測力指針的轉動(dòng)情況,讀取測力度盤(pán)指針首次回轉前指示的最大力FeH(上屈服荷載)和不計初瞬時(shí)效應時(shí)屈服階段中的最小力FeL(下屈服荷載)或首次停止轉動(dòng)指示的恒定力FeL(下屈服荷載),將其分別除以試樣的原始橫截面積(S0)便可得到上屈服強度ReH和下屈服強度ReL。
即ReH=FeH/S0 ReL=FeL/S0屈服階段過(guò)后,雖然變形仍繼續增大,但力值也隨之增加,拉伸曲線(xiàn)又繼續上升,這說(shuō)明材料又恢復了抵抗變形的能力,這種現象稱(chēng)為材料的強化。在強化階段內,試樣的變形主要是塑性變形,比彈性階段內試樣的變形大得多,在達到最大力Fm之前,試樣標距范圍內的變形是均勻的,拉伸曲線(xiàn)是一段平緩上升的曲線(xiàn),這時(shí)可明顯地看到整個(gè)試樣的橫向尺寸在縮小。此最大力Fm為材料的抗拉強度力值,由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉強度Rm。
如果在材料的強化階段內卸載后再加載,直到試樣拉斷,則所得到的曲線(xiàn)如圖2-3所示。卸載時(shí)曲線(xiàn)并不沿原拉伸曲線(xiàn)卸回,而是沿近乎平行于彈性階段的直線(xiàn)卸回,這說(shuō)明卸載前試樣中除了有塑性變形外,還有一部分彈性變形;卸載后再繼續加載,曲線(xiàn)幾乎沿卸載路徑變化,然后繼續強化變形,就像沒(méi)有卸載一樣,這種現象稱(chēng)為材料的冷作硬化。顯然,冷作硬化提高了材料的比例極限和屈服極限,但材料的塑性卻相應降低。
當荷載達到最大力Fm后,示力指針由最大力Fm緩慢回轉時(shí),試樣上某一部位開(kāi)始產(chǎn)生局部伸長(cháng)和頸縮,在頸縮發(fā)生部位,橫截面面積急劇縮小,繼續拉伸所需的力也迅速減小,拉伸曲線(xiàn)開(kāi)始下降,直至試樣斷裂。此時(shí)通過(guò)測量試樣斷裂后的標距長(cháng)度Lu和斷口處最小直徑du,計算斷后最小截面積(Su),由計算公式ALuL0SSu100%Z0100%L0S0、即可得到試樣的斷后伸長(cháng)率A和斷面收縮率Z。
2鑄鐵(典型的脆性材料)
脆性材料是指斷后伸長(cháng)率A<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。而且,大多數脆性材料在拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn)上都沒(méi)有明顯的直線(xiàn)段,幾乎沒(méi)有塑性變形,也不會(huì )出現屈服和頸縮等現象(如圖2-2b所示),只有斷裂時(shí)的應力值——強度極限。
鑄鐵試樣在承受拉力、變形極小時(shí),就達到最大力Fm而突然發(fā)生斷裂,其抗拉強度也遠小于低碳鋼的抗拉強度。同樣,由公式Rm=Fm/S0即可得到其抗拉強度Rm,而由公式ALuL0L0100%則可求得其斷后伸長(cháng)率A。
實(shí)驗結果與截圖
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