第1个回答 2013-05-09
金属材料的压缩实验一、实验目的1. 观察与分析低碳钢、灰铸铁在压缩过程中的力学现象并绘制压缩图。 2. 测定压缩时低碳钢的的ss，灰铸铁的sb 。3. 比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。二、实验仪器和设备1．600KN微机屏显式液压万能试验机；2．游标卡尺。 三、压缩试件为了能对各种材料的试验结果作比较，金属材料压缩试样一般采用圆柱形标准试样（图2-1）。 1.试样高度和直径的比例要适宜。试件太高，容易产生纵向不稳定现象；试件太短，试验机垫板与试件两端面间的摩擦力（图2-2）对试件实际的承载能力产生影响。为保证试样在试验过程中均匀单向压缩，且端部不在试验结束之前损坏，国标GB/T 7314-2005推荐无约束压缩试样尺寸为： 2．试件置于试验机的球形承垫中心位置处（图2-3），以防试件两端面稍不平时，起调节作用，使压力均匀分布，其合力应通过试件轴线。3．试件两端的平面应加工光滑以减小摩擦力的影响，实验时通常还在两端部加适量的润滑油。 图2-1 图2-2 图2-3四、实验原理1．低碳钢压缩实验低碳钢受压时与受拉时一样有比例极限和屈服极限，但不象拉伸时那样有明显的屈服现象。因此，测定压缩的屈服载荷Fs时要特别细心观察。在缓慢匀速加载下，试验机的测力指针会突然停留、或倒退、或指针转速突然减慢。如果指针停留，则以指针所指载荷作为屈服载荷Fs；如果指针倒退，则以指针所指最低载荷作为屈服载荷Fs； 如果指针转速突然减慢，此时主动指针所指载荷即作为屈服载荷Fs。过了屈服点，塑性变形迅速增加，试件横截面面积也随之增大。而增大的面积能承受更大的载荷，因此，压缩曲线迅速上升，见自动绘图仪绘出低碳钢压缩图（图2-4）。 图2-4 图2-5 低碳钢试件最后可压成饼状而不破坏，所以无法测定最大载荷Fb。2．灰铸铁压缩实验 灰铸铁试件受压缩时，在达到最大载荷Fb前会出现较大的弹性变形才发生破裂，此时测力指针迅速倒退，由随动指针可读出最大载荷Fb，自动绘图仪绘出铸铁压缩图（图2-5）。灰铸铁试件最后被压成腰鼓形，表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹。 五、实验步骤1．测量并记录试件高度及横截面直径。2．根据估计的最大载荷选择测力盘刻度档，配以相应摆锤，调整指针使对准零点，调整绘图装置。 3．将试件两端涂上润滑剂，然后放在试验机活动台支承垫中心处。4．开动试验机，使活动台上升，当试件与上支承垫接近时应把油门关小减慢活动台上升速度，以免上升速度太快引起冲击载荷。当试件与上支承垫接触受力后，要控制加载速度，使载荷缓慢均匀增加，注意观察测力指针和绘图装置所绘的压缩曲线，从而判断试件是否已达屈服阶段，及时记录屈服载荷Fs，超过屈服载荷后，继续加载，低碳钢试件被压成腰鼓形即可停止。 5.铸铁试件加压至试件破坏为止，记录最大载荷Fb。六、实验结果处理 1．根据所测低碳钢的压缩屈服载荷Fs计算压缩屈服极限ss。2．根据所测铸铁的压缩最大载荷Fb计算压缩强度极限sb。 式中：