3.5 实践环节 观察材料的拉伸试验（课件）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

同步精品课程——中职专业课 第3章 构件的承载能力分析 3.5 实践环节 观察材料的拉伸试验 《汽车机械基础》（第2版） 机工版 1 知识目标 1.比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)在拉伸时的力学性能和断口特征。 2.观察金属材料在拉伸过程中的变形与破坏特点。 教学目标 加工工表明 导入情景 3.5 实践环节 观察材料的拉伸试验 【试验目的】 1)测定低碳钢的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。 2)测定铸铁的抗拉强度Rm。 3)比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)在拉伸时的力学性能和断口特征。 4)观察金属材料在拉伸过程中的变形与破坏特点。 【试验设备】 万能试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁的标准试样等。 01 新知学习 【试验原理】 1.试样 拉伸试验所用试样如图3-3所示，夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力。这两部分的形状和尺寸，决定干试样的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。标距Lo是待试部分，也是试样的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。试样的尺寸和形状对材料的塑性影响很大，为了能正确地比较各种材料的力学性能，国家对试样尺寸做了标准化规定。 02 新知学习 根据国标GB/T 228.1-2010规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试样的原始标距Lo与原始横截面积So的关系满足Lo= 。比例系数k取5.65时称为短比例试样，k取11.3时称为长比例试样，国际上比例系数K取5.65。非比例试样LO与SO无关。本次试验所用试样为长比例试样。 2.实验原理 低碳钢拉伸经历四个过程，如图3-4所示。 (1)弹性阶段 包括正比例阶段，其正切值tanα为弹性模量E，此阶段在任意一点处卸载，试样能沿着原来的曲线恢复到零点的状态。 02 新知学习 (2)屈服阶段 载荷不增加而变形急剧增大，材料失去抵抗变形的能力，产生屈服。此时，测力度盘指针来回摆动，其所指的最小值即为屈服载荷Fs。 (3)强化阶段 继续加载，材料继续产生变形，这一阶段，低碳钢材料重新恢复了抵抗变形的能力。实际的生产中，对低碳钢进行加工，使其达到强化阶段，可使材料的抗拉强度提高，达到节约材料的目的。在强化阶段达到最大载荷Fb。 (4)缩颈阶段 低碳钢产生明显的缩领现象，断口处有热量产生。 图3-5所示为铸铁拉伸过程。铸铁在必形很小时被就拉断。铸铁的断后伸长率和断面收缩率都很小，很难测出。 02 新知学习 3.低碳钢与铸铁的强度指标与塑性指标 (1)低碳钢 02 新知学习 【试验步骤】 1)用直尺测出试样的原始标距Lo，并在标距范围内测出试样初始直径do，测量完后做好记录。 2)选好测力盘，调整好测力指针，并使主动针、从动针靠拢。先将试样装入上夹头内，再移动下夹头，使其到达合适的位置，把试件下端夹紧。 02 新知学习 3)关闭回油阀、送油阀，起动电动机，缓慢打开送油阀，开始对试样加载。 加载过程中注意观察测力指针的变化，用慢速加载，使试样的变形匀速增长。国家标准规定的拉伸速度:屈服前，应力增加速度为10MPa/s;屈服后，试验机活动夹头在载荷下的移动速度不大于0.5Lo/min。在试样匀速变形的过程中，测力盘上的指针起初也是匀速前进的，但是当指针停止前进或倒退时，就表明试祥进入屈服阶段，读出指针来回摆动的最小载荷Fs。试样拉断后立即停机，并由表盘上从动针读出最大的拉伸载荷Fb。 4)取下试样，用游标卡尺测量断口处最小的直径d1，对齐标记将被拉断试样的两段对接在一起，用直尺测出断后标距Lu。 02 新知学习 5)铸铁拉伸实验方法与低碳钢基本相同，注意铸铁没有屈服过程，在表盘上只读最大拉伸载荷Fb。 02 新知学习 【试验记录及数据处理】 1.试样尺寸 根据试验填写表3-4、表3-5。 02 新知学习 2. 低碳钢拉伸的力学性能 根据试验数据，填写表3-6。 02 新知学习 3. 铸铁拉伸的力学性能 根据试验数据填写表3-7。 【试验结果分析及讨论】 对低碳钢和铸铁试样拉伸时的断口形状进行描述，并分析破坏原因。 02 小试牛刀 对低碳钢和铸铁试样拉伸时的断口形状进行描述，并分析破坏原因。 课堂小结 本节内容通过试验测试材料的拉伸，并做好数据记录，总结分析。 03 作业布置 对低碳钢和铸铁试样拉伸时的断口形状进行描述，并分析破坏原因。 04 感谢观看 $$