材料范文之材料力学拉伸实验报告Word下载.docx
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”；
在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度，记为“rel”，若试样发生屈服而力首次下降的最小应力是屈服期间的最小应力时，该最小应力称为初始瞬时效应，不作为下屈服强度。
（4）颈缩阶段cd：
应力到达强度极限后，开始在试样最薄弱处出现局部变形，从而导致试样局部截面急剧颈缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直至断裂。
断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在断裂的试样上。
塑性材料和脆性材料的拉伸曲线存在很大差异。
低碳钢和铸铁是工程材料中最具典型意义的两种材料，前者为塑性材料，后者为脆性材料。
观察它们在拉伸过程中的变形和破坏特征有助于正确、合理地认识和选用材料。
（1）原始横截面面积（s0）的测定：
圆形横截面试样，应分别在标距内两端及中部测量直径。
测量某处的直径时，应在该处测量两个互垂方向的直径，取其算术平均值。
原始横截面面积s0取三处测得的最小直径计算，并至少保留4位有效数字。
根据拉断后低碳钢试样的断口直径及标距段长度确定a11.3和z
（1）原始标距l0的标记：
低碳钢拉伸试样的标距段原始长度为100mm，分十等分，用划线机划细的圆周线作为标记。
（2）低碳钢断面收缩率z的测定：
断裂后试样横截面的最大缩减量s0－su和原始横截面面积s0之比的百分率为断面收缩率。
测量时将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。
测量圆形横截面缩颈处的最小直径计算缩颈后的试样最小横截面面积su。
（3）低碳钢断后伸长率a11.3的测定：
断后标距的残余伸长lu－l0和原始标距l0之比的百分率为断后伸长率。
对于比例试样，若原始标距不为5.s0，则符号a应附下标注明所使用的比例系数，例如a11.3表示原始标距l0为11.3s0的试样断后伸长率。
测量时将试样断裂部分仔细地配接在一起，应使试样二段的轴线处于同一直线上，并且断裂部分适当接触。
当断裂处和最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一时，标距段长度lu按要求配接后直接测量，否则应按下述移位方法测量lu。
试验前将原始标距l0细分为n等分，把每一等分的细圆周线称为标距等分标记
试验后，以符号x表示断裂后试样短的一段距离试样夹持部最近的标距等分标记，以符号y表示断裂试样长的一段的标距等分标记，要求y和断裂处的距离最接近x和断裂处的距离，x和y之间的标距等分格数为n。
若n－n为偶数，以符号z表示断裂试样长的一段的标距等分标记，要求z和y的标距等分格数为n?
n。
分别测量x和y之间的距离记为xy、y和z之间的距离记为yz，2
则试样断后的标距段长度lu＝xy＋2yz，如下图（a）所示。
若n－n为奇数，以符号z’和z’’表示断裂试样长的一段的标距等分标记，要求z’和y的标距等分格数为n?
n－1’，z和z’’的标距等分格数为1。
分别测量x和y之间的距离记2
为xy、y和z’之间的距离记为yz’、z’和z’’之间的距离记为z’z’’，则试样断后的标距段长度lu＝xy＋2yz’＋z’z’’，如下图（b）所示。
xyz
（a）
xyzz”
（b）
四、实验步骤
1、按要求测量试样的原始横截面面积s0。
低碳钢标距段原始长度不用测量，为100mm。
铸铁不定标距，不用测量。
2、按要求装夹试样（先选其中一根），并保持上下对中。
3、按指导老师要求选择“试验方案”→“新建实验”→“金属圆棒拉伸实验”进行试
验，详细操作要求见电液伺服万能试验机使用说明。
4、试样拉断后拆下试样，重新调整试验机活动台的合理高度（一般为10mm），按要求装夹
另一根试样，选择“继续实验”进行第二根试样的拉伸试验。
6、测量低碳钢拉断后的断口最小横截面面积su。
7、根据低碳钢断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长度lu。
8、比较低碳钢和铸铁的断口特征。
9、试验机复原。
五、实验数据及处理要求
1、试样直径的测量和测量工具的精度保持一致。
2、横截面面积的计算值取4位有效数字。
3
1、为什么在实验前需要测试件原始尺寸，包括哪些数据，如何测？
2、如果试件直径为10mm,按标准短比例试件要求，标距应定为多少？
3、哪种材料需要在试件拉断后测量试件尺寸？
4、铸铁拉伸变形为什么没有屈服、强化及缩颈等阶段？
5、测定材料屈服强度的意义？
哪些材料需要测定屈服强度？
6、应变强化是哪类材料的特点，发生在拉伸过程的哪个阶段，有何作用和意义？
【篇二：
材料力学拉伸试验指导书及报告书】
材料力学试验指导书及报告书
专业：
年级：
组别：
姓名：
试验一：
拉伸试验
一、内容和目的
1、测定低碳钢的屈服极限?
s、强度极限?
b、延伸率?
和截面收缩率?
；
测定铸铁的强度极限?
b。
2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图（p-△l图），由此了解试件变形过程中变形随荷载的变化规律，以及有关的破坏现象。
3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。
二、试验设备和量具
1、试验设备万能试验机、游标卡尺、小直尺、低碳钢和铸铁标准试件2、标准试件尺寸：
1）圆形截面试件长度l0和截面积a0的关系：
长试件：
l0/d0=10，以?
10表示；
短试件：
l0/d0=5，以?
5表示；
2）矩形截面试件长度l0和截面积a0的关系：
l0?
11.3a0或l0?
5.65a0其中，l0—初始长度，d0—初始直径，a0—初始截面面积。
试件形状如图5：
三、实验原理
材料的机械性能指标?
s、?
b、?
、?
是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷和变形关系的拉伸图（p-△l图）如图2所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。
1、弹性阶段—oa2、屈服分阶段—bc3、强化阶段—cd4、颈缩阶段—de
图2载荷和变形关系的拉伸图（p-△l图）
由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。
当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。
此吁可记录下屈服点ps。
当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。
此阶段：
强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。
但是断裂后的残余变形比原来降低了。
这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象知名人士为冷作硬化。
当荷载达到最大值pb后，试样的某一部位载面开始急剧缩小致使载荷下降。
至到断裂，这一阶段叫颈缩阶段。
实验中可测得：
ps—屈服荷载。
pb—最大荷载。
l1—断后标距部分长度。
a1—断后最细部分载面积。
由此可计算
1、屈服极限：
?
s?
2、强度极限：
b?
3、延伸率：
psa0
?
100%
pba0
l1?
l0
l0
4、截面收缩率：
a0?
a1
a0
其中a0、l0均为拉伸前试件的载面面积及标距。
四、低碳钢的拉伸步骤
1、试件的准备，试件中段取标距l0=50mm，在标距两端刻线（或冲眼）做
为标志。
用游标卡尺在试件标距范围内，测量中产和两端三处直径d0。
取最小值作为计算载面面积用。
2、试验机的准备（液压万能试验机构造原理参看附录一）：
首先学习试验机操作规程。
估计低碳钢?
b，计算打断试件所需的最大荷载。
根据最大荷载选定试验机测力表盘和锤a、b、c并调节缓冲手柄到相应的位置。
按需要放大倍数调节好自动绘图器，装上绘图纸，以备画出p-△l曲线。
装好试件，调整指针对准零点。
3、检查试车：
由教师检查以上准备情况，开动试验机，加少量荷载（勿使超过比例极限）检查试验机，绘图机构工作是否正常。
然后卸载（可保留少量荷载），视情况指针调零。
4、进行试验：
慢速加载。
使试验机指针缓慢均匀的转动。
自动绘图装置可绘出试件受力和变形的关系图，如图1。
观察测力盘指针转动情况，当提我不动或摆动，倒退时，说明材料发生流动（屈服）测力指针倒退的最小值。
即为流动荷载ps，如图bc段，试验者应记录下此值，以备计算屈服点应力值?
s。
流动阶段结束，试件可以继续承受更大的外力和发生变形，称为强化阶段如图c至d段。
d段所对应的荷载即试件能承担的最大荷载pb，试验者记录好pb值以备计算。
当荷载达到pb之后，试件开始颈缩，测力指针开始回转，表明试件承载能力减少，到e点断裂。
5、试验结束关闭试验机，取下试件和图纸，打开试验机回油阀，使试验机回到原位。
6、测量试件：
将断裂试件紧对在一起，测量端口处直径d1，在断口两个互相垂直方1/3处区段内。
可直接量取；
若不在此区，按国家标准采用断口移中办法，计算l1的长度。
具体方法是：
如图3所示，断口靠近左端部，在靠近断口端部处测量长度a，应使断口靠近a之中部，然后紧靠a测量距离b，b之格数为：
（n-m）/2，n为l内总格数，m为a所占格数，则试件拉断后正确计算长度为
b的格数为偶数量l1=a+2b（如右图3）
b的格数为奇数量l1=a+b1+b2
（如右图4）
五、铸铁拉伸试验步骤
1、试件的准备：
测量试件中间和两端之处直径d，取最小值计算载面积。
2、试验机准备：
估计铸铁?
b值，估算拉断试件最大荷载。
试验机调整和低碳钢拉伸试验相同。
3、检查及试车：
和低碳多拉伸试验相同。
4进行试验：
开动好试验机。
用慢速加载直到试件断裂，记录最大荷载pb值。
观察自动绘图器上的曲线。
5、试验结束：
关闭试验机，取下试件，使试验机回原位。
测量断裂后试件的直径和长度，可以发现?
0,?
07、计算铸铁拉伸强度极限：
六、结束工作
1、清理并复原试验机、工具和现场。
2、描下拉伸曲线按要求填写试验报告，整理数据，写出结论。
【篇三：
材料力学材料的拉伸实验】
实验一钢筋和铸铁拉伸试验
本试验依据中华人民共和国国家标准《金属拉伸试验方法》gb228－87进行。
工程材料的重要力学性能指标如屈服点（?
s，或?
su、?
sl）、规定非比例伸长应力?
p0.2、强度极限?
b、弹性模量e、泊桑比?
、延伸率?
和断面收缩率?
等，都是通过试验获得的。
这些力学性能指标在整个材料力学的强度计算中几乎都要用到，而且工程设计中所选用的材料力学性能指标，大都是以拉伸试验为主要依据的。
本次试验选用建筑钢筋和铸铁分别进行拉伸试验，以便认识塑性材料和脆性材料的力学性能和它们之间的差异。
一、试验目的
（1）测定钢筋的屈服极限?
s，强度极限?
b，延伸率?
5和?
10。
（2）测定铸铁的?
b和?
（3）观察钢筋、铸铁在拉伸过程中所出现的变形现象，分析力、位移曲线，即p?
l图的特性。
（4）观察断口特征，分析破坏原因。
（5）观察分析钢筋经过冷拉拔后拉伸试验曲线的特点。
二、仪器设备和工具
（1）电子万能试验机（包括计算机、打印机），或其他类型的万能试验机、拉力试验机。
（2）卡尺、电子引伸计等。
三、试件制备和安装
试验的结果表明，试件的尺寸和形状对试验的结果有影响。
因此，在进行材料的拉伸试验时，所用的试件必须按有关的规定制作。
这样，试验所得的结果才具有可比性。
国家标准《金属拉伸试验试样》gb6397－86对圆形、矩形、管形和弧形等各种拉伸试件的制备作了统一的规定。
其中比例试件须满足以下关系：
ka0（3－1）
式中l0为试件标距，用于测量拉伸变形；
a0为标距部分的横截面积；
k为系数，通常取5.65或11.3。
当试件为圆截面时，则：
kd0（3－2）
2
对应于k?
5.65或k?
11.3，l0分别等于5d0和10d0，前者称为短试件，后者称为长试件。
国标规定如下：
其中r1~8及r01~08圆形比例试样形状尺寸见图3－1和表3－1，r9~16及铸造试样，形
60
状和尺寸图和图3－1（b）相同，其中r16试样的尺寸为d0?
10mm，l0?
5d0或10d0，l?
l0?
d0。
（b）
图3－1拉伸试件
表3－1
①试样头部形状和尺寸，分为单、双肩和螺纹形状，可根据试验机夹具、试样材质，自行设计选用。
单台试样头部直径一般为（1.5~2.0）d0。
②如棒材直径大于25mm，可采用全截面或取制尽可能大的圆形试样。
61
③如试样装卡时能正确对正中心，则棒材试样头部不须加工即可，否则应进行粗车。
④对不经机加工的试样，根据要求亦可采用其他比例标距，如l0为4d0、8d0或其他定标距。
⑤管材纵、横向圆形比例试样，亦可根据管材壁厚或有关标准，从r1~8中选用。
试件的安装有多种形式，它和试件制作时两个端头的形式相适配，如螺纹接法，带肩套筒接法，楔块夹紧法等。
本次试验采用楔块夹紧法，见图3－2。
1－夹头；
2－楔块；
3－试件图3－2试件夹紧装置
21
四、试验原理及方法
1．钢筋拉伸试验
钢筋是建筑工程中广泛使用的材料，测定其拉伸时的力学性能如屈服极限?
s（?
sl）、强度极限?
5或?
10是工程设计、工程施工质量监测检验必不可少的。
钢筋有许多品种，其中Ⅰ级钢筋强度等级代号为r235，是用碳素结构钢q235热轧而成的光圆钢筋，属于低碳钢（含碳量小于0.25%为低碳钢，在0.25%~0.60%的为中碳钢，大于0.60%的为高碳钢）。
Ⅰ级钢筋的拉伸曲线图即载荷p和变形?
l?
l0的关系图如图3－3所示。
（1）弹性阶段。
在弹性阶段，即图3－3中的oa段，变形?
l很小。
在比例极限范围内，载荷p和变形?
l成线性关系，即
p（3－3）ea0
从图中可看出，钢筋拉伸过程可分为以下4个阶段：
图3－3钢筋拉伸
a0为试件的横截面积。
式中e为拉伸弹性模量，未经加工的钢筋可用公称直径计算a0（公
称横截面积）或用质量法求出a0?
（2）屈服阶段。
62
m
。
l
在弹性阶段之后，p?
l曲线出现锯齿状，见图3－3的ab段，变形?
l在增加，而载荷p却在波动或保持不变，这个阶段就是钢筋材料的屈服阶段。
对于表面磨光的试件，在屈服时可以看到试件表面出现和轴线大致成45?
倾角的条纹。
由此可见，屈服是由剪应力引起的。
45?
斜截面上剪应力最大，它使试件沿该面产生滑移，从而产生屈服阶段的p?
l曲线。
图3－4展示了屈服阶段的几种情形，以及psu、psl、ps的识别方法。
图3－4屈服阶段的p?
l曲线
根据图3－4，在p?
l曲线上确定屈服阶段首次下降之前的最大力psu，不计初始瞬时效应的多个波动中的最小力psl，或恒定不变的力ps，然后按下式计算屈服点、上屈服点和下屈服点。
su?
ps
（3－4）a0
psu
（3－5）a0
psl
（3－6）a0
sl?
在这里顺便指出，对于无明显屈服现象的金属材料，应按国家标准gb228－87，测定其规定非比例伸长应力?
p0.2，或规定残余伸长应力?
r0.2。
（3）强化阶段。
屈服阶段过后，试件恢复承载能力，需要增大载荷才能使试件的变形增大，见图3－3中的bc段，这一阶段被称为强化阶段。
（4）颈缩阶段。
载荷在达到最大值pb后，试件某一局部地方横截面积明显缩小，出现“颈缩”现象。
63
这时的载荷在迅速下降，接着试件被拉断，以试件初始横截面积a0去除pb，得强度极限：
pb
（3－7）a0
把图3－3的纵横坐标p和?
l分别除以a0和l0，便得出?
~?
曲线如图3－5所示。
在试件发生颈缩的时候，虽然荷载p在下降，但试件颈缩处的横截面积以更快的速度在缩小，所以真正应力?
t?
p/a仍然在上升，直至试件拉断为止。
或者说，颈缩时横截面积a减少的速度大于应力?
t上升的速度，导致p?
a下降。
计算断后伸长率的公式为：
图3－5应力—应变曲线
100%（3－8）l0
式中l0是标距原长度，l1是拉断的试件在紧密对接后直接量出的或经断口移中后量出的标距长度。
短、长比例的试件拉断后伸长率分别以?
10表示。
定标距试样拉断后的伸长率应附以该标距数值的角注，例如：
100mm或200mm，则分别以符号?
100或?
200表示。
由于断口附近的塑性变形大，所以直接量测l1时所得的结果和断口所在的位置有关。
如断口发生在标距端点上，或端点以外，或机械刻划标记上，则试验无效，应重做。
若1
断口距标距的一端的距离≤l3－6，做法如下：
（a）o1
（b）aobc
图3－6断口移中法示意
在拉断后的长段试件上，从断口起，取基本等于短段的格数得b点，如长段所余格
64
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