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萬能材料試驗機之壓縮試驗(材料力學試驗)

作為萬能材料試驗機包括(電子萬能試驗機、液壓萬能試驗機)的一項基本功能就是進行材料壓縮試驗,壓縮試驗的目的為測定壓縮時低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強度極限σb觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時的變形和破壞情況。下面由恒旭試驗機李工來詳細介紹一下該試驗。

壓縮試驗試樣為低碳鋼和鑄鐵等金屬材料制成圓柱形(圖3—3)。其直徑d0與高h0之間比例應控制在。即高度不能太大以避免試件在試驗中發生撓曲現象。但h0也不能太小,由于上下墊板發生摩擦,也影響試驗結果。由于摩擦阻止了靠近墊板部分的金屬的橫向變形,因而試件變形后如(圖3—4)所示形成鼓形,越靠近墊板變形越小。這種摩擦力的影響,試件越小影響越大。所以需要在試件兩端面涂上潤滑劑(潤滑

 

 

 

 

 

 

3—3                 圖3—4                  圖3—5

油或石蠟),以減小摩擦。同時在安放試件時要放在壓板的中心,并使用導向裝置(圖3

—5),使試件僅承受軸向壓力。

我公司生產的萬能材料試驗機的操作步驟如下

1、低碳鋼微機控制屏顯液壓萬能試驗機

(1)測量尺寸:測量試件的高度和直徑,直徑取試件的上、中、下三處,每處垂直交叉各測量一次,取最小值來計算截面面積A。

(2)安放試件:將試件安放在下夾板的中心位置或壓縮實驗裝置的中心(注意一定要放在中心,否則偏心受壓)。

3)加載:如果試件或壓縮實驗裝置離上壓板空間較大,有幾十厘米空間,此時可以將進油閥開到較大,讓活動平臺快速上升。這時右手控制進油閥,左手放在停止按鈕上(控制臺面上的紅色按鈕),眼睛看著試件。當試件或壓縮實驗裝置離上壓板還差5cm時,左手立即按下停止按鈕,右手關閉進油閥(順時針轉動手輪),直到關閉為止。然后重新啟動試驗機,順手轉進油閥2~3下(1圈左右),并緩慢而均勻地加載。注意觀察計算機屏幕試驗力變化,如果變化較快,則關小一些進油量;如果變化較慢,則開大一些進油量。同時注意觀察屏幕上自動繪制的P-ΔL曲線。曲線的開始部分為一段斜直線,說明低碳鋼在彈性階段,此時力與變形成比例。當測力指針轉動速度減慢或停頓,曲線出現拐點時,此時的荷載即為屈服荷載Ps。然后再加大一些進油量,繼續加載,一般加到220KN即可,停機,此時試件被壓成鼓狀。如果繼續加載,隨著載荷的增大,試件將越壓越扁,最后將壓成餅形而不破裂(如圖3—6所示)。

2、鑄鐵

鑄鐵壓縮實驗的方法和步驟與低碳鋼壓縮相同,但要注意鑄鐵是脆性材料,沒有屈服點。從P-ΔL曲線上可以看出,其壓縮圖在開始時接近于直線,以后曲率逐漸增大,當載荷達到最大載荷Pb時,測力指針停頓并開始往回走,預示試件很快破裂,這時關小一些進油量,當聽到響聲后,立即停機(按下紅色按鈕),打開回油閥,關閉進油閥,由從動針可讀出Pb值。試件最后被破壞(如圖3—7所示),破裂面與試件軸線約成450角。

圖3—6 低碳鋼壓縮               圖3—7 鑄鐵壓縮

注意事項

(1)當試件或壓縮實驗裝置的頂面與上壓板快接觸時,進油量一定要。進油閥控制在半圈即可),否則進油量較大,引起載荷瞬間突然增大,超過試驗的最大量程,造成試驗機損壞。

(2)鑄鐵壓縮時,不要靠近試件探望,以防試件破壞時,碎片飛出傷人。

試驗完成后保存試驗數據,測控系統可以自動計算出低碳鋼的屈服極限和鑄鐵強度極限。公式如下:

                          

式中A0是試驗前試件截面面積。

繪圖表示兩種材料的變形和斷口形狀、從宏觀角度分析破壞原因;比較并說明兩種材料的力學性質特點。

以上為金屬的壓縮試驗,采用的是恒旭試驗機廠生產的微機屏顯液壓萬能試驗機,結果經長期多批次試驗證實,準確可靠!

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