物理力學(xué)演示實(shí)驗報告

　　實(shí)驗報告是把實(shí)驗的目的、方法、過(guò)程、結果等記錄下來(lái)，經(jīng)過(guò)整理，寫(xiě)成的書(shū)面匯報。下面是小編整理的物理力學(xué)演示實(shí)驗報告，歡迎大家閱讀。

　　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)驗原理

　　按我國目前執行的國家GB/T 228—2002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ALuL0 L0100%則可求得其斷后伸長(cháng)率A。

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