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工程力学实验指导书
工程力学实验指导书
主讲：林植慧
机械与汽车工程学院
SCHOOLOFMECHANICALANDAUTOMOTIVEENGINEERING
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工程力学实验指导书
实验一
二低碳钢Q235钢、铸铁的轴向拉伸试验
一、实验目的与要求
1．观察低碳钢Q235钢和铸铁在拉伸试验中的各种现象。2．测绘低碳钢和铸铁试件的载荷—变形曲线F—Δl曲线及应力—应变曲线—曲线。3．测定低碳钢拉伸时的比例极限P，屈服极限s、强度极限b、伸长率、断面收缩率和铸铁拉伸时的强度极限b。4．测定低碳钢的弹性模量E。5．观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。6．比较低碳钢塑性材料和铸铁脆性材料的拉伸力学性能。
二、实验设备、仪器和试件
1．微机控制电子万能试验机。2．电子式引伸计。3．游标卡尺。4．低碳钢、铸铁拉伸试件。
三、实验原理与方法
材料的力学性能主要是指材料在外力作用下，在强度和变形方面表现出来的性质，它是通过实验进行研究的。低碳钢和铸铁是工程中广泛使用的两种材料，而且它们的力学性质也较典型。试验采用的圆截面短比例试样按国家标准（GBT2282002《金属材料室温拉伸试验方法》）
l010或5，如图11所示。这样可以避免因试样尺寸和形状d0的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。图中：d0为试样直径，l0为试样的
制成，标距l0与直径d0之比为标距。国家标准中还规定了其他形状截面的试样。
图
11
金属拉伸试验在微机控制电子万能试验机上进行，在实验过程中，与电子万能试验机联机的计算机显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线也称为F—l曲线，如图12所示。低碳钢试样的拉伸曲线图12a分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段及局部变形阶段。如果在强化阶段
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卸载，F—l曲线会从卸载点开始向下绘出平行于初始加载线弹性阶段直线的一条斜直线，表明它服从弹性规律。如若重新加载，F—l曲线将沿此斜直线重新回到卸载点，并从卸载点按原强化阶段曲线继续向前绘制。此种经过冷拉伸使弹性阶段加长、弹性极限提高，
图
12
塑性降低的现象，工程中称为冷作硬化现象。圆截面铸铁试样：标距l0与直径d0之比为
l013。其拉伸曲线图12b比较简单，d0
既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试样就突然断裂，强度极限为衡量脆性材料强度时的唯一指标r