拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)§1 拉伸實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)1、概述常溫、靜載作用下（應(yīng)變速率10-1）的軸向拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)量材料力學(xué)性能中最基本、應(yīng)用最廣泛的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)，可以全面地測(cè)定材料的力學(xué)性能，如彈性、塑性、強(qiáng)度、斷裂等力學(xué)性能指標(biāo)。這些性能指標(biāo)對(duì)材料力學(xué)的分析計(jì)算、工程設(shè)計(jì)、選擇材料和新材料開(kāi)發(fā)都有極其重要的作用。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 測(cè)定低碳鋼的下列性能指標(biāo)：兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)：流動(dòng)極限、強(qiáng)度極限；兩個(gè)塑性指標(biāo)：斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率；測(cè)定鑄鐵的強(qiáng)度極限。2.2觀察上述兩種材料在拉伸過(guò)程的各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并繪制拉伸實(shí)驗(yàn)的F曲線。2.3分析比較低碳鋼（典型塑性材料）和鑄鐵（

2、典型脆性材料）的力學(xué)性能特點(diǎn)與試樣破壞特征。2.4了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的構(gòu)造和工作原理，掌握其使用方法。2.5了解名義應(yīng)力應(yīng)變曲線與真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的區(qū)別，并估算試件斷裂時(shí)的應(yīng)力。3、實(shí)驗(yàn)原理圖1.1常用拉伸試件形狀圖1.2 低碳鋼拉伸曲線 圖1.3 鑄鐵拉伸曲線Fp-比例伸長(zhǎng)荷載；Fe-彈性伸長(zhǎng)荷載；Fsu-上屈服荷載； Fb-極限荷載Fsl-下屈服荷載；Fb-極限荷載；Fk-斷裂荷載對(duì)一確定形狀試件兩端施加軸向拉力，使有效部分為單軸拉伸狀態(tài)，直至試件拉斷，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)測(cè)量試件所受荷載及變形的關(guān)系曲線并觀察試件的破壞特征，依據(jù)一定的計(jì)算及判定準(zhǔn)則，可以得到反映材料拉伸試驗(yàn)的力學(xué)指標(biāo)，并以此指標(biāo)來(lái)

3、判定材料的性質(zhì)。為便于比較，選用直徑為10mm的典型的塑性材料低碳鋼Q235及典型的脆性材料灰鑄鐵HT200標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。常用的試件形狀如圖1.1所示，實(shí)驗(yàn)前在試件標(biāo)距范圍內(nèi)有均勻的等分線。典型的低碳鋼(Q235)的曲線和灰口鑄鐵（HT200）的曲線如圖1.2、圖1.3所示。低碳鋼Q235試件的斷口形狀如圖1.4所示，鑄鐵 圖1.5 鑄鐵HT200試件拉伸實(shí)驗(yàn)斷口形式HT200試件的斷口形狀如圖1.5所示， 圖1.4 低碳鋼Q235試件拉伸實(shí)驗(yàn)斷口形式觀察低碳鋼的曲線，并結(jié)合受力過(guò)程中試件的變形，可明顯地將其分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、局部變形階段。(1)彈性階段OE

4、在OP階段中的拉力和伸長(zhǎng)成正比關(guān)系，表明低碳鋼的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系，遵循胡克定律。故P點(diǎn)的應(yīng)力稱為材料的比例極限,如圖1.2所示。若當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增加達(dá)到材料彈性極限E點(diǎn)時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變間的關(guān)系不再是線性關(guān)系，但變形仍然是彈性的，即卸除拉力后變形恢復(fù)。工程上對(duì)彈性極限和比例極限并不嚴(yán)格區(qū)分，而統(tǒng)稱為彈性極限，它是控制材料在彈性變形范圍內(nèi)工作的有效指標(biāo)，在工程上有實(shí)用價(jià)值。 (2)屈服階段ES 當(dāng)拉力超過(guò)彈性極限到達(dá)鋸齒狀曲線時(shí)，拉力不再增加或開(kāi)始回轉(zhuǎn)并震蕩，這時(shí)在試樣表面上可看到表面晶體滑移的跡線。這種現(xiàn)象表明在試件承受的拉力不繼續(xù)增加或稍微減少的情況下試件繼續(xù)伸長(zhǎng)，稱為材料的屈服，其應(yīng)力稱為屈服

5、強(qiáng)度(流動(dòng)極限)。拉力首次回轉(zhuǎn)前的最大力(上屈服力)及不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)(即不計(jì)載荷首次下降的最低點(diǎn))時(shí)的最小力 (下屈服力)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為上、下屈服強(qiáng)度。由于上屈服強(qiáng)度受變形速度及試件形式等因素的影響有一定波動(dòng)，而下屈服強(qiáng)度則比較穩(wěn)定，故工程中一般只測(cè)定下屈服強(qiáng)度。其計(jì)算公式為： 。屈服應(yīng)力是設(shè)計(jì)材料許用應(yīng)力的一個(gè)重要指標(biāo)。 (3)強(qiáng)化階段SB過(guò)了屈服階段以后，試件材料因塑性變形其內(nèi)部晶體組織結(jié)構(gòu)重新得到了調(diào)整，其抵抗變形的能力有所增強(qiáng)，隨著拉力的增加，伸長(zhǎng)變形也隨之增加，拉伸曲線繼續(xù)上升。SB曲線段稱為強(qiáng)化階段，隨著塑性變形量的增大，材料的力學(xué)性能發(fā)生變化，即材料的變形抗力提高，塑性變差，這

6、個(gè)階段稱為強(qiáng)化階段。當(dāng)拉力增加，拉伸曲線到達(dá)頂點(diǎn)時(shí)，曲線開(kāi)始返回，而曲線頂點(diǎn)所指的最大拉力為，由此求得的材料的抗拉強(qiáng)度極限為 ，它也是衡量材料強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。實(shí)際上由于試件在整個(gè)受力過(guò)程中截面面積不斷發(fā)生變化，按公式得到抗拉強(qiáng)度極限為名義值，并非為荷載為最大值時(shí)的真實(shí)應(yīng)力，也非整個(gè)拉伸過(guò)程中的最大應(yīng)力，從拉伸實(shí)驗(yàn)的曲線可以看出，試件并非在最大荷載時(shí)斷裂。試件在拉過(guò)最大荷載后，仍有確定的承載力，低碳鋼拉伸的過(guò)程中試件的應(yīng)變持續(xù)增加，而應(yīng)變是由應(yīng)力引起的，低碳鋼拉伸的過(guò)程同樣也是一個(gè)應(yīng)力持續(xù)增加的過(guò)程，試件的最大應(yīng)力應(yīng)為試件斷裂時(shí)的應(yīng)力。雖然，按公式得到抗拉強(qiáng)度極限為名義值，但這種計(jì)算辦法有利

7、于工程設(shè)計(jì)，有著普遍的工程意義。 (4)頸縮和斷裂階段BK對(duì)于塑性材料來(lái)說(shuō)，在承受拉力以前，試樣發(fā)生的變形各處基本上是均勻的。但在達(dá)到以后，變形主要集中于試件的某一局部區(qū)域，該處橫截面面積急劇減小，這種現(xiàn)象即是“頸縮”現(xiàn)象，此時(shí)拉力隨之下降，直至試件被拉斷，其斷口形狀成杯錐狀。試件拉斷后，彈性變形消失，而塑性變形則保留在拉斷的試件上。利用試件標(biāo)距內(nèi)的塑性變形及試件斷裂時(shí)的荷載來(lái)計(jì)算材料的斷裂伸長(zhǎng)率、斷面收縮率及斷裂應(yīng)力的估算值。斷裂伸長(zhǎng)率： 式中，-延伸率，-原始標(biāo)距，-斷后標(biāo)距。斷面收縮率 ：式中，-延伸率，-原始截面面積，-斷后最小截面面積。斷裂應(yīng)力估算值 ：式中，-斷裂應(yīng)力估算值，-斷裂

8、荷載，-斷裂處最小截面面積。由延伸率的定義可以看出，為標(biāo)距長(zhǎng)度范圍內(nèi)延伸的均值，實(shí)際上由于試件的頸縮導(dǎo)致試件在標(biāo)距范圍內(nèi)的變形并不均勻，若事先在試件表面做等長(zhǎng)的標(biāo)記，將試件分成等長(zhǎng)的多段小標(biāo)距，斷裂后會(huì)發(fā)現(xiàn)，小標(biāo)距離頸縮點(diǎn)越近變形越大，離頸縮點(diǎn)越遠(yuǎn)變形越小，且呈對(duì)稱分布，最終趨于變形均勻。這樣同樣材質(zhì)、同樣直徑的試件采用不同的標(biāo)距進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)有不同的，為了使材料拉伸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有可比性與符合性，國(guó)家已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo))GB639786金屬拉伸試驗(yàn)試樣、GB22887金屬拉伸試驗(yàn)方法。規(guī)定拉伸試件分為比例和定標(biāo)距兩種，表面分為經(jīng)機(jī)加工試祥和不經(jīng)機(jī)加工的全截面試件，通常多采用經(jīng)機(jī)加工的圓形截

9、面試件或矩形截面試件比例試樣標(biāo)距按公式確定，式中為試件的截面面積，系數(shù)通常為5.65或11.3，前者稱為短試件，后者為長(zhǎng)試件。對(duì)于直徑為10mm的試件而言，短、長(zhǎng)試件的標(biāo)距應(yīng)分等于50mm及100mm,即或，對(duì)應(yīng)的延伸率分別定義為和。通常，延伸率小的材料多采用短標(biāo)距試件，延伸率大的材料多采用長(zhǎng)標(biāo)距試件。同樣由于低碳鋼試件頸縮變形的不均勻性和梯次遞減的特性，同樣的試件，當(dāng)斷口在中間時(shí)和斷口在靠近邊緣時(shí)會(huì)有一定的差異，這樣不利于數(shù)據(jù)的相互比較，為減小由于斷口位置導(dǎo)致的誤差，GB22887規(guī)定：若斷口距標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于L0/3時(shí)，則需要用“移位法”來(lái)計(jì)算LK。其方法是：以斷點(diǎn)為中心，利用長(zhǎng)段

10、上相對(duì)應(yīng)的變形格的長(zhǎng)度加到短段已有的變形格上，使短段的計(jì)算變形格數(shù)為N/2或N/2-1個(gè)（N為原始有效標(biāo)距的個(gè)數(shù)），加上長(zhǎng)段的N/2或N/2+1個(gè)格數(shù)的長(zhǎng)度，就為斷裂后的計(jì)算長(zhǎng)度LK。其原理如圖1.6：金屬材料塑性斷裂變形示意圖圖1.6金屬材料塑性斷裂變形示意圖在上圖中，假定斷口在試件的中間，則有L1L1，L2L2，L3L3， L1L2L3。這樣通過(guò)移位處理就可以減小由于試件斷裂位置不同引起的誤差。圖1.7為金屬材料移位處理示意圖 圖1.7 位法處理示例從上圖可以看出：不進(jìn)行移位處理時(shí)LK=LAD+ LDB，進(jìn)行移位處理后LK=LAD+ LCD，由于試件斷裂的不均勻性可知：LCDLDB，因此經(jīng)

11、移位處理后的LK大于未移位處理的LK，且其更接近于斷點(diǎn)在試件中間的情形，這樣有利于提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相符性及可比性。 通過(guò)斷裂應(yīng)力估算值的計(jì)算，并將其與名義拉伸強(qiáng)度相比較，可以明顯地看出，由于公式中，為斷裂后的測(cè)量值，且試件頸縮過(guò)程中有一定的應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象，所以，為估算值，但其較接近真值。 這樣通過(guò)對(duì)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中曲線的分析就可以得到反映低碳鋼抵抗拉伸荷載的力學(xué)性能指標(biāo)：屈服強(qiáng)度：，抗拉強(qiáng)度：，延伸率：/，斷面收縮率：，斷裂應(yīng)力：。同樣通過(guò)對(duì)鑄鐵試件曲線的分析就可以得到反映鑄鐵抵抗拉伸荷載的相應(yīng)力學(xué)性能指標(biāo)，對(duì)于典型的脆性材料鑄鐵，觀察其曲線可發(fā)現(xiàn)在整個(gè)拉伸過(guò)程中變形很小，無(wú)明顯的彈性階

12、段、屈服階段、強(qiáng)化階段、局部變形階段，在達(dá)到最大拉力時(shí)，試樣斷裂。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可發(fā)現(xiàn)無(wú)屈服、頸縮現(xiàn)象，其斷口是平齊粗糙的，屬脆性破壞但由于鑄鐵在拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有表現(xiàn)出塑性指標(biāo)，所以，在拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只能測(cè)得其抗拉強(qiáng)度：。4、實(shí)驗(yàn)方案4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量工具及試件圖1.8 YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（圖1.8）、150mm游標(biāo)卡尺、標(biāo)準(zhǔn)低碳鋼、鑄鐵拉伸試件（圖1.1）。YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)由試驗(yàn)機(jī)主機(jī)部分和數(shù)據(jù)采集分析兩部分組成，主機(jī)部分由加載機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的傳感器組成，數(shù)據(jù)采集部分完成數(shù)據(jù)的采集、分析等。圖1.9 安裝好的拉伸試件試件采用標(biāo)準(zhǔn)圓柱

13、體短試件，為方便觀測(cè)試件的變形及判定延伸率，試驗(yàn)前需用游標(biāo)卡尺測(cè)量出試件的最小直徑，并根據(jù)試件的最小直徑（）確定標(biāo)距的長(zhǎng)度（,需進(jìn)行必要的修約），并在標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)均勻制作標(biāo)記，為方便數(shù)據(jù)處理，通常將標(biāo)距長(zhǎng)度10等份刻痕。常用的標(biāo)記方式有：機(jī)械刻痕、腐蝕刻痕、激光刻痕等。圖1.1為已進(jìn)行刻痕處理的低碳鋼拉伸短試件。4.2 裝夾、加載方案安裝好的試件如圖1.9所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝有夾頭的試件通過(guò)夾頭與試驗(yàn)機(jī)的上、下夾頭相聯(lián)接，上夾頭通過(guò)鉸拉桿與試驗(yàn)機(jī)的上橫梁呈鉸接狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)油缸下行帶動(dòng)下夾頭向下移動(dòng)并與夾頭相接觸時(shí)，試件便受到軸向拉力。加載過(guò)程中通過(guò)控制進(jìn)油手輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)控制加載速度。專心-專注-專

14、業(yè)4.3 數(shù)據(jù)測(cè)試方案圖1.11 實(shí)測(cè)鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)曲線試件所受到的拉力通過(guò)安裝在油缸底部的拉、壓力傳感器測(cè)量，變形通過(guò)安裝在油缸活塞桿內(nèi)的位移傳感器測(cè)量。4.4 數(shù)據(jù)的分析處理數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄試件所受的力及變形，并生成力、變形實(shí)時(shí)曲線及力、變形X-Y曲線，圖1.10為實(shí)測(cè)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)曲線，圖1.11為實(shí)測(cè)鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)曲線圖1.10 實(shí)測(cè)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)曲線在圖1.10中左窗口，力、變形實(shí)時(shí)曲線，上部曲線為試件所受的力，下部曲線為試件的變形。右窗口，力、變形的X-Y曲線，從力變形的X-Y曲線可以清晰地區(qū)分低碳鋼拉伸的四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮斷裂階段。在左窗口中，通過(guò)

15、移動(dòng)光標(biāo)可以方便地讀取所需要的數(shù)據(jù)，屈服荷載、極限荷載、斷裂荷載。實(shí)驗(yàn)中需要的其它數(shù)據(jù)，原始標(biāo)距斷裂后的長(zhǎng)度、斷裂處最小截面面積，依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求由游標(biāo)卡尺直接或間接測(cè)量。在圖1.11中，透過(guò)移動(dòng)光標(biāo)可得到鑄鐵拉伸的極限荷載，通過(guò)峰值光標(biāo)或利用統(tǒng)計(jì)功能可方便得到極限荷載。得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，就可以得到所需要的力學(xué)指標(biāo)。5、完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告 在了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作后，就應(yīng)該完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告包括：明確相關(guān)概念、預(yù)估試件的最大載荷、明確操作步驟等，在完成預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)，有些條件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)已給出（包括后續(xù)的試驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介）、有些條件為已知條件、有些條件則需要查找相關(guān)標(biāo)

16、準(zhǔn)或參考資料。通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告的完成，將有利于正確理解及順利完成實(shí)驗(yàn)。有條件的同學(xué)可以利用多媒體教學(xué)課件，分析以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀看實(shí)驗(yàn)過(guò)程等。 完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，并獲得輔導(dǎo)教師的認(rèn)可，是進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)操作的先決條件。6、實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介6.1試件原始參數(shù)的測(cè)量及標(biāo)距的確定實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)短試件，試件形狀見(jiàn)圖1.6，用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距長(zhǎng)度的中央和兩端的截面處，按兩個(gè)垂直的方向測(cè)量直徑，取其算術(shù)平均值，選用三處截面中最小值進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)測(cè)得的直徑確定標(biāo)距長(zhǎng)度（）并修約到最接近的5mm的倍數(shù)的長(zhǎng)度，并在原始標(biāo)距長(zhǎng)度L0范圍內(nèi)標(biāo)記十等分格用于測(cè)量試件破壞后的伸長(zhǎng)率。圖1.12試件裝夾示意6.2裝夾試件6.2.1旋

17、轉(zhuǎn)上夾頭使之與上橫梁為鉸接狀態(tài)（夾頭可以靈活晃動(dòng)）。6.2.2用M6的內(nèi)六角扳手先后插入上下夾頭一側(cè)的鎖孔內(nèi)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)打開(kāi)閉合的夾片。圖1.12為試件裝夾示意圖。6.2.3將試件插入到上夾頭內(nèi)，當(dāng)試件夾持部分剛好遮住夾頭觀察孔時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)六角扳手，夾緊試件。調(diào)整試驗(yàn)機(jī)下夾頭的位置，操作步驟：關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，打開(kāi)“調(diào)壓手輪”，選擇“油泵啟動(dòng)”，“油缸上行”，打開(kāi)“進(jìn)油手輪”，下夾頭上行，此時(shí)嚴(yán)禁將手放在上、下夾頭的任何位置，當(dāng)試件下部夾持部分沒(méi)入下夾頭兩夾片之間時(shí)，關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)六角扳手，夾緊試件，試件裝夾完畢。6.3連接測(cè)試線路按要求聯(lián)接測(cè)試線路，1CH選擇測(cè)力，3CH

18、道選擇測(cè)位移。聯(lián)線時(shí)應(yīng)注意不同類型傳感器的測(cè)量方式及接線方式。聯(lián)線方式應(yīng)與傳感器的工作方式相對(duì)應(yīng)。6.4設(shè)置數(shù)據(jù)采集環(huán)境6.4.1進(jìn)入測(cè)試環(huán)境 按要求聯(lián)接測(cè)試線路，確認(rèn)無(wú)誤后，打開(kāi)儀器電源及計(jì)算機(jī)電源，雙擊桌面上的快捷圖標(biāo)，提示檢測(cè)到采集設(shè)備確定進(jìn)入如圖1.13所示的測(cè)試環(huán)境。6.4.2設(shè)置測(cè)試參數(shù)測(cè)試參數(shù)是聯(lián)系被測(cè)物理量與實(shí)測(cè)電信號(hào)的紐帶，設(shè)置正確合理的測(cè)試參數(shù)是得到正確數(shù)據(jù)的前提。測(cè)試參數(shù)由系統(tǒng)參數(shù)、通道參數(shù)及窗口參數(shù)三部分組成。其中，系統(tǒng)參數(shù)包括測(cè)試方式、采樣頻率、報(bào)警參數(shù)及實(shí)時(shí)壓縮時(shí)間等；通道參數(shù)反映被測(cè)工程量與實(shí)測(cè)電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由測(cè)量?jī)?nèi)容、轉(zhuǎn)換因子及滿度值等組成；窗口是指為了

19、在實(shí)驗(yàn)中顯示及實(shí)驗(yàn)完成后分析數(shù)據(jù)而設(shè)置的曲線窗口，曲線分為實(shí)時(shí)曲線及X-Y函數(shù)曲線兩種。檢測(cè)到儀器后，系統(tǒng)將自動(dòng)給出上一次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境。圖1.13 數(shù)據(jù)采集分析環(huán)境第一項(xiàng)、通道參數(shù)通道參數(shù)位于采集環(huán)境的底部，反映被測(cè)工程量與實(shí)測(cè)電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由通道號(hào)、測(cè)量?jī)?nèi)容、工程單位、轉(zhuǎn)換因子及滿度值組成。通道號(hào)：與測(cè)試分析系統(tǒng)的通道一一對(duì)應(yīng)。一般選擇1通道測(cè)量試件所受的荷載，3通道測(cè)量試件的變形（位移）。測(cè)量?jī)?nèi)容：由被測(cè)電信號(hào)的類型決定，由數(shù)據(jù)采集內(nèi)（電壓測(cè)量）、應(yīng)力應(yīng)變、脈沖計(jì)數(shù)等組成。由于，荷載、位移通道所測(cè)信號(hào)均為傳感器輸出的電壓信號(hào)，故均選擇：數(shù)據(jù)采集內(nèi)（電壓測(cè)量）。工程單位：被測(cè)物理量

20、的工程單位。荷載-kN，變形-mm。轉(zhuǎn)換因子：轉(zhuǎn)換因子由a、b、c三個(gè)系數(shù)組成，其與被測(cè)物理量（Y）及傳感器輸出的電壓（X，單位 mV）有如下的關(guān)系： Y = aX2 + bX + c需要說(shuō)明的是：由于試驗(yàn)機(jī)所采用的傳感器類型并不相同，及同一類型的傳感器個(gè)體之間存在差異，不同試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)換因子并不相同。如當(dāng)通過(guò)拉、壓力傳感器直接測(cè)量試件所受的荷載時(shí)，只需選擇修正比例系數(shù)b即可，且拉、壓實(shí)驗(yàn)具有相同的系數(shù)；而當(dāng)通過(guò)測(cè)量油缸油壓間接測(cè)量試件的荷載時(shí)，由于油缸活塞桿運(yùn)行時(shí)的摩擦力、及油缸拉壓面積的不等，需要選擇b、c兩個(gè)系數(shù)，且拉、壓時(shí)，兩個(gè)系數(shù)各不相同。因此，在輸入相關(guān)系數(shù)時(shí)，一定要確保數(shù)據(jù)的正確性

21、。滿度值：即通道的量程，每一通道均有不同的量程，需選擇與被測(cè)信號(hào)相匹配的量程。荷載通道的量程為2.5/10mV，變形通道的量程為5000mV。需要注意的是，滿度值通常顯示工程單位的滿度值，即滿度值受修正系數(shù)的影響。第二項(xiàng)、采樣參數(shù)“采樣參數(shù)”存放在菜單欄中的“設(shè)置”下拉菜單中，包括測(cè)試方式、采樣頻率及實(shí)時(shí)壓縮時(shí)間等。單擊“設(shè)置”，選擇采樣參數(shù)。其中測(cè)試方式包括拉壓測(cè)試和扭轉(zhuǎn)測(cè)試兩種方式，拉壓測(cè)試方式采用定時(shí)采樣的方式，采樣頻率即為其記錄數(shù)據(jù)的頻率；扭轉(zhuǎn)測(cè)試是以脈沖觸發(fā)的方式記錄數(shù)據(jù)，采樣頻率為其判斷脈沖有無(wú)的頻率。拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，將采樣參數(shù)設(shè)置成如右圖參數(shù)：采樣頻率：“20-100Hz”，“拉壓測(cè)

22、試”。第三項(xiàng)、窗口參數(shù)窗口是指為了在實(shí)驗(yàn)中顯示及實(shí)驗(yàn)完成后分析數(shù)據(jù)而設(shè)置的曲線窗口，位于整個(gè)數(shù)據(jù)采集分析環(huán)境的中部，曲線分為實(shí)時(shí)曲線及X-Y函數(shù)曲線兩種，每個(gè)實(shí)時(shí)曲線窗口可顯示四條實(shí)時(shí)曲線，每個(gè)X-Y函數(shù)曲線窗口可顯示兩條X-Y函數(shù)曲線。在拉伸實(shí)驗(yàn)中主要應(yīng)用X-Y函數(shù)曲線窗口及實(shí)時(shí)曲線窗口，X-Y函數(shù)曲線窗口用以觀測(cè)試件所受力與變形的關(guān)系，即關(guān)系曲線，實(shí)時(shí)曲線窗口以時(shí)間為橫坐標(biāo)，實(shí)時(shí)顯示1024個(gè)數(shù)據(jù)。窗口參數(shù)的設(shè)置包括窗口的新建、關(guān)閉、排列、繪圖方式、圖例、曲線顏色、文字顏色、統(tǒng)計(jì)信息、坐標(biāo)等，各參數(shù)的選擇可通過(guò)菜單欄或按相應(yīng)的快捷鍵進(jìn)入。拉伸試驗(yàn)可以開(kāi)設(shè)兩個(gè)數(shù)據(jù)窗口，左窗口，力、變形實(shí)時(shí)曲

23、線，右窗口，力、變形的X-Y曲線，并設(shè)定好窗口的其它參數(shù)如坐標(biāo)等。設(shè)置坐標(biāo)參數(shù)的時(shí)，需對(duì)被測(cè)試件的極限承載力及變形進(jìn)行預(yù)估，這樣可以得到較好的圖形比例。對(duì)于直徑為10mm的低碳鋼（Q235）試件,計(jì)算其極限承載力不超過(guò)45KN，變形不超過(guò)50mm，故設(shè)置其縱橫坐標(biāo)的上限均為50KN(mm)，考慮到初始零點(diǎn)并非絕對(duì)零值，故將其坐標(biāo)的下限設(shè)置成一較小的負(fù)值。實(shí)際上在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中可以隨時(shí)在不中斷數(shù)據(jù)采集的前提下進(jìn)行窗口參數(shù)的修改，但在實(shí)驗(yàn)前對(duì)所采數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的判斷并設(shè)置較為合理的窗口，還是很有必要的。對(duì)比當(dāng)前各參數(shù)與實(shí)際的測(cè)試內(nèi)容是否相符，若相符進(jìn)入“5.4.3 數(shù)據(jù)預(yù)采集”，如不符，則應(yīng)選擇正

24、確的參數(shù)或通過(guò)引入項(xiàng)目的方式引入所需要的測(cè)試環(huán)境。具體操作：打開(kāi)“文件”選擇“引入項(xiàng)目”，引入所需要的采集環(huán)境。6.4.3數(shù)據(jù)預(yù)采集6.4.3.1 采集設(shè)備滿度值對(duì)應(yīng)檢查檢查采集設(shè)備各通道顯示的滿度值是否與通道參數(shù)的設(shè)定值相一致，如不一致，需進(jìn)行初始化硬件操作，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“初始化硬件”，就可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備滿度值與通道參數(shù)設(shè)置滿度值相一致。6.4.3.2 數(shù)據(jù)平衡、清零單擊菜單欄中的“控制”，選擇“平衡”，對(duì)各通道的初始值進(jìn)行硬件平衡，可使所采集到的數(shù)據(jù)接近于零，然后，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“清除零點(diǎn)”，“清除零點(diǎn)”為軟件置零，可將平衡后的殘余零點(diǎn)清除。此時(shí)若信號(hào)有無(wú)法平

25、衡提示，說(shuō)明通道的初始值過(guò)大，尤其是試件變形通道容易出現(xiàn)此情況，說(shuō)明下夾頭的位置過(guò)于靠下，可將下夾頭的位置適當(dāng)上行即可。對(duì)于平衡前有過(guò)載指示，平衡后指示消失的情形，說(shuō)明儀器本身記憶的初始平衡值過(guò)大，屬正常情況。6.4.3.3啟動(dòng)采樣單擊菜單欄中的“控制”，選擇“啟動(dòng)采樣”，選擇好數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目錄，便進(jìn)入相應(yīng)的采集環(huán)境，采集到相應(yīng)的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，此時(shí)啟動(dòng)油泵，選擇“壓縮上行”或“拉伸下行”，打開(kāi)“進(jìn)油手輪”，使下夾頭上行或下行，此時(shí)所采集到的數(shù)據(jù)便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，將下夾頭調(diào)整到拉伸位置。此時(shí)從實(shí)時(shí)曲線窗口內(nèi)便可以讀到相應(yīng)的力和位移的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，證明采集設(shè)備正常工作。單擊菜單欄中的“控制”，選擇“停止采

26、樣”，停止采集數(shù)據(jù)，并分析所采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)所設(shè)置各參數(shù)的正確性。這樣就完成了數(shù)據(jù)采集環(huán)境的設(shè)置。6.5 加載測(cè)試在試件裝夾完畢，并確定數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能正常工作后，就可以進(jìn)行加載測(cè)試了。具體操作步驟如下：首先需要確定試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)，“進(jìn)油手輪 ”關(guān)閉，“調(diào)壓手輪 ”關(guān)閉。然后選擇“油泵啟動(dòng)”，“拉伸下行” ，完成后，開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，選擇“控制”-“平衡”-“清除零點(diǎn)”，“啟動(dòng)采樣”。左窗口，采集到的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，打開(kāi)“進(jìn)油手輪”進(jìn)行加載測(cè)試，控制加載速度，注意觀察各階段實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，起始階段應(yīng)緩慢加載。試件受力后，首先是彈性階段試件所受的荷載與試件的變形呈線性關(guān)系。接著進(jìn)入屈服階段此時(shí)試件所受的力在一定范圍

27、內(nèi)浮動(dòng)震蕩而位移不斷地向前增加，這就是低碳鋼的屈服現(xiàn)象。離開(kāi)了屈服階段后，進(jìn)入了強(qiáng)化階段。此時(shí)應(yīng)旋轉(zhuǎn)“進(jìn)油手輪”加快加載速度，可以看到試件的變形明顯加快。注意捕捉頸縮點(diǎn)，頸縮后，為觀察頸縮現(xiàn)象，應(yīng)放慢加載速度，注意捕捉頸縮點(diǎn)，及觀看頸縮現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)頸縮后，放慢加載速度，至試件斷裂后，關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，“停止采樣”，“油泵停止”，“拉壓停止”。這樣就完成了實(shí)驗(yàn)的加載測(cè)試過(guò)程。7、分析數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告7.1 驗(yàn)證數(shù)據(jù) 設(shè)置雙窗口顯示數(shù)據(jù)，左窗口實(shí)時(shí)曲線、右窗口力-位移X-Y曲線。單擊左窗口，橫向壓縮數(shù)據(jù)，顯示全數(shù)據(jù)；單擊右窗口，X-Y增加數(shù)據(jù)，顯示力-位移X-Y曲線。從低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)曲線中應(yīng)清晰區(qū)

28、分低碳鋼拉伸的四個(gè)階段，鑄鐵則無(wú)屈服階段。7.2讀取數(shù)據(jù) 7.2.1荷載數(shù)據(jù)的讀取圖1.10中，采用雙光標(biāo)可以方便地得到低碳鋼拉伸的屈服荷載和極限荷載。選擇并移動(dòng)單光標(biāo)，結(jié)合試件的變形，讀出試件的斷裂荷載。 鑄鐵無(wú)屈服荷載，極限荷載的讀取同低碳鋼。7.2.2試件變形指標(biāo)的讀取 首先，將斷裂后的試件從上下夾頭中取出，觀察斷口形式。然后將斷裂后的試件對(duì)接，用游標(biāo)卡尺測(cè)量斷口直徑，垂直方向測(cè)量?jī)纱危缓鬁y(cè)量斷裂后試件的標(biāo)距。為了方便測(cè)量，也可以把試件先取出，然后再測(cè)量，采用專門(mén)的取出墊塊，將帶有夾頭的試件斷口向上放在墊塊上，用試件斷口保護(hù)套套住試件，用錘子敲擊試件保護(hù)套，便可將斷裂后的試件取出，當(dāng)然

29、，試件的取出工作需要在地面上進(jìn)行。需要注意的是：當(dāng)斷口距標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于L0/3時(shí)，則需要用“移位法”來(lái)計(jì)算LK。7.3 分析數(shù)據(jù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)前的測(cè)量及實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)讀取就得到了所需要的數(shù)據(jù)，代入相應(yīng)的公式或計(jì)算表格即可得到拉伸的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)。7. 4完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告通過(guò)觀察試驗(yàn)現(xiàn)象、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行試驗(yàn)報(bào)告的填寫(xiě)了，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)內(nèi)容。并總結(jié)試驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法。需要注意的是由于數(shù)據(jù)的采集及分析均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，數(shù)據(jù)的讀數(shù)位數(shù)可能沒(méi)有正確反映試驗(yàn)機(jī)的分辨率，讀數(shù)時(shí)首先需確定該通道的分辨率，然后對(duì)所讀的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的取舍。而對(duì)于通過(guò)計(jì)算得到的力學(xué)性能指標(biāo)，其有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)能

30、反映試驗(yàn)的精度，即只允許其最后一位為不確定值，且不確定值的大小在試驗(yàn)機(jī)的精度范圍內(nèi)，為方便數(shù)據(jù)處理及便于比較，國(guó)標(biāo)GB228-87規(guī)定了測(cè)試結(jié)果的修約要求：測(cè) 試 項(xiàng) 目數(shù) 值 范 圍修 約 到、200MPa2001000 MPa1000 MPa1 MPa5 MPa10 MPa10%10%0.5%1%25%25%0.5%1%8、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1、在緊急情況下，沒(méi)有明確的方案時(shí)，按急停按鈕；2、上夾頭應(yīng)處于活動(dòng)鉸狀態(tài)，但不應(yīng)旋出過(guò)長(zhǎng)，夾頭與上橫梁墊板之間的間隙應(yīng)在3-10mm之間；3、調(diào)整下夾頭開(kāi)口位置時(shí)，需在油缸上行或下行的狀態(tài)下進(jìn)行，此時(shí)應(yīng)特別注意手的位置；4、試件裝夾時(shí)應(yīng)確保試件在夾片中有

31、全長(zhǎng)的工作長(zhǎng)度；5、在裝夾試件確定油缸位置時(shí)，嚴(yán)禁在油缸運(yùn)行時(shí)手持試件在夾頭中間判斷油缸的位置；6、裝夾試件時(shí)要調(diào)整好試件與下夾頭的間隙，間隙在5-10mm之間較為合適；7、正式采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)在試件夾頭與試件夾頭間隙較小的時(shí)候進(jìn)行重新平衡、清零，這樣可使所采集的曲線的起始點(diǎn)較為接近零點(diǎn)；8、實(shí)驗(yàn)初始階段加載要緩慢，以免試件屈服階段變形不充分； 9、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的第一步為初始化硬件，初始化完成后應(yīng)確認(rèn)采集設(shè)備的量程指示與通道參數(shù)的設(shè)定值一致；且平衡后各通道均無(wú)過(guò)載現(xiàn)象；10、在通過(guò)旋轉(zhuǎn)加載控制手輪控制加載速度時(shí)，應(yīng)首先關(guān)閉加載控制手輪，然后加載，旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)推薦值為1/41/2圈，不可超過(guò)5圈，以

32、免將進(jìn)油閥芯旋出。 §2 壓縮實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)1、概述實(shí)驗(yàn)表明，工程中常用的金屬塑性材料，其受拉與受壓是所表現(xiàn)出來(lái)的強(qiáng)度、剛度和塑性等力學(xué)性能是大致相同的。但廣泛使用的脆性材料如鑄鐵、磚、石等，其抗拉強(qiáng)度很低，但抗壓強(qiáng)度卻很高。為便于合理選用工程材料，以及滿足金屬成型工藝的要求，測(cè)定材料受壓時(shí)的力學(xué)性能是十分重要的。因此，壓縮實(shí)驗(yàn)和拉伸實(shí)驗(yàn)一樣，也是測(cè)定材料在常溫、靜載、單向受力狀態(tài)下力學(xué)性能的最常用最基本的實(shí)驗(yàn)之一。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1測(cè)定低碳鋼壓縮實(shí)驗(yàn)的屈服極限；2.2測(cè)定鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)的抗壓強(qiáng)度；2.3觀察并比較低碳鋼（塑性材料的代表）和鑄鐵（脆性材料的代表）在壓縮時(shí)的變形和破壞現(xiàn)象。3

33、、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)一確定形狀試件（詳見(jiàn)試件的制作）兩端施加軸向壓力，使試件實(shí)驗(yàn)段處于單軸壓縮狀態(tài)，試件產(chǎn)生變形，在不斷壓縮過(guò)程中不同材料的試件會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象, 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)測(cè)量試件所受荷載及變形的關(guān)系曲線并觀察試件的破壞特征，依據(jù)一定的計(jì)算及判定準(zhǔn)則，可以得到反映材料壓縮試驗(yàn)的力學(xué)指標(biāo)，并以此指標(biāo)來(lái)判定材料的性質(zhì)。為便于比較，選用如圖2.1所示直徑相同的典型塑性材料低碳鋼Q235及典型的脆性材料灰鑄鐵HT200標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。圖2.1壓縮試件圖2.2低碳鋼壓縮曲線 圖2.3鑄鐵壓縮曲線 典型的低碳鋼(Q235)的曲線和灰口鑄鐵（HT200）的曲線如圖2.2、圖2.3所示。低碳鋼Q235

34、試件的壓縮變形過(guò)程如圖2.4所示，鑄鐵HT200試件的壓縮破壞形狀如圖2. 5所示。圖2.5 鑄鐵HT200試件壓縮實(shí)驗(yàn)破壞現(xiàn)象圖2.4 低碳鋼Q235試件壓縮實(shí)驗(yàn)變形過(guò)程觀察F曲線，及試件的變形可發(fā)現(xiàn)，低碳鋼F曲線有明顯的拐點(diǎn)，稱之為屈服點(diǎn)，以此點(diǎn)計(jì)算的屈服強(qiáng)度，其值與拉伸時(shí)屈服強(qiáng)度接近，繼續(xù)加載，試件持續(xù)變形，由中間稍粗的鼓形變成圓餅形，但并不發(fā)生斷裂破壞。鑄鐵的F曲線無(wú)明顯拐點(diǎn)，當(dāng)壓力增大時(shí)，試件表面出現(xiàn)交錯(cuò)的剪切滑移線，試件中間略微變粗，持續(xù)加壓剪切滑移線明顯增多、增寬，最終試樣在與軸線大約成的方向上發(fā)生斷裂破壞，此時(shí)施加的壓力達(dá)到最大值，并以此值定義鑄鐵的抗壓強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明材料受軸向

35、力產(chǎn)生壓縮變形時(shí)，在徑向上會(huì)產(chǎn)生一定的橫向延伸，尤其是到屈服點(diǎn)以后這種變形更為明顯，但由于試件兩端面與試驗(yàn)機(jī)墊板間存在摩擦力，約束了這種橫向變形，故壓縮試樣在變形時(shí)會(huì)出現(xiàn)中間鼓脹現(xiàn)象，塑性材料試件尤其明顯。為了減少鼓脹效應(yīng)的影響，通常的做法是除了將試樣端面制作得光滑外，還在端面上面涂上潤(rùn)滑油以進(jìn)一步減小摩擦力，但這并不能完全消除此現(xiàn)象。4、實(shí)驗(yàn)方案4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量工具及試件YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（圖1.8）、150mm游標(biāo)卡尺、標(biāo)準(zhǔn)低碳鋼、鑄鐵壓縮試件（圖2.1）。YDD-1型多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)由試驗(yàn)機(jī)主機(jī)部分和數(shù)據(jù)采集分析兩部分組成，主機(jī)部分由加載機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的傳感器組成，數(shù)據(jù)

36、采集部分完成數(shù)據(jù)的采集、分析等。 圖2.6 壓縮實(shí)驗(yàn)試件的裝夾1.拉、壓上夾頭 2.壓縮上承壓板（帶防護(hù)罩）3.壓縮試件4.壓縮下鉸承壓板 5.壓縮下承壓板 6.拉、壓下夾頭試件采用標(biāo)準(zhǔn)圓柱體短試件，為方便觀測(cè)試件的變形及測(cè)量低碳鋼試件的真實(shí)應(yīng)力，試驗(yàn)前需用游標(biāo)卡尺測(cè)量出試件的最小直徑（）及高度（）。4.2 裝夾、加載方案安裝好的試件如圖2.6所示。壓縮試驗(yàn)時(shí)，試件放在下承壓板的中央，當(dāng)控制下承壓板上行，試件和上部承壓板接觸時(shí)就會(huì)對(duì)試件施加一軸向壓力。上承壓板為一固定承壓板，下承壓板為一活動(dòng)鉸承壓板，在加載過(guò)程中起到自動(dòng)找正的作用，從而保證試件處于單軸受壓狀態(tài)。加載時(shí)通過(guò)控制進(jìn)油手輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)控

37、制加載速度。4.3 數(shù)據(jù)測(cè)試方案同拉伸實(shí)驗(yàn)一樣，試件所受到的壓力通過(guò)安裝在油缸底部的拉、壓力傳感器測(cè)量，變形通過(guò)安裝在油缸活塞桿內(nèi)的位移傳感器測(cè)量。與拉伸試驗(yàn)所不同的是，在壓縮實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的力及位移均為負(fù)值。4.4 數(shù)據(jù)的分析處理數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄試件所受的力及變形，并生成力、變形實(shí)時(shí)曲線及力、變形X-Y曲線，圖2.7為實(shí)測(cè)低碳鋼壓縮實(shí)驗(yàn)曲線，圖2.8為實(shí)測(cè)鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)曲線。圖2.8 實(shí)測(cè)鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)曲線圖2.7 實(shí)測(cè)低碳鋼壓縮實(shí)驗(yàn)曲線左窗口為力和變形的實(shí)時(shí)曲線窗口，右窗口為力和變形的X-Y曲線窗口。通過(guò)移動(dòng)光標(biāo)可以方便地讀取所需要的數(shù)據(jù)。得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，就可以得到所需要

38、的力學(xué)指標(biāo)。5、完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告 在了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作后，就應(yīng)該完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告包括：明確相關(guān)概念、預(yù)估試件的最大載荷、明確操作步驟等，在完成預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)，有些條件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)已給出（包括后續(xù)的試驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介）、有些條件為已知條件、有些條件則需要查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參考資料。通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告的完成，將有利于正確理解及順利完成實(shí)驗(yàn)。有條件的同學(xué)可以利用多媒體教學(xué)課件，分析以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀看實(shí)驗(yàn)過(guò)程等。 完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，并獲得輔導(dǎo)教師的認(rèn)可，是進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)操作的先決條件。6、實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)介6.1試件原始參數(shù)的測(cè)量用游標(biāo)卡尺在試件的中央按兩個(gè)垂直方向多次測(cè)量試件的直徑以及試

39、件的原始高度，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)表格。6.2裝夾試件6.2.1實(shí)驗(yàn)預(yù)壓將上下承壓板分別安裝在上下夾頭上。如下圖所示： 預(yù)壓操作步驟：打開(kāi)“壓力控制手輪”，選擇“啟動(dòng)油泵”、“壓縮上行”，打開(kāi)“進(jìn)油手輪”，油缸活塞桿上行，上、下承壓板接觸，壓力表顯示當(dāng)前力值，旋轉(zhuǎn)“調(diào)壓手輪”，荷載變化，證明加載設(shè)備正常工作。6.2.2試件安裝打開(kāi)“壓力控制手輪”、選擇“拉伸下行”，至下夾頭運(yùn)行至試件安裝位置，關(guān)閉“進(jìn)油手輪”、將試件放在下部承壓板的中央、選擇“壓縮上行”、打開(kāi)“進(jìn)油手輪”，油缸活塞桿上行至壓縮試件頂面距離上部承壓板1-2mm時(shí)關(guān)閉“進(jìn)油手輪”，關(guān)閉“調(diào)壓手輪”。這樣就完成了試件的裝夾。6.3連

40、接測(cè)試線路按要求聯(lián)接測(cè)試線路，同拉伸實(shí)驗(yàn)，一般第一通道選擇測(cè)力，第三通道選擇測(cè)位移。6.4設(shè)置數(shù)據(jù)采集環(huán)境6.4.1進(jìn)入測(cè)試環(huán)境 按要求聯(lián)接測(cè)試線路，確認(rèn)無(wú)誤后，打開(kāi)儀器電源及計(jì)算機(jī)電源，雙擊桌面上的快捷圖標(biāo)，提示檢測(cè)到采集設(shè)備進(jìn)入測(cè)試環(huán)境。檢測(cè)到儀器后，系統(tǒng)將自動(dòng)給出上一次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境。6.4.2設(shè)置測(cè)試參數(shù)測(cè)試參數(shù)是聯(lián)系被測(cè)物理量與實(shí)測(cè)電信號(hào)的紐帶，設(shè)置合理的測(cè)試參數(shù)是得到正確數(shù)據(jù)的前提。測(cè)試參數(shù)由系統(tǒng)參數(shù)、通道參數(shù)及窗口參數(shù)三部分組成。第一項(xiàng)、通道參數(shù)選擇第一通道測(cè)量試件所受的壓力，第三通道測(cè)油缸活塞桿位移。需要選擇及輸入的參數(shù)有：測(cè)量?jī)?nèi)容、工程單位、修正系數(shù)，并選擇相應(yīng)的滿度值。需要

41、注意的是：1、同拉伸試驗(yàn)相比，壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為負(fù)值，為理解方便，習(xí)慣于將相關(guān)修正系數(shù)設(shè)置為負(fù)值，這樣讀取的荷載及變形就為正值。2、由于試驗(yàn)機(jī)所采用的傳感器類型并不相同，及同一類型的傳感器個(gè)體之間存在差異，不同試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)換因子并不相同。如當(dāng)通過(guò)拉、壓力傳感器直接測(cè)量試件所受的荷載時(shí)，只需選擇修正比例系數(shù)b即可，且拉、壓實(shí)驗(yàn)具有相同的系數(shù)；而當(dāng)通過(guò)測(cè)量油缸油壓間接測(cè)量試件的荷載時(shí)，由于油缸活塞桿運(yùn)行時(shí)的摩擦力、及油缸拉壓面積的不等，需要選擇b、c兩個(gè)系數(shù)，且拉、壓時(shí)，兩個(gè)系數(shù)各不相同。第二項(xiàng)、采樣參數(shù)采樣頻率：“20-100Hz”，“拉壓測(cè)試”。第三項(xiàng)、窗口參數(shù)可以開(kāi)設(shè)兩個(gè)數(shù)據(jù)窗口，左窗口為力、變

42、形的實(shí)時(shí)曲線窗口，右窗口為力、變形的X-Y曲線窗口，并設(shè)定好窗口的其它參數(shù)如坐標(biāo)等。在對(duì)坐標(biāo)參數(shù)的設(shè)置時(shí)，需對(duì)被測(cè)試件的極限承載力及變形進(jìn)行預(yù)估，這樣可以得到較好的圖形比例。對(duì)比當(dāng)前各參數(shù)與實(shí)際的測(cè)試內(nèi)容是否相符，若相符進(jìn)入“5.4.3 數(shù)據(jù)預(yù)采集”，如不符，則應(yīng)選擇正確的參數(shù)或通過(guò)引入項(xiàng)目的方式引入所需要的測(cè)試環(huán)境。具體操作：打開(kāi)“文件”選擇“引入項(xiàng)目”，引入所需要的采集環(huán)境。6.4.3數(shù)據(jù)預(yù)采集6.4.3.1 采集設(shè)備滿度值對(duì)應(yīng)檢查檢查采集設(shè)備各通道顯示的滿度值是否與通道參數(shù)的設(shè)定值相一致，如不一致，需進(jìn)行初始化硬件操作，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“初始化硬件”，就可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備滿度值

43、與通道參數(shù)設(shè)置滿度值相一致。6.4.3.2 數(shù)據(jù)平衡、清零單擊菜單欄中的“控制”，選擇“平衡”，對(duì)各通道的初始值進(jìn)行硬件平衡，可使所采集到的數(shù)據(jù)接近于零，然后，單擊菜單欄中的“控制”，選擇“清除零點(diǎn)”，“清除零點(diǎn)”為軟件置零，可將平衡后的殘余零點(diǎn)清除。此時(shí)若信號(hào)經(jīng)平衡后的數(shù)值過(guò)大，會(huì)有相應(yīng)提示。此時(shí)，儀器的相應(yīng)通道會(huì)有過(guò)載指示，說(shuō)明通道的初始值過(guò)大，尤其試件變形通道容易出現(xiàn)此情況，說(shuō)明下夾頭的位置過(guò)于靠下，可將下夾頭的位置適當(dāng)上行即可。對(duì)于平衡前有過(guò)載指示，平衡后指示消失的情形，說(shuō)明儀器本身記憶的初始平衡值過(guò)大，屬正常情況。6.4.3.3啟動(dòng)采樣單擊菜單欄中的“控制”，選擇“啟動(dòng)采樣”，選擇數(shù)

44、據(jù)存儲(chǔ)的目錄，便進(jìn)入相應(yīng)的采集環(huán)境，采集到相應(yīng)的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，此時(shí)從實(shí)時(shí)曲線窗口內(nèi)便可以讀到相應(yīng)的力和位移的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，證明采集設(shè)備能正常工作。單擊菜單欄中的“控制”，選擇“停止采樣”，停止采集數(shù)據(jù)，并分析所采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)所設(shè)置的各參數(shù)正確無(wú)誤。這樣就完成了數(shù)據(jù)采集環(huán)境的設(shè)置。6.5 加載測(cè)試在試件裝夾完畢，并確定數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能正常工作后，就可以進(jìn)行加載測(cè)試了。具體操作步驟如下：首先需要確定試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)，“進(jìn)油手輪 ”關(guān)閉，“調(diào)壓手輪 ”關(guān)閉。然后選擇“油泵啟動(dòng)”，“壓縮下行” ，完成后，開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，選擇“控制”- “平衡”- “清除零點(diǎn)”，“啟動(dòng)采樣”。左窗口，采集到的零點(diǎn)數(shù)據(jù)，打開(kāi)“進(jìn)油手輪”進(jìn)行加載測(cè)試，控制加載速度，注意觀察