【正文】 。所需位數(shù)以后的數(shù)字按四舍五入處理。 用慢速加載，使試樣的變形勻速增長。 試 樣斷后標(biāo)距部分長度 11 的測量：將試樣拉斷后的兩段在拉斷處緊密對接起來，盡量使其軸線位于一條直線上。這種壓縮試驗(yàn)方法，試樣的上下兩端與試驗(yàn)機(jī)承墊之間會產(chǎn)生很大的摩擦力，它們阻礙著試樣上部及下部的橫向變形，導(dǎo)致測得的抗壓強(qiáng)度較實(shí)際偏高。繼續(xù)不斷加壓，試樣將愈壓愈扁，但總不破壞。 5）進(jìn)行試驗(yàn) —— 緩慢均勻地加載，注意觀察測力指針的轉(zhuǎn)動情況和繪圖紙上曲線，以便及時(shí)而正確地確定屈服載荷，并記錄之。 m（ 50Kg （ 5）加載 —— 有手搖加載與電動加載之分。所見異聲或發(fā)生故障，應(yīng)立即停車。 m）。 （ 8）注意事項(xiàng) ①一旦試樣承受了扭矩，即測力指針已經(jīng)走動之后，就不允許再改變量程。由測力度盤上的被動計(jì)可讀出最大扭矩 Mb，與公式（ 4— 1）相似，可得剪切強(qiáng)度極限 nbb WM43?? （ 4— 2） 圖 45 低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)圖 22 鑄鐵的 Mn 一 ? 曲線如圖 4 一 7 所示。 2．根據(jù)拉伸、壓 縮和扭轉(zhuǎn)三種試驗(yàn)結(jié)果，綜合分析低碳鋼與鑄鐵的機(jī)械性質(zhì)。在試件的 A、 B 兩截面處，分別裝上 了測角 儀的兩根臂桿 AC 和 BDE，以放大 A、 B 兩截面圓周繞其形心旋轉(zhuǎn)的弧長。 5．測讀數(shù)據(jù)。從圖 7— l 的試驗(yàn)裝置可知，△ M 應(yīng)為： ????? PM 21 （ 7— 3） 四、實(shí)驗(yàn)步驟 根據(jù)材料的屈服極限 s? ，擬定加載方案。 游標(biāo)卡尺及鋼尺。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理 將整理后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在試驗(yàn)報(bào)告的“試驗(yàn)記錄”一欄中。 4．游標(biāo)卡尺及鋼皮尺。然后用劃針在測片位置處劃出應(yīng)變 計(jì)的座標(biāo)線。在有強(qiáng)電磁干擾及動應(yīng)變測量時(shí)，需用屏蔽線。尺寸 b=24mm， t=5mm。據(jù)胡克定律得彎曲應(yīng)力為： ( c ) ( d)duMMMzzEEM F eWW?????? ? ????? 由（ c）及（ d）式得 duzEWe F ?????? （ 22） 五、試驗(yàn)步驟 1．試驗(yàn)臺換上拉伸夾具，安裝試樣。 五、試驗(yàn)結(jié)果處理 1．計(jì)算彈性模量 E 將三組數(shù)據(jù)參考表 21 作初步處理，從中找出線性關(guān)系最好的一組。 首先了解擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造原理和操作方法，掌握沖擊試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程，一定要注意安全。210177。再重復(fù)測量，共測三次。初載荷 0F 時(shí)應(yīng)變儀調(diào)零，每級加載后記錄儀器讀數(shù) dui? ，用最小二乘法計(jì)算出彈性模量 E： 52151iduiiiFE bti?????????? （ 21） 式中 ? 為橋臂系數(shù)。 2．測定偏心拉伸試樣的偏心距 e。人工干燥可用紅外線燈或電吹風(fēng)進(jìn)行加熱干燥，烘烤時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制距離，注意應(yīng)變計(jì)的溫度不得超過其允許的最高工作溫度 ,以防應(yīng)變計(jì)底基烘焦損壞。 三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟 ：在確定采用那種類型的應(yīng)變計(jì)后，用肉眼或放大鏡檢查絲柵是否平行，有否霉點(diǎn)、銹點(diǎn)、用數(shù)字式萬用表測量各應(yīng)變 片電阻值，選擇電阻值差在土0． 5 歐姆內(nèi)的 8~10 枚應(yīng)變片供粘貼用。這只要在壓桿中間截面兩邊貼上電阻應(yīng)變片 [ 圖 — (a) ]按互補(bǔ)償半橋接法接到應(yīng)變儀上，隨著荷載 P 的增加測得相應(yīng)的應(yīng)變值ε，繪得 Pε曲線 [ 圖 (b)]，根據(jù)試驗(yàn)曲線作漸近線即得臨界載荷 crP 。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 試件準(zhǔn)備 測量空心圓軸的內(nèi)、外直徑 D 及 d 長度 L 及 1，見圖 81，擬定加載方案。 29 六、思考題 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算是否一致？如不一致，其主要影響因素是什么？ 彎曲正應(yīng)力的大小是否會受材料彈性系數(shù) E 的影響？ 30 實(shí)驗(yàn) 六 主應(yīng)力實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? l、用實(shí)驗(yàn)方法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的大小及方向。由于梁的各層纖維之間無擠壓，根據(jù)單向應(yīng)力狀態(tài)的虎克定律，求出各點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力 為： 實(shí)i? = E 3．安裝扭角儀和試件。需要具有放大倍數(shù)大、精度高的專門儀器，這種儀器一般稱為側(cè)角儀。然后卸掉手搖柄，用電動加載（或換成快速電動加載）直至試件破壞并立即停車。在截面上出現(xiàn)了一個(gè)環(huán)狀塑性區(qū)，并隨著 Mn 的增長，塑性區(qū)逐步向中心擴(kuò)展， Mn— ? 曲線稍微上升，直到 B 點(diǎn)趨于平坦，截面上各材料完全達(dá)到屈服，扭矩度盤上的指針幾乎不動或擺動，此時(shí)測力度盤上指示出的扭矩或指針擺動的最小值即為屈服扭矩 Ms。7ˊ），與固定夾頭團(tuán)結(jié)在一起的大杠桿也就跟著旋轉(zhuǎn)。 m）、 筆尖由推動測力 指針的齒桿帶動，而圖紙滾動則與傳動主軸 8 聯(lián)動。 （ 3）當(dāng)擺桿保持鉛直時(shí)，測力指針 12 應(yīng)對準(zhǔn)“零”點(diǎn)。 m（ 10Kg 4）檢查及試車 —— 試車 時(shí)先提升試驗(yàn)活動平臺，使試樣隨之上升。因此，在整個(gè)屈服階段，載荷也是上升的，在測力盤上看不到指針倒退現(xiàn)象，這樣，判定壓縮時(shí)的 Ps 要特別小心地注意觀察。這樣，對灰鑄鐵只需測定它的強(qiáng)度極限 b? 就可以了。 11 圖 16 低碳鋼拉伸圖 隨著實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行，載荷 —— 變形曲線將前因后果趨平緩。假使機(jī)器有兩個(gè)載荷級都能滿足要求，則應(yīng)取較小的載荷級以提高載荷測讀精度。 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB228— 76）將比例試樣尺寸列表如下： 試樣 標(biāo)距長度 L0（ mm） 橫截面積 A0（ mm） 圓形試樣直徑 表示伸長率 的 符 號 比 長 A 10d0 任意的 任意的 10? 圖 14 圓形截面試件 9 例 短 A 5d0 5? 表中 d0 表示試樣標(biāo)距部分 的原始直徑， 10? ， 5? 分別表示標(biāo)距長度 L0 為 d0 的10 倍或 5 倍的試樣伸長率。 ②拉伸試樣夾住后，不得再調(diào)整下夾頭的位置，以使帶動下夾頭升降的電動機(jī)燒壞。 ②選擇量程，裝上相應(yīng)的錘重。當(dāng)開動油泵電動機(jī)后，電動機(jī)帶動油泵 5，將油箱里的油，經(jīng)送油閥 23 送至工作油缸 4，推動其工作活塞 6，使上橫梁 活動立柱 8 和活動平臺 9 向上移動。 7．實(shí)驗(yàn)過程中，同組同學(xué)要相互配合，認(rèn)真測取和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； 8．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將儀器、工具清理擺正。材料的力學(xué)性質(zhì)通常是通過拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、斷裂韌性測試等試驗(yàn)來測定的。但是這些假設(shè)和結(jié)論是否正確，理論公式能否應(yīng)用于實(shí)際之中，必須通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．了解試驗(yàn)設(shè)備 —— 萬能材料試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造和工作原理，掌握其操作規(guī)程及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。這壓力的大小與試樣所受載荷的大小成比例。拉伸試樣則須調(diào)整下夾頭位置，使拉伸區(qū)間與試樣長短適應(yīng)。 2．鑄鐵屬脆性材料，軸向拉伸時(shí)，在變形很小的情況下就斷裂，故一般測定其抗拉強(qiáng)度極限 ? b。 2）試樣標(biāo)距長度 10 除了要根據(jù)圓試樣的直徑 d0 或矩形試樣的截面積 A0 來確定外，還應(yīng)將其化整到 5mm 或 10mm 的倍數(shù)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸 速度是：屈服前，應(yīng)力增加速度為 10N／ mm2／ s（ 1kgf／ mm2／ s），屈服后，試驗(yàn)機(jī)活動夾頭在負(fù)荷下的移動速度不大于 ／ min。拉斷處由于各種原因形成縫隙，則此縫隙應(yīng)計(jì)入試樣拉斷后的標(biāo)距部分長度內(nèi)。當(dāng)試樣的高度相對增加時(shí)，摩擦力對試樣中部的影響就變得小了，因此抗壓強(qiáng)度與比值 ho／ do 有關(guān)。所以，低碳鋼不具有抗壓強(qiáng)度極限（也可將它的抗壓強(qiáng)度極限理解為無限大），低碳鋼的壓縮曲線也可證實(shí)這一點(diǎn)。 屈服階段結(jié)束后繼續(xù)加載，將試樣壓成鼓形即可停止。 m）；相應(yīng)的精度分別為 手搖加載：將變速桿 5 放在“空轉(zhuǎn)”位置，搖 動手搖柄 6，帶動變速箱中的軸 II，使傳動主軸 活動夾頭 I 旋轉(zhuǎn)。 ②在實(shí)驗(yàn)時(shí)，不得觸動擺錘，以免影響測讀扭矩精度。它適用于直徑為 ? 10～ 20mm，長度為 100～ 600mrn 的試件。 ②在實(shí)驗(yàn)時(shí)，不得觸動活動車頭。從開始受扭， 直到破壞，近似為一直線，按彈性應(yīng)力公式，其剪切強(qiáng) 度極限： nbb WM?? （ 4— 3） 試件受扭，材料處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)，在 垂直于桿軸和平行于桿軸的各平面上作用著剪 應(yīng)力，而與桿軸成 45186。 24 實(shí)驗(yàn) 四 切變模量 G 的測定 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．測定低碳鋼材料的 切變 模量 G。如果用千分表來放大、測讀兩臂桿的相對旋轉(zhuǎn)弧長，那就是機(jī)械式測角儀（如果用鏡片來代替二臂桿，分別用光杠桿放大 A、 B 兩截面圓周旋轉(zhuǎn)的相對弧長，就成為鏡式測角儀。加載到（ Mn） min，讀取扭角儀上的相應(yīng)初讀數(shù)。 選用試驗(yàn)機(jī)測力盤，復(fù)習(xí)試驗(yàn)操作規(guī)程。 圖 8— 1 三、原理 平面應(yīng)力狀態(tài)下任一點(diǎn)的應(yīng)力有三個(gè)未知數(shù)（主應(yīng)力大小及方向）。由這些數(shù)據(jù)的△0? 、△ 45? 及△ 90? 應(yīng)用（ 8— 2）和（ 8— 1）式即可求出 A 點(diǎn)的主應(yīng)力，并與理論結(jié)果進(jìn)行比較。 四 、 試驗(yàn)方法與步驟 1．量取試件尺寸：厚度 t ；寬度 b ；長度 L。打磨好的表面，如暫時(shí)不貼片，可涂以凡士林等防止氧化。焊接導(dǎo)線前，先用萬用電表檢查導(dǎo)線有否斷路，然后在每根導(dǎo)線的兩端貼上同樣的號碼標(biāo)簽，避免測點(diǎn)多時(shí)造成差錯(cuò)。 四、試驗(yàn)原理 由電測原理知： 1 2 3 4du? ? ? ? ?? ? ? ? （ I7） 式中 du? 為儀器讀數(shù)。 2．力傳感器接線、設(shè)置參數(shù)： 將力傳感器的黃、蘭、紅和白四根引線依次接在 0 通道的 A、 B、 C 和 D 端。再用這組數(shù)據(jù)按公式（ 21）計(jì)算 E。 調(diào)整沖擊試驗(yàn)機(jī)指針調(diào)到“零點(diǎn)”根據(jù)試件材料估計(jì)所需破壞能量，先空打一次，測定機(jī)件間的摩擦消耗功。177。加載荷 1500N后，記錄應(yīng)變 du? ，然后卸載。 為 了 測 定 彈 性 模 量 E ， 可 如 圖 22 組 橋 ， 并 等 增 量 加 載 ， 即0 ( 1 , 2 , , 5 )iF F i F i? ? ?? ?末級載荷 5F 不應(yīng)使材料超出彈性范圍。 實(shí)驗(yàn)二 偏心拉伸實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．測定偏心拉伸試樣材料的彈性模量 E。如氣溫在20℃以上，相對濕度在 55％左右時(shí)用 502 膠水粘貼，采用自然干燥即可。 。所以可用電測應(yīng)變的方法來確定臨界載荷 crP 。如圖 8— 5 所示，其主應(yīng)力與主方向的理論值分別為： 圖 8— 5 2221 22 ????? ?????? ）（ （ 8— 3） 和 ??? 22 ??tg 然后將計(jì)算所得主應(yīng)力及主方向理論值與實(shí)測值進(jìn)行比較。 實(shí)驗(yàn)值與理論值進(jìn)行比較，求出百分誤差。當(dāng)梁受彎曲時(shí)，即可測出各點(diǎn)處的軸向應(yīng)變 實(shí)i? （ i= 5）。 在（ Mn） min 和（ Mn） max 的范圍內(nèi)分 4～ 5 級進(jìn)行加載，確定每級的扭矩增量△Mn，這增量要使扭角儀有明顯的讀數(shù)變化。 鋼在彈性范圍內(nèi)，兩截面間的相對扭角是非常微小的，用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上的測角裝置是難以精確測讀的。 5．對于低碳鋼試件，可以先用手動（或慢速電動加載）緩慢而均勻地加載，當(dāng)測力指針前進(jìn)速度漸漸減慢以至停留不動或擺動，這時(shí)，它表明的值就是 Ms（注意：指針停止不動時(shí)間很短，因此要留心觀察）。 扭矩超過 MP 后，截面上的剪應(yīng)力分布發(fā)生變化，如圖 4— 6（ b）。 試件受力后，固定夾頭就會旋轉(zhuǎn)一個(gè)不大的角度（不超過 2186。 m（ （ 7）自動繪圖 —— 如果需要記錄試驗(yàn)過程中扭矩和扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線，應(yīng)在加載荷前 調(diào)好自動繪圖器的傳動裝置、圖紙、筆尖和墨水。 （ 2）估計(jì)試件所需的最大扭矩，選擇適宜的測力度盤 12 并配置相應(yīng)的擺錘13。它的量程隨所用擺錘的不同重量而分三種： 100N 3）安裝試樣 —— 將試樣準(zhǔn)確地放在試驗(yàn)機(jī)活動平臺承墊的中心位置上。由于截面面積的增大，要維持屈服時(shí)的應(yīng)力，載荷也就要相應(yīng)增大。注意到這些特點(diǎn)，可知灰鑄鐵不