2、拉伸实验数据及计算结果处理。
实 试 验 件 材 规 料 格 实 验 前 截面尺寸d0/mm 截面面积A0/ 测量 部位 低 中 碳 钢 下 10.08 10.06 10.12 10.10 5.4 上 10.00 10.10 10.08 5.4 测 量 数 值 10.06 10.03 10.03 316.05 111.04 平均值 d0 mm2 标距长度实 验 后 断口截面尺寸截面面积A1/ mm2 标距长度l1/ mm 屈服极限强度极限延伸率?/ % 断面收缩率?/% ?s/ MPa ?b/ MPa l0/ mm d0/mm 测 量 数 值 平均值 d1 5.4 91.61 142.86 75.94 109.32 28.66 71.01 3、压缩实验数据 第一根 直径（mm） 7.90 7.88 7.92 第二根 3、计算铸铁压缩实验的强度极限?b。
6.88 6.90 6.92 平均 7.90 6.90 9.20 高（mm） 20.00 材料冲击实验
一、实验目的
1、观察分析低碳钢材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌。 2、测定低碳钢材料的冲击韧度?k值。 3、了解冲击试验方法。
二、实验设备
1、液晶全自动金属摆锤冲击试验机。 2、游标卡尺。
三、实验材料
本实验采用GB/T 229?1994标准规定的10mm?10mm?55mm U形缺口或V形缺口试件。
四、实验步骤及注意事项
1、测量试件缺口处尺寸，测三次，取平均值，计算出横截面面积。
2、检查回零误差和能量损失：正式试验开始前在支座上不放试件的情况下“空打”一次：
（1）取摆：按“取摆”键，摆锤逆时针转动； （2）退销：按“退销”键，保险销退销；
（3）冲击：按“冲击”键，挂/脱摆机构动作，摆锤靠自重绕轴开始进行冲击； （4）放摆：按“放摆”键，保险销自动退销，当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆；
（5）清零：按“清零”键，使摆锤角度值复位为零。注意：必须在摆锤处于垂直
静止状态时方可执行此动作。 第一次“空打”后显示屏上显示的空打冲击吸收功N1即为回零误差，此值经校正后应不大于此摆锤标称能量值的0.1%。
继续“空打”五次，记下第六次空打冲击吸收功N6，则摆锤在摆动中由于空气和摩擦阻力造成的能量损失为：
e?1?N6?N1? 10 此值应不大于此摆锤标称能量值的0.5%。
3、正式试验：按“取摆”键，摆锤逆时针转动上扬，触动限位开关后由挂摆机构挂住，保险销弹出，此时可在支座上放置试件（注意试件缺口对中并位于受拉边）。然后顺序执行以上 “取摆”、“退销”、“冲击”、“放摆”动作。显示屏上将显示该试件的冲击吸收功和相应的冲击韧度。
4、摆锤抬起后，严禁在摆锤摆动范围内站立、行走和放置障碍物。
五、实验数据记录及结果处理
材 试件缺口处横截面积料 A(cm2) 低碳钢 铸铁
冲击功W(N?m) 冲击韧度?k?(N?m/ cm2) W A0.868 0.862 123.542 1.867 142.329 2.166
低碳钢 低碳钢
材料的扭转实验
一、实验目的
1、观察低碳钢和铸铁的变形现象及破坏形式。 2、测定低碳钢的剪切屈服极限和强度极限。 3、测定铸铁的剪切强度极限。
二、实验设备
1、微机控制电子扭转试验机。 2、游标卡尺。
三、实验试件
实验所用试件与拉伸试件标准相同，如下图1所示。为防止打滑，试件的夹持段宜为类矩形：
图1
四、实验原理
圆柱形试件在扭转时，横截面边缘上任一点处于纯剪切应力状态（图2）。由于纯剪切应力状态是属于二向应力状态，两个主应力的绝对值相等，大小等于横截面上该点处的剪应力?，?1与轴线成45°角。圆杆扭转时横截面上有最大剪应力，而45°斜截面上有最大拉应力，由此可以分析低碳钢和铸铁扭转时的破坏原因。由于低碳钢的抗剪强度低于抗拉强度，试件横截面上的最大剪应力引起沿横截面剪断破坏；而铸铁抗拉强度低于抗剪强度，试件由与杆轴线成45°的斜截面上的?1引起拉断破坏。
?3 T ?1 T ? ?1 ?3 图2 在低碳钢试件受扭过程中，通过扭矩传感器和扭角传感器进行数据采集，A/D转换和
处理，并输入计算机，得到T??曲线，T??曲线也叫扭转图，如图3所示。图中起始直线段OA表示试件在这个阶段中的T与?成比例，截面上的剪应力是线性分布，如图4(a)所示。此时截面周边上的剪应力达到了材料的剪切屈服极限?s。由于这时截面内部的剪应力小于?s，故试件仍具有承载能力，T??曲线呈继续上升的趋势。扭矩超过Tp后，截面上的剪应力分布不再是线性的，如图4(b)所示。在截面上出现了一个环状塑性区，并随着T的增长，塑性区逐步向中心扩展，T??曲线稍微上升，直至B点趋于平坦，截面上各点材料完全达到屈服，这时的扭矩即为屈服扭矩Ts，如图4(c)所示。
C T
A Tp B Tb Ts O ? 图3
剪切屈服极限为：
?s?3Ts （1） ?4Wt?d3式中，Wt?是实心试件的抗扭截面模量（或称抗扭截面系数）。
16 ?s ?s
?s
T?TP时的剪应力分布 TP?T?Ts时的剪应力分布 T?Ts时的剪应力分布
（a） （b） （c）
图4
继续给试件加载，试件再继续变形，材料进一步强化。从图3看出，当扭矩超过Ts后，?增