《工程力学》　实验指导书食品科学系工程教研室　编　北京农学院　二00九年四月　实验一　低碳钢的拉伸实验　一、实验目的:　1、测定低碳钢在拉伸时屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和截断面　面收缩率Ψ。　2、　观察低碳钢拉伸过程中的各种现象　(包括屈服、　强化、　颈缩等现象)　,　及拉伸图(P-ΔL　曲线)　。　3、观察并分析低碳钢拉伸后的断口特征。　二、实验设备:　1、WE-100B型液压式万能试验机　2、游标卡尺　三、试件:　由于试件的形状和尺寸对实验结果有一定的影响。为了便于互相比较　应按统一规定加工成标准试件。　试件加工须按《金属拉伸实验试样》　(GB6397-86)的有关要求进行。　本实验的试件采用国家标准(GB6397-86)所规定的圆棒试件,尺寸为　d=10mm,标距长度L0=100mm,见图　1-1。为测定低碳钢的断后延伸率δ,　须用刻线机在试样标距范围内刻划圆周线,将标距L0分为等长的　10　格。　图1-1　圆形拉伸试件　四、实验原理和方法　拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。低碳钢的力学性能　如:屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等均是由拉伸破坏实验确　定的。　1、力-伸长曲线的绘制:通过实验机绘图装置可自动绘成以轴向力　P　为纵坐标、试件伸长量ΔL　为横坐标的力-伸长曲线(P-ΔL　图)　,如图　1-2　所示。低碳钢的力-伸长曲线是一种典型的形式,整个拉伸变形分四个阶　段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。　应当指出,绘图仪所绘出的拉伸变形ΔL　是整个试件(不只是标距部　分)的伸长,而且还包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动　等。试件开始受力时,头部夹头中的滑动很大,故绘出的拉伸图最初一般　是曲线。　图1-2　低碳钢拉伸图　2、屈服极限的测定:　随着荷载的增加,变形也与荷载呈正比增加,P-ΔL图上为一直线,　此即直线弹性段。过了直线弹性段,尚有一极小的非直线弹性段。弹性阶　段包括直线弹性段和非直线弹性段。当荷载增加到一定程度,测力指针往　回偏转,继而缓慢的来回摆动,相应地在P-ΔL图上画出一段锯齿形曲线,　此段即屈服阶段。　经过抛光的试样,　在屈服阶段可以观察到与轴线约成　45　0　的滑移线纹。曲线在屈服阶段力首次下降前的最大力Ps　′　,称为上屈服力,　与其对应的应力称为上屈服点;不计初始瞬时效应的最小力Ps称为下屈