拉伸和压缩实验Word文件下载.docx
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1、试件形式，有园柱形，如钢，平板形，如钢板等，8字形，如砂浆等，受拉截面一般为园形、正方形或长方形。
为了使断裂面发生在试件中长度的中部试件总是制成在长度中间的横截面小于两端的横截面，在这个断面上的应力不受夹具装置的影响。
2、试件的端部形状，应适合于试验材料本身的性能和试验机夹具装置。
可做成平滑的、阶梯形、螺纹形或锥形等。
端部的直径或宽度与中间偏袄截面直径或宽度之比与材料性能有关，如钢材为1.5:
1，材料1.7—3.75:
1,对脆性材料端部的制作特别重要，由于受夹具作用应力的影响，避免在端部破坏，应做得大一些。
截面变化处应做成园角，以减小应力集中产生的影响，如“8”字形砂浆试件（但此试件非采用夹持方式）。
3、试件的对称轴，试件在整个长度应对称于纵轴，以防止加荷时因偏心而受到弯曲作用（这对脆性材料影响尤其严重），下图为平板式试件制备中常见的几种弊病：
4、试件中间缩小截面的长度和面积，取决于试验材料的类型和测量变形的仪器。
对金属材料，中间缩小截面的长度应是以使得试件正常破坏，也就是试件的延伸率或颈缩现象不应受端部夹具的约束。
对于脆性材料因延伸率很小，缩小截面的长度可以很短。
如钢筋试件或，而砂浆“8”字试件则很短。
试件应尽可能采用标准试件，如钢材拉伸试验，木材顺反抗拉强度试验，砂浆、石膏抗拉强度试验，石油沥青油毡抗拉强度试验等。
若无标准试件也也采用非标拉力试件，如砼可采用下图所示的形状，试件形状为正方形或圆形，试件的抗拉强度与受力面积有关，其关系为面积越大，缺陷等因素的影响大，因此测试强度值较低。
面积
50
100
200
400
1000
强度比值
1.20
1.00
0.85
0.80
0.70
试验这类材料，要得到可能的数据，关键是严格对中，避免发生弯曲和扭转。
目前砼抗拉强度的测定均采用劈裂法，这种方法可用普通的立方体或圆柱体试件（在砼抗拉试验中介绍）。
二、夹具装置
1、对夹具装置的基本要求
夹具应能有效地将所加荷载传递到试件上，传递荷载的作用力与试件的中心线在同一直线上。
即在整个试验过程中，夹具的作用中心与实践的中心线始终在一直线上，而不会产生扭转或弯曲的作用，否则将影响韧性材料如金属的比例极限、屈服总等值，影响脆性材料的抗拉强度。
2、夹具
最普通的握紧装置就是契形夹具，为防止滑动契形夹具表面带有小齿形条纹，这类夹具适合于做韧性材料的拉力试验，如金属木材等，但不适用于脆性材料，因为契形压碎作用引起夹具处材料的破坏。
契形夹具主要分为表面为平的和工字形凹槽两种，前者主要用于扁平试件，后者主要用于圆柱形试件。
两片夹具夹紧试件时，为使试件中心线与试验机压头中心线相一致，必须使夹具正确地位于试验机压头中心，下图为夹具安放的正确与否：
对于其他形状的试件，如做圆柱形或方形砼拉力试验时必须设计适合的夹具装置，如：
（在图a，b中采用了球座）为了使试验的中心线与夹具的中心线一致，常使用球面支承或销轴承等自动调整装置（但其也不是完全有效的，因为球面支承或销轴承本身亦存在不易调整的问题）。
三、试验过程
1、在整个拉伸试验中，要确定所测试的项目，如金属材料的拉力试验通常测定屈服点、抗拉强度和伸长，对脆性材料主要测定其抗拉强度和断裂特性。
2、试件装上试验机前，一般要测量其尺寸，主要是截面尺寸，有的还要称重，根据尺寸测量的精确度要求，采用符合要求的标尺、卡尺或测微仪。
最简单的情况是测试件的直径或厚度和宽度（对于圆柱形试件，至少应取三个不同位置的断面，通常取上、中、下三个断面，分别测出互相垂直的两个直径，取其平均值，确定试件强度时的计算断面，应取三者中最小者，对于矩形截面，适当地选取三个位置量，取三个厚度和宽度）。
①确定测试指标；
②尺寸测量；
③刻画标距；
④选择试验机测量范围。
3、如果要进行延伸率测定，则应刻画出标距长度，并标志出标距端点和等分点，一般可采用线中眼、线尖刻痕、彩色涂料等做标志，但标志应是非常轻微的，以不损伤试件，不影响强度为基本准则。
如果用引伸仪、千分表或其他仪器、仪表，必须安放在试件中心线上适应的位置。
4、估计试件可能达到的最大荷载读数，选择合适的实践机的测量范围。
根据不同的测量范围换挂不同的摆砣并选择相应的刻度盘，使指针处于第三象限为最好，也可处于第二象限。
5、试件安装，安装时应检查夹具是否安全、正确，试件安放位置应便于观察标志。
6、试验一般步骤：
试验机对零；
画应力—应变曲线时上好笔和坐标纸；
按规定加荷速度加荷；
若要测定荷重—变形关系则按一定的荷载增量或变形增量进行，记录最大荷载读数，计算伸长率等值，观察其断口类型，如熟铁具有锯齿形纤维状断口，而铸铁的断口是铅灰色、平坦的晶粒状。
四、主要影响因素
影响拉伸试验结果的主要因素是实验条件，其中包括试件尺寸、形状；
试件制作工艺；
夹具和试件安装；
试验加荷速度以及试验时环境的温度、湿度等。
1、长径比（L/D）的影响
试件尺寸的影响主要是长径比的影响，对于韧性金属材料，
不同长径比的试件及试验结果如图：
长径比大，延伸率小，主要因为计算延伸率的基础长度而延伸长最大的在中间。
从图中可以看出，当L/D大于2时，截面的缩小与L/D无关；
当L/D小于2时，截面的缩小受到影响。
这是因为端部的放大、横向约束抵抗截面缩小。
最大程度的约束使截面缩小零。
长径比对延伸率的约束。
L/D较小者比L/D较大者的延伸率大。
对应力——应变曲线的影响：
（B）图，L/D为零时试件具有较高的强度和非常的变形（呈脆性材料的性质）。
2、刻痕的影响，试件上的刻痕会提高韧性材料的表面强
度和降低表面韧性，对脆性材料回引起强度降低。
3、试件边缘的弯曲及夹具紧贴对强度测试的影响。
“8”
字形试件（砂浆）应力分布是不均匀的，如图：
4、夹具装置产生偏心荷载的影响，引起应力分布不均，引
起变形的不一致。
在轻微偏心荷载的条件下，可取两个相对部分的平均应变。
对韧性材料的强度影响不大，而对脆性材料有相当明显的影响。
5、加荷速度的影响，加荷速度快，导致材料强度提高，
韧性降低。
加荷速度对韧性材料的影响，大于对脆性材料的影响。
有些材料在慢速荷载作用下具有相当的韧性，但若采取突然加荷，则破坏时的延伸率很小。
前面讲了四个方面的问题：
试件要求，截面形式，长度中间截面尺寸的缩小，缩小截
面的长度，端部形状，对称轴（长度方向对称于纵轴）；
夹具，夹具中心线与试验机中心线重合，夹具的安装与选择；
试验过程（试验项目、测量尺寸等、标距、选择试验机）。
五、钢材拉伸试验
抗拉性能是钢材的重要性能。
由拉力试验所测得的屈服点，抗拉强度和伸长率是钢材的重要技术指标，是评定钢材质量是否合格的一个试验项目。
1、低碳钢（软钢）受拉应力——应变图
OA——弹性阶段（Ⅰ）
AB——屈服阶段（Ⅱ）
BC——强化阶段（Ⅲ）
CD——颈缩阶段（Ⅳ）
B点屈服点用表示：
是呈现屈服现象的金属材料，试样在试验过程中力不增加仍能保持继续伸长时的应力。
B上是屈服阶段的最高点，称上屈服点，用表示：
是试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。
B下点称为下屈服点，用表示，是当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力。
——抗拉强度
对于没有明显屈服阶段的高强度钢筋和钢丝等，不能测出其屈服点，故常以规定残余伸长率为0.02%的应力作为规定的屈服极限用表示。
2、试样尺寸及形状
3、试样尺寸测定和准备
4、试验条件（试验速度、试验温度）
5、主要仪器设备
6、性能测定
1屈服点，上屈服点，下屈服点的测定。
a、指针法，拉伸中：
测力度盘的指针首次停止转动的恒定力（）——对应
屈服点或指针首次回转前的最大力（）——对应上屈服点。
或不计初始瞬时效应时的最小力（）——对于下屈服点。
b、图示法
在拉伸曲线上确定屈服平台恒定的力或屈服阶段中力
首次下降前的最大力或不计初始瞬时。
2规定残余伸长应力的测定（实验课讲）
3抗拉强度的测定
4断后伸长率的测定（实验课讲）
六、砼抗拉强度实验（劈裂法）
七、木材顺纹抗拉强度试验
实验六、七都是要求掌握的试验，请参阅《常用建筑材料
试验手册》《建筑材料》等有关书籍。
§
压缩试验
一、对试件的要求
1、试件截面
不同截面的试件在受压时，其截面应力分布有较大差别，为了获得较均匀的压应力，圆形截面比其它形式的截面好，但为了制作方面等原因又常采用正方形截面的试件。
2、试件的高度比（或高度与直径之比），一般可以从1——4。
高度比过大有可能提高试件的弯曲趋向，从而使整个截面的应力分布不均，截面应力分布示意图。
若高度比过小，则试验机承压板对试件端部的约束摩擦影响加大，使试件测试的强度结果值增大。
当需要测定压缩应力——应变曲线，就需采用较高的试件，以便安装测试仪器（如砼抗压弹性模量的测定采用150×
150×
300mm的棱柱体试件）。
3、试件的尺寸
取决于材料类型，对宏观匀质材料，如木材、岩石（若只
测其极限抗压强度）可以用相对较小的试件（如木材顺纹抗压采用20×
20×
30mm的试件），非匀质材料如砼其尺寸必须受到骨料粒径等因素的控制，其试件尺寸相对较大（采用150×
150立方体作为标准试件）。
4、试件的受压必须是平滑的，并与试件轴线或垂直，因此，
砼成型时的表面，不得用作受压面。
二、支承板及球面支座
在二节四条中，要求试件表面平整不至于引起应力集中，
要求试件受压面与竖向轴线垂直，不至于由于偏心荷载引起弯曲。
象金属试件，可用机械加工平整，各面可以相互垂直，木材能锯到平整，且试件尺寸较小，容易满足上要求，然而对砼、石材和粘土，砖等试件要求加支承板和球面支座，以调整试验机压头和试件表面之间存在的不平行影响，达到传递荷载均匀分布的目的。
试件应位于球面支座的中心
加封顶材料的试件，其封顶材料的弹性模量及强度至少等于试验材料的弹性模量及强度。
不能用橡胶板和纤维板等软质材料做支承板。
试件表面和支承板应干燥、无油迹等。
三、试验过程
1、抗压试验通常测定的性能是抗压强度。
对于脆性材料其极
限强度是一定的容易测定。
对于没有异常征兆
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