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压缩实验（一）实验目的1．测定压缩时低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb2．观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较铸铁试件压缩实验时，在达到最大载荷Pb前要出现较大的变形后才发生破裂，此时测力指针迅速倒退，由从动指针可读出最大载荷Pb值铸铁试件最后表面出现与试样轴线大约成45°左右的倾斜裂纹，破坏主要是由剪应力引起的二）实验设备及试件1．WE-600液压式万能试验机或WDW-3300微机控制电子万能试验机或WAW-3100微机控制电液伺服万能试验机2．KL-150游标卡尺3．压缩试件（三）实验原理及装置低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形（图3-2.1） 图3-2.1 图3-2.2当试件承受压缩时，其上下两端面与试验机支承垫之间产生很大的摩擦力（图3-2.2），这些摩擦力阻碍试件上部和下部的横向变形若在试件两端面涂以润滑剂，就可以减小摩擦力，试件的抗压能力将会有所降低当试件的高度相对增加时，摩擦力对试件中部的影响将有所减小，因此抗压能力与试件高度h0和直径d0的比值h0/ d0有关例如这一比值愈大，铸铁的强度极限就愈小。

由此可见，压缩试验是有条件的在相同的实验条件下，才能对不同材料的压缩性能进行比较金属材料压缩破坏实验所用的试件一般规定为 图3-2.3 图3-2.4 图3-2.5为了尽量使试件承受轴向压力，试件两端面必须完全平行，并且与试件轴线保持垂直其端面还应制作得光滑，以减小摩擦力的影响试验机应附有球形承垫（图3-2.3），球形承垫位于试件上端或下端当试件两端面稍有不平行时，球形承垫可以起调节作用，使压力通过试件轴线在万能试验机上实验时，利用自动绘图器、可以绘出低碳钢压缩图（图3-2.4）和铸铁压缩图（图3-2.5）在低碳钢压缩图中，在开始出现变形增长较快的非线性小段时，表示到达了屈服载荷Ps但是这时并不象拉伸那样有明显的屈服阶段此后，压缩图形沿曲线继续上升，这是因为塑性变形迅速增长，试件横截面面积也随之增大，而增大的面积能承受更大的载荷因此，在压缩实验中测定Ps时要特别小心观察在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料发生屈服时，主动针将减慢，稍微回退或者停顿一下，这时对应的载荷即为屈服载荷Ps ，由于指针转动速度的减慢不十分明显，故常要借助绘图器上绘出的压缩图来判断Ps到达的时刻。

电子万能试验机上可以自动作出压缩图和屈服载荷Ps、最大载荷Pb低碳钢试件最后可压成饼状而不破裂，所以无法求出最大载荷及其强度极限铸铁试件作压缩实验时，在达到最大载荷Pb时测力指针迅速倒退，由从动指针可读出最大载荷Pb值铸铁试件最后表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹，破坏主要是由剪应力引起的四）实验步骤低碳钢试件（在微机控制电子万能试验机上做）1．试件准备用游标卡尺测量试件中部的直径，相互垂直量两次取其平均值来计算截面面积A根据低碳钢的屈服极限σS乘以试件的面积A估算出屈服载荷的大小，定出多大载荷返回2．安装试件将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心处3．试验机准备及实验（1）按住单片机上的F1的同时，用钥匙开机，待密码出现后松开F1键—返回2）操纵遥控盒，使上压板与试件保留1毫米左右的间隙3）打开电脑软件—确定—联机—清零4）试样录入—右键—启动复制—按向下光标—保存—关闭—找出输进的编号5）参数设置—下一步（返回速率定10）下一步—下一步（注意前面的选中项）下一步（负荷增量定10）—关闭—清零—试验开始6）压缩过程中，把试验力-位移曲线找出来，待机器返回后，按停止键。

7）数据管理—选中序号—单击右键—选曲线类型（试验力、位移）—分析—报表—页面设置—选单元项目—报表预览—打印设置—确定8）脱机—关闭把试件拿下，把屈服载荷PS填入表中9）请教师检查实验记录，实验数据一律用表格形式4．结束工作将试验机的一切机构复原清理试验现场，将借用的仪器归还原处铸铁试件（在WAW-31000微机控制电液伺服万能试验机上做）1．试件准备用游标卡尺测量试件中部的直径，相互垂直量两次取其平均值来计算截面面积A2．安装试件将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心处3．试验机准备及实验（1）打开控制箱—打开电脑软件—用户名称—管理员—密码123—登陆（待几秒钟出现笑脸，力有数字显示）2）试样录入—增加—试验编号—试验组数—压缩—柱形—d—保存试样尺寸—保存—返回3）试样选择—压缩—选定试验编号—试验导航—打开油泵总电源—开泵—上升（3—5）毫米左右—试验力清零—停止4）放试样—操纵遥控器动横梁（使上压板与试样离开2-3毫米）—试验方法—压缩—铸铁—（检查设定参数是否正常）—导入—确定—试验启动—待横梁返回停止5）试验结果—试验浏览—压缩—全部试验—选定编号—曲线分析—曲线整体放大—曲线返回—返回—打印设置—报告打印—压缩—全部试验—选定编号—选定序号—单组打印—报告打印。

6）把试件拿下，把最大载荷Fm填入记录数据表中7）请教师检查实验记录，实验数据一律用表格形式4．结束工作（同前）五）实验数据及计算结果1．试样尺寸材 料 高 度h (mm) 直 径do(mm)面 积AO(mm2)低碳钢 1 2平 均 铸 铁 1 2平 均 2．实验数据及计算结果材 料屈服载荷ΡS(KN)屈服极限σS(MPa)最大载荷Рb(KN)强度极限σb（MPa ）低碳钢铸 铁根据低碳钢的屈服载荷，计算出低碳钢的屈服极限： （MPa ）根据铸铁的最大载荷，计算出铸铁的强度极限： （MPa ）式中Ao为实验前试件的横截面面积六）注意事项1．未经指导教师同意不得开动机器2．练习时要严格要遵守操作规程操作者不得擅自离开操纵台3．试验时听见异声或发生任何故障，应立即停车七）思考题1．由低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验结果，比较塑性材料和脆性材料的力学性质以及它们的破坏形式2．为什么铸铁试件在压缩时沿着与轴线大致成45°的斜面破坏？。