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    拉力試驗(yàn)機(jī)-拉伸試驗(yàn)

    點(diǎn)擊次數(shù):2465 發(fā)布時(shí)間:2011-5-30

    實(shí)驗(yàn)一 拉伸實(shí)驗(yàn)

     

          拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)定材料力學(xué)性能的zui基本zui重要的實(shí)驗(yàn)之一。由本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的結(jié)果,可以說(shuō)明材料在靜拉伸下 的一些性能,諸如材料對(duì)載荷的抵抗能力的變化規(guī)律、材料的彈性、塑性、強(qiáng)度等重要機(jī)械性能,這些性能是工程上合理地選用材料和進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的重要依據(jù)。

       一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?/h2>
      • 測(cè)定低碳鋼的流動(dòng)極限、強(qiáng)度極限、延伸率、截面收縮率和鑄鐵的強(qiáng)度極限
      • 觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過(guò)程中表現(xiàn)的現(xiàn)象,觀察外力和變形間的關(guān)系曲線(曲線)。
      • 比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和斷口情況。

        二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器

        微機(jī)控制機(jī)械材料試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺、等.試驗(yàn)機(jī)主要由上橫梁、移動(dòng)橫梁、傳感器、夾具接頭(十字頭)、夾具、下橫梁、滾珠絲杠副、傳動(dòng)(減速)系統(tǒng)、伺服電機(jī)、防護(hù)外殼、限位保護(hù)裝置及控制系統(tǒng)組成.
        1)關(guān)鍵零部件。采用松下伺服系統(tǒng),世銓載荷傳感器,內(nèi)米控光電編碼器等。
            2)、同步圓弧齒形帶減速系統(tǒng),具有效率高、壽命長(zhǎng)、噪音低、免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。許多設(shè)備現(xiàn)在還在繼續(xù)使用蝸輪 蝸桿減速機(jī)。其主要原因是他們的伺服系統(tǒng)目前依然采用模擬速度控制方式,由于模擬控制所固有的零飄、失調(diào)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)的零速,所以必須利用蝸輪 蝸桿的自鎖效應(yīng)停車。現(xiàn)在采用是純數(shù)字的鎖相環(huán)位置脈沖控制模式,無(wú)零飄、無(wú)失調(diào)。
            3)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。采用高精度滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)加載,因而,加載平穩(wěn),試驗(yàn)機(jī)的壽命長(zhǎng),長(zhǎng)期穩(wěn)定性好且節(jié)能。
            4)、且有多種保護(hù)措施。如:功率環(huán)節(jié)的各種電氣保護(hù),軟件部分的超載,超位移保護(hù),機(jī)械強(qiáng)制安全限位保護(hù)等。
            5).   開(kāi)放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),無(wú)論是結(jié)果參數(shù)還是過(guò)程數(shù)據(jù)都允許用戶隨機(jī)調(diào)用。
           6).用戶自編輯報(bào)告功能。數(shù)據(jù)可方便的導(dǎo)入Excel表格,方便用戶后期處理。

        三、拉伸試件

        金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)常用的試件形狀如圖所示。圖中工作段長(zhǎng)度稱為標(biāo)距,試件的拉伸變形量一般由這一段的變形來(lái)測(cè)定,兩端較粗部分是為了便于裝入試驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)。
                       
         

        為了使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果可以互相比較,試件必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做成標(biāo)準(zhǔn)試件,即。
        對(duì)于一般板的材料拉伸實(shí)驗(yàn),也應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做成矩形截面試件。其截面面積和試件標(biāo)距關(guān)系為,為標(biāo)距段內(nèi)的截面積。

        四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟

        1、低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn):

        1. 試件的準(zhǔn)備:在試件中段取標(biāo)距在標(biāo)距兩端用腳標(biāo)規(guī)打上沖眼作為標(biāo)志,用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距范圍內(nèi)測(cè)量中間和兩端三處直徑(在每處的兩個(gè)互相垂直的方向各測(cè)一次取其平均值)取zui小值作為計(jì)算試件橫截面面積用。
        2. 試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)備;首先了解材料試驗(yàn)機(jī)的基本構(gòu)造原理和操作方法,學(xué)習(xí)試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程。根據(jù)低碳鋼的強(qiáng)度極限及試件的橫截面積,初步估計(jì)拉伸試件所需zui大載荷,進(jìn)入Rgtest控制系統(tǒng),,進(jìn)入主界面, 對(duì)主菜單中系統(tǒng)配置菜單依次進(jìn)行試驗(yàn)方式、硬件設(shè)置、軟件設(shè)置、環(huán)境參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行結(jié)果等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)置;再選擇通訊菜單聯(lián)機(jī), 然后調(diào)整試驗(yàn)機(jī)下夾頭位置,將試件夾裝在夾頭內(nèi),將負(fù)荷、位移清零.。
        3. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn):試件夾緊后,試件緩慢均勻加載,計(jì)算機(jī)時(shí)時(shí)顯示和變形的關(guān)系曲線(曲線)如圖所示。從圖中可以看出,當(dāng)載荷增加到點(diǎn)時(shí),拉伸圖上段是直線,表明此階段內(nèi)載荷與試件的變形成比例關(guān)系,即符合虎克定律的彈性變形范圍。當(dāng)載荷增加到點(diǎn)時(shí),測(cè)力計(jì)指針停留不動(dòng)或突然下降到點(diǎn),然后在小的范圍內(nèi)擺動(dòng),這時(shí)變形增加很快,載荷增加很慢;這說(shuō)明材料產(chǎn)生了流動(dòng)(或者叫屈服)與點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)力叫上流動(dòng)極限,與相應(yīng)的應(yīng)力叫下流動(dòng)極限,因下流動(dòng)極限比較穩(wěn)定,所以材料的流動(dòng)極限一般規(guī)定按下流動(dòng)極限取值。以點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的載荷值除以試件的原始截面積即得到低碳鋼的流動(dòng)極限流動(dòng)階段后,試件要承受更大的外力,才能繼續(xù)發(fā)生變形若要使塑性變形加大,必須增加載荷,如圖形中點(diǎn)至點(diǎn)這一段為強(qiáng)化階段。當(dāng)載荷達(dá)到zui大值點(diǎn))時(shí),試件的塑性變形集中在某一截面處的小段內(nèi),此段發(fā)生截面收縮,即出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象。此時(shí)記下zui大載荷值,用除以試件的原始截面積,就得到低碳鋼的強(qiáng)度極限。在試件發(fā)生“頸縮”后,由于截面積的減小,載荷迅速下降,到點(diǎn)試件斷裂。

        關(guān)閉機(jī)器,取下拉斷的試件,將斷裂的試件緊對(duì)到一起,用游標(biāo)卡尺測(cè)量出斷裂后試件標(biāo)距間的長(zhǎng)度,按下式可計(jì)算出低碳鋼的延伸率
        。
        將斷裂的試件的斷口緊對(duì)在一起,用游標(biāo)卡尺量出斷口(*)處的直徑,計(jì)算出面積;按下式可計(jì)算出低碳鋼的截面收縮率
         



        圖1-2                              圖1-3

        從破壞后的低碳鋼試件上可以看到,各處的殘余伸長(zhǎng)不是均勻分布的。離斷口愈近變形愈大,離斷口愈遠(yuǎn)則變形愈小,因此測(cè)得的數(shù)值與斷口的部位有關(guān)。為了統(tǒng)一值的計(jì)算,

        規(guī)定以斷口在標(biāo)距長(zhǎng)度中央的區(qū)段內(nèi)為準(zhǔn),來(lái)測(cè)量的值,若斷口不在區(qū)段內(nèi)時(shí),需要采用斷口移中的方法進(jìn)行換算,其方法如下:
        設(shè)兩標(biāo)點(diǎn)之間共刻有格,如圖1-4所示,拉伸前各格之間距離相等,在斷裂試件較長(zhǎng)的右段上從鄰近斷口的一個(gè)刻線起,向右取格,標(biāo)記為,這就相當(dāng)于把斷口擺在標(biāo)距中央,再看點(diǎn)至點(diǎn)有多少格,就由點(diǎn)向左取相同的格數(shù),標(biāo)以記號(hào),令表示的長(zhǎng)度,則的長(zhǎng)度中包含的格數(shù)等于標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)的格數(shù),故。
        當(dāng)斷口非常接近試件兩端,而與其頭部之距離等于或小于直徑的兩倍時(shí),一般認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效,需要重作實(shí)驗(yàn)。

        2、鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn):

          • 試件的準(zhǔn)備:用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距范圍內(nèi)測(cè)量中間和兩端三處直徑取zui小值計(jì)算試件截面面積,根據(jù)鑄鐵的強(qiáng)度極限,估計(jì)拉伸試件的zui大載荷。
          • 試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)備;與低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)相同
          • 進(jìn)行實(shí)驗(yàn):機(jī)器運(yùn)行,緩慢均勻加載直到斷裂為止。記錄zui大載荷,觀察自動(dòng)繪圖裝置上的曲線,如圖1-3所示。將zui大載荷值除以試件的原始截面積,就得到鑄鐵的強(qiáng)度極限。因?yàn)殍T鐵為脆性材料在變形很小的情況下就會(huì)斷裂,所以鑄鐵的延伸率和截面收縮率很小,很難測(cè)出。

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