金属材料常规力学性能相关实验

金属行业金属材料的力学性能测试方法金属材料的力学性能测试是金属行业中非常重要的一项工作，它可以用来评估金属材料的力学性能，帮助我们了解这些材料在实际应用中的表现和可靠性。

本文将介绍几种常用的金属材料力学性能测试方法，并对其原理和应用进行详细说明。

一、拉伸试验拉伸试验是测量金属材料在拉伸过程中的力学性能的一种常用方法。

它通过施加拉伸载荷并记录应力和应变的变化来评估材料的强度、延展性和韧性等指标。

在拉伸试验中，常用的测试参数包括屈服强度、断裂强度、断裂延伸率等。

二、硬度测试硬度测试是评估金属材料硬度的方法之一，它可以用来衡量金属材料抵抗形变和破坏的能力。

常见的硬度测试方法有洛氏硬度测试、巴氏硬度测试和维氏硬度测试等。

这些测试方法都通过施加一定压力并测量材料表面的印痕或弹痕来评估材料的硬度。

三、冲击试验冲击试验是评估金属材料在受冲击载荷下的抗冲击性能的方法之一。

常用的冲击试验方法包括冲击弯曲试验和冲击拉伸试验等。

这些试验通过施加冲击力并记录材料的断裂形态和断裂能量来评估材料的韧性和抗冲击能力。

四、压缩试验压缩试验是测量金属材料在受压载荷下的力学性能的方法之一。

它可以用来评估金属材料的强度、稳定性和抗压能力等指标。

在压缩试验中，常用的测试参数包括屈服强度、最大压缩应力和压缩模量等。

五、扭转试验扭转试验是测量金属材料在扭转载荷下的力学性能的一种常用方法。

它可以用来评估金属材料的刚度、强度和韧性等指标。

在扭转试验中，通过施加扭矩并记录应力和应变的变化来评估材料的扭转性能。

总结：金属行业中，对金属材料的力学性能进行测试是非常重要的工作。

本文介绍了几种常用的金属材料力学性能测试方法，包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验、压缩试验和扭转试验等。

通过这些测试方法，我们可以全面了解金属材料的力学性能，为金属行业的生产和应用提供科学的依据。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的测试方法，以确保金属材料的安全可靠性。

金属材料拉伸实验金属材料的力学性能是工程材料中非常重要的一部分，而拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段之一。

本文将对金属材料拉伸实验的原理、方法和实验结果进行详细介绍。

1.原理。

金属材料的拉伸实验是通过施加拉伸力，使试样产生塑性变形，从而研究金属材料的力学性能。

在拉伸实验中，试样会逐渐发生颈缩，最终断裂。

通过实验中得到的应力-应变曲线，可以分析出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

2.方法。

进行金属材料拉伸实验，首先需要准备好金属试样。

在实验过程中，需要使用拉伸试验机，将试样夹紧在拉伸试验机上。

然后，施加拉伸力，记录下试样的载荷和变形数据。

在实验过程中，需要注意保持试样的表面光洁，避免表面缺陷对实验结果的影响。

3.实验结果。

通过拉伸实验得到的应力-应变曲线可以反映出金属材料的力学性能。

曲线的起始部分为弹性阶段，此时金属材料受到的应力与应变呈线性关系。

当应力超过一定数值时，金属材料进入塑性阶段，此时应力与应变不再呈线性关系，试样开始产生颈缩。

最终，在应力达到最大值时，试样发生断裂。

4.分析与讨论。

通过实验结果，可以计算出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。

另外，通过对不同金属材料进行拉伸实验，可以比较它们的力学性能，为工程实践提供参考。

5.结论。

金属材料拉伸实验是研究金属材料力学性能的重要手段，通过实验可以得到金属材料的应力-应变曲线，分析出其力学性能指标。

这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。

综上所述，金属材料拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段，通过实验可以得到金属材料的力学性能指标，为工程实践提供重要参考。

材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理拉伸实验原理拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。

对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图1所示，图1金属试样拉伸示意图则样品中的应力为其中A为样品横截面的面积。

应变定义为其中△l是试样拉伸变形的长度。

典型的金属拉伸实验曲线见图2所示。

图3金属拉伸的四个阶段典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图3(a)-(d)所示。

直线部分的斜率E就是杨氏模量、σs点是屈服点。

金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩现象，接着产生强化后最终断裂。

弯曲实验原理可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实验结果测定材料弯曲力学性能。

为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。

三点弯曲的示意图如图4所示。

图4三点弯曲试验示意图据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C点的总挠度和力F之间的关系是其中I为试样截面的惯性矩，E为杨氏模量。

弯曲弹性模量的测定将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲，对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图5所示。

对试样施加相当于σpb0.01。

(或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。

并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。

记录弯曲力的增量DF和相应挠度的增量Df,则弯曲弹性模量为对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I为其中b、h分别是试样横截面的宽度和高度。

也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。

宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。

在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图6所示。

然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。

二、试样要求1.拉伸实验对厚、薄板材，一般采用矩形试样，其宽度根据产品厚度(通常为0.10-25mm)，采用10,12.5,15,20,25和30mm六种比例试样，尽可能采用lo =5.65（F）0.5的短比例试样。

金属材料力学性能实验报告姓名：班级：学号：成绩：实验名称实验一金属材料静拉伸试验实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-100802）位移传感器一个；3）刻线机一台；4）游标卡尺一把；5）铝合金和20#钢。

试样示意图图1 圆柱形拉伸标准试样示意图试样宏观断口示意图图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图（和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂）图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图（可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。

断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.009.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm ）两试样的初始标距为050 L mm 。

表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm ）AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.7924.0217.4658.94测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ，断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。

测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。

数据处理：1.20#钢正火材料（具有明显物理屈服平台的材料）20#钢正火材料试样的载荷-位移曲线试验结果见图4。

（1）由图可得各特征力值及对应的位移值分别为： 比例伸长力20.6 kN p F =；下屈服力24.5 kN el F =；最大力37.2 kN m F =； 断裂载荷27.1 kN F F =； 断裂后塑性伸长21.4 mm F L ∆=； 断裂后弹性伸长 2.4 mm e L ∆=。

拉伸和冲压实验报告1. 引言拉伸和冲压是金属材料力学性能测试中常用的方法。

拉伸实验旨在测试金属的延展性和抗拉强度，而冲压实验主要用于评估金属板材的塑性变形和强度。

本实验将通过拉伸和冲压实验，探究不同金属材料的力学性能特点。

2. 实验目的1. 理解拉伸和冲压实验的基本原理和方法；2. 测试不同金属材料的延展性、抗拉强度、塑性变形和强度等性能。

3. 实验步骤3.1 拉伸实验1. 选择需要测试的金属材料，制备标准试样；2. 将试样夹在拉伸试验机上；3. 在一定速度下施加拉力，记录载荷-位移曲线；4. 根据曲线计算试样的抗拉强度、屈服点等力学性能。

3.2 冲压实验1. 制备金属板材试样；2. 将试样固定在冲压机中；3. 设置合适的冲孔模具和冲压载荷；4. 进行冲压操作，记录冲压过程中的载荷、位移和时间等数据；5. 根据数据分析试样的塑性变形和强度等性能。

4. 实验结果与分析4.1 拉伸实验结果经过拉伸实验得到不同金属材料的载荷-位移曲线，并计算力学性能指标。

以材料A为例，其载荷-位移曲线呈现出强度逐渐增加的趋势，直至发生断裂。

通过计算，得到材料A的抗拉强度为XXX，屈服点为XXX。

4.2 冲压实验结果通过冲压实验，可以观察到不同材料在冲压过程中的形变和破裂情况。

以材料B为例，经过冲压操作后，试样发生了明显的塑性变形，没有出现断裂现象。

通过分析数据，得到材料B的塑性变形程度为XXX，强度为XXX。

5. 结论通过本次拉伸和冲压实验，我们得出以下结论：1. 拉伸实验可以测试金属材料的抗拉强度和延展性；2. 冲压实验可以评估金属板材的塑性变形和强度；3. 不同金属材料具有不同的力学性能特点，需根据实际需求进行选择。

6. 实验总结通过本次实验，我们学习了拉伸和冲压实验的基本原理和方法，以及如何根据实验结果评估金属材料的力学性能。

实验过程中需要注意操作规范，保证实验结果的准确性。

对于进一步研究和应用金属材料具有重要的意义。

国家开放大学《材料科学》金属材料的力学性能实验报告实验目的1. 掌握金属材料力学性能的基本测试方法。

2. 了解材料在不同温度和加载速度下的力学性能变化。

3. 分析实验结果，探讨材料力学性能与微观结构的关系。

实验原理金属材料的力学性能主要包括抗拉强度、抗压强度、弹性模量等。

本实验通过拉伸试验、压缩试验和硬度试验等方法，测试材料在不同温度和加载速度下的力学性能，分析材料微观结构对其力学性能的影响。

实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、不锈钢、铜等。

2. 实验设备：万能材料试验机、高温炉、硬度计等。

实验方法与步骤1. 拉伸试验：a. 按照国家标准制备试样。

b. 将试样装入万能材料试验机。

c. 以不同的加载速度和温度进行拉伸试验。

d. 记录应力-应变曲线，计算抗拉强度、弹性模量等参数。

2. 压缩试验：a. 按照国家标准制备试样。

b. 将试样装入万能材料试验机。

c. 以不同的加载速度和温度进行压缩试验。

d. 记录应力-应变曲线，计算抗压强度等参数。

3. 硬度试验：a. 按照国家标准制备试样。

b. 使用硬度计在不同温度下进行硬度测试。

c. 记录硬度值，计算硬度系数。

实验结果与分析1. 拉伸试验结果：- 低碳钢：抗拉强度约为400 MPa，弹性模量约为200 GPa。

- 不锈钢：抗拉强度约为500 MPa，弹性模量约为180 GPa。

- 铜：抗拉强度约为200 MPa，弹性模量约为110 GPa。

2. 压缩试验结果：- 低碳钢：抗压强度约为500 MPa。

- 不锈钢：抗压强度约为600 MPa。

- 铜：抗压强度约为300 MPa。

3. 硬度试验结果：- 低碳钢：硬度系数约为0.2。

- 不锈钢：硬度系数约为0.15。

- 铜：硬度系数约为0.1。

结论1. 金属材料的力学性能受微观结构影响显著。

2. 随着温度的升高，材料力学性能降低。

3. 加载速度对材料力学性能有一定影响，加载速度越高，材料力学性能越差。

建议1. 进一步研究材料微观结构与力学性能的关系，为材料设计提供理论依据。

金属材料力学性能测试与分析实验报告摘要：本实验旨在通过对金属材料的力学性能进行测试和分析，以探究其力学行为和性能。

在本实验中，我们选取了一种常见的金属材料进行测试，并使用了相关的测试方法和设备，包括拉伸试验、硬度测试和冲击试验。

通过对实验结果的分析与比较，我们探讨了该金属材料的力学性能表现以及对其应用的影响。

实验结果显示，该金属材料表现出高强度、良好的塑性和韧性，适用于各种工程应用。

1. 引言金属材料是广泛应用于工程领域的重要材料，其力学性能直接关系到其在工程中的可靠性和安全性。

因此，了解金属材料的力学性能是进行工程设计和材料选择的基础。

本实验旨在通过力学性能测试来了解金属材料的力学特性和表现，以提供工程实践的依据。

2. 实验方法和设备2.1 材料样品选择选取了某种常见的金属材料作为研究对象，样品形状和尺寸符合标准要求。

2.2 拉伸试验使用拉伸试验机进行拉伸试验，按照标准规范进行测试，记录载荷-位移曲线，计算材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断后延伸率等指标。

2.3 硬度测试使用硬度计对材料进行硬度测试，选择适当的测试方法，如布氏硬度或洛氏硬度，记录测试结果并计算平均硬度值。

2.4 冲击试验利用冲击试验机对材料进行冲击试验，记录冲击能量和冲击韧性等指标。

3. 实验结果与分析3.1 拉伸试验拉伸试验结果显示，该金属材料在加载过程中呈现明显的弹性阶段、塑性阶段和断裂阶段。

载荷-位移曲线呈现出典型的应力-应变曲线特征。

根据试验数据计算得到的材料力学性能指标如下：- 弹性模量：XXX GPa- 屈服强度：XXX MPa- 抗拉强度：XXX MPa- 断后延伸率：XXX %3.2 硬度测试通过硬度测试，我们得到了该金属材料的平均硬度值为XXX。

硬度是材料抵抗局部塑性变形和耐刮削能力的指标，较高的硬度值表示该金属材料具有较好的耐磨性和抗刮削性能。

3.3 冲击试验冲击试验结果显示，该金属材料在受到冲击负荷时具有较高的韧性和抗冲击性能。

金属力学性能测定实验报告一、实验目的(1)了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。

(2)学会恰当采用硬度计。

二、实验设备（1）布氏硬度计（2）读数放大镜（3）洛氏硬度计（4）硬度试块若干（5）铁碳合金淬火试样若干（ф20×10mm的工业纯铁，20，45，60，t8，t12等）。

（6）ф20×10mm的 20，45，60，t8，t12钢退火态，正火态，淬火及回火态的试样。

三、实验内容1、概述硬度就是指材料抵抗另一较软的物体装入表面抵抗塑性变形的一种能力，就是关键的.力学性能指标之一。

与其它力学性能较之，硬度实验简单易行，又迪代工件，因此在工业生产中被广泛应用。

常用的硬度试验方法存有：布氏硬度试验――主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。

洛氏硬度试验——主要用作金属材料热处理后产品性能检验。

维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。

显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。

2、实验内容及方法指导（1）布氏硬度试验测定。

（2）洛氏硬度试验测量。

（3）试验方法指导。

3、实验注意事项（1）试样两端要平行，表面要平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测定。

（2）圆柱形试样应当放到具有“v”形槽的工作台上操作方式，以免试样翻转。

（3）加载时应细心操作，以免损坏压头。

（4）测完硬度值，刺破载荷后，必须并使压头全然返回试样后再摘下试样。

（5）金刚钻压头系贵重物品，资硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

（6）应当根据硬度实验机的采用范围，按规定合理采用相同的载荷和压头，少于采用范围，将无法赢得精确的硬度值。

四、实验步骤1、布氏硬度试验布氏硬度试验是用载荷p把直径为d的淬火钢球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，从而计算出压痕球面积a，然后再计算出单位面积所受的力（p/a值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号hb表示。

金属材料拉力试验引言：金属材料是工程领域中常用的材料之一，其力学性能的测试是了解材料强度和可靠性的重要手段之一。

拉力试验是一种常见的测试方法，通过施加拉力来研究金属材料的强度、延展性和塑性等性能。

本文将介绍金属材料拉力试验的原理、步骤和应用。

一、试验原理金属材料拉力试验的原理基于胡克定律和金属材料的力学性质。

胡克定律表明，在弹性阶段，拉伸力与伸长量之间呈线性关系。

而金属材料具有较高的延展性和塑性，所以在应力超过弹性极限后，金属材料会发生塑性变形，伸长量会显著增加。

二、试验步骤1. 样品制备：根据试验要求，选择合适尺寸的金属样品，并进行表面处理，以确保样品的平整度和表面质量。

2. 安装夹具：将样品固定在拉力试验机上的夹具中，确保样品与夹具之间的接触紧密，避免产生滑动或扭曲。

3. 施加载荷：通过拉力试验机施加逐渐增加的拉力，开始时应用较小的载荷，逐渐增加到设计要求的载荷水平。

4. 记录数据：在施加拉力的过程中，记录载荷和伸长量的变化，并画成载荷-伸长量曲线。

5. 试验结束：当样品发生断裂后，试验结束。

记录断裂载荷和伸长量，并对断口形貌进行观察和分析。

三、试验应用金属材料拉力试验可以提供丰富的力学性能数据，对于评估材料的强度、延展性、塑性和韧性等性能非常重要。

它在工程设计、材料研发和质量控制等领域都有广泛的应用。

1. 工程设计：通过拉力试验可以确定材料的强度，为工程设计提供重要的参考依据。

例如，航空航天、汽车和建筑领域的结构设计都需要考虑材料的强度和安全系数。

2. 材料研发：拉力试验可以评估不同材料的力学性能差异，帮助研发人员选择最适合特定应用的材料。

例如，在新材料的开发过程中，拉力试验可以用于评估其性能和可靠性。

3. 质量控制：金属制品的质量控制中也常使用拉力试验来检验产品的强度和耐久性。

例如，汽车零部件、电子设备和机械零件等制造过程中，拉力试验可以帮助检测产品的可靠性和质量。

结论：金属材料拉力试验是了解材料力学性能的重要方法，通过施加拉力并记录载荷和伸长量的变化，可以评估材料的强度、延展性和塑性等性能。

金属材料力学性能测定及其应用一、引言金属材料在工业生产中具有广泛的应用，对金属材料的力学性能的测定是对其使用性能评价和加工质量控制的重要手段。

本文将着重介绍金属材料的力学性能测定方法及其应用。

二、金属材料的力学性能测定方法1. 拉伸试验拉伸试验是一种常见的金属材料力学性能测试方法，该方法适用于金属拉伸力学性能的测定。

在拉伸试验时，通过机械设备施加一定的拉伸载荷，测量被试样发生塑性变形的力和变形量，从而计算出试样的强度和韧性等力学性能指标。

2. 碳氢分析法碳氢分析法可以用于测量铁、钢等金属中碳含量的方法。

该方法首先通过化学反应将样品中的碳转化为一定量的二氧化碳，然后使用专门的仪器，量化检测样品中的二氧化碳含量，从而计算出样品中的碳含量。

3. 硬度试验硬度试验是一种简单易行的类比试验方法，适用于测定金属材料抗压、抗拉等力学性能。

硬度试验可分为维氏硬度试验、布氏硬度试验、洛氏硬度试验和肖氏硬度试验等几种类型，不同类型的硬度试验方法有不同的适用范围和测定参数，可以根据不同情况进行选择。

三、金属材料的力学性能应用1. 工程应用金属材料作为制造工程的常见材料，其力学性能测定对工程生产具有重要意义。

工程师可以通过测定金属材料的力学性能，选择合适的材料加工工艺，提高生产效率，降低制造成本，保障工程质量等。

2. 质量控制金属材料力学性能的差异往往与其质量有直接关系。

在工业生产过程中，金属材料的力学性能测定可以作为对其质量控制的重要手段。

通过测定金属材料力学性能，可以检测金属材料的质量是否合格，并准确识别渗透性、组织结构等方面的缺陷。

3. 产品应用金属材料的力学性能测定对其在产品应用中发挥全面性能至关重要。

例如，在汽车制造过程中，通过测定轮毂的材质、硬度等力学性能指标，可以保证汽车在高速行驶时的安全性能。

四、结论通过以上讨论，本文介绍了金属材料的力学性能测定方法及其应用。

在工业生产和应用方面，对金属材料的力学性能指标的了解和掌握极其重要，涉及到制造工艺选择、产品性能分析等诸多方面，对推进各个行业的技术升级和质量控制有着至关重要的作用。

金属材料力学性能试验方法分析摘要：金属材料是工业生产中的常用材料，在日常生活中极为常见，使用金属材料时，一定要注意金属材料的力学性能。

本文介绍金属材料力学性能试验标准、试验方法以及仪器设备，在力学性能试验中，重点探究金属材料拉伸性能、压缩性能、扭转性能、硬度性能的试验方法，为金属材料试验提供参考。

关键词：金属材料；力学性能；试验方法前言：金属材料的力学性能会直接影响材料的使用状态和使用寿命，如果材料力学性能较差，有可能会使机器频繁发生故障，金属产品也无法发挥实际的功效，必须要加强力学性能检测，采用科学的力学性能试验方法，参考相关标准，对试验结果进行分析，综合分析金属材料的力学性能，不断强化金属材料的性能。

1金属材料力学性能试验标准分析金属材料力学性能试验需要以规范化的试验标准为参考依据，试验人员需要了解试验标准体制的具体规定，对最新修订的试验标准进行研究，按照科学的试验方法和规范的试验标准展开力学性能试验。

不同的试验方法有着不同的标准，如拉伸试验标准、压缩试验标准、扭转试验标准、硬度试验标准、弯曲试验标准、冲击试验标准、疲劳试验标准等，需要根据具体的试验内容和方法选择对应的试验标准，与力学性能试验结果进行比较，分析金属材料力学性能的实际情况[1]。

2金属材料力学性能试验方法研究2.1拉伸试验对金属材料的拉伸性能进行测试，需要采用拉伸测试方法，对拉伸试验结果进行分析，判断金属材料的极限拉伸范围，根据极限拉伸范围继续进行试验，对金属材料在试验中的变化情况进行记录和分析。

在拉伸试验中，为了保证数据的准确性和测试结果的可靠性，需要对各种影响因素进行控制，尽量避免拉伸试验过程受到其他因素的影响。

试验人员要仔细检查拉伸试验中的设备和仪器，确保设备仪器具有良好的性能，保证拉伸试验数据的精确性，避免试验结果受到设备仪器的影响。

以低碳钢材料为例，对该材料进行拉伸试验时，判断低碳钢的极限屈服荷载PS，当主动指针不再转动的时候，对低碳钢进行测量。

金属材料力学性能试验断裂韧度试验6.2 断裂韧度试验6.2.1结构线Construction line在J-Δa 和δ-Δa 试验记录上画一条线，代表表观裂纹扩展（即裂纹表面的位移量），包括裂纹端钝化6.2.2裂纹扩展阻力曲线Crack entension resistance curveR-曲线δ 或J 与稳定裂纹扩展Δa 的变化6.2.3裂纹平面取向Crack plane orientation按照裂纹平面的法向方向和试验中裂纹预期的扩展方向处理裂纹，对于锻造产品参考其特征晶粒流动方向6.2.4裂纹嘴张开位移Crack-mouth opening displacement (CMOD)V在裂纹开始缺口附近，测量与原始裂纹平面垂直的裂纹平面的相对位移量6.2.5裂纹尖端张开位移Crack-tip opening displacementδ在原始裂纹尖端（即疲劳预裂纹尖端）测量与原始裂纹平面垂直的裂纹平面的相对位移量6.2.6临界J Critical J对应裂纹扩展开始时的J 值6.2.7临界δ Critical δ对应裂纹扩展开始时的δ 值6.2.8断裂韧度fracture toughness准静态单一加载条件下的裂纹扩展阻力的通用术语6.2.9J-积分J-integral与积分路径无关的闭合回路或表面积分，用来表征裂纹前缘周围地区的局部应力-应变场，在塑性效应不可忽视的地方提供能量释放速率，用来表征对应表观裂纹扩展a 时的势能变化J与J 积分相当的加载参数，当测定力-加载线位移图时特指裂纹尖端塑性变形不可忽视条件下的断裂6.2.10J-R 曲线J-R curveJ-Δa 图，在塑性效应不容忽视的地方，用于描述稳定裂纹扩展阻力6.2.11最大疲劳应力强度因子Maximum fatigue stress intensity factorKf在疲劳预裂纹的最后阶段，K 的最大值6.2.12类型mode裂纹平面位移三种方式之一注：阿拉伯数字1，2 和3 用于通常的例子，分别代表拉伸张开型，平面滑动型，剪切型。

0/A P =s s σ金属材料力学性能测试——拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性质基本的重要实验之一。

根据国家标准金属拉力实验法的规定，拉伸试件必须做成标准试件。

圆截面试件如图1-1所示：长试件L=10d 0，短试件L=5d 0。

拉伸时材料的强度指标和塑性指标测定： 1、强度指标的测定：材料拉伸时的力学性能指标（如s σ，b σ，δ，ψ ），由拉伸破坏实验来确定。

图1-2是低碳钢拉伸实验时的拉伸图。

OA 段为弹性变形阶段，过了A 点,材料进入屈服阶段，材料进入上屈服点,A 点对应上屈服点的载荷Psu ，B 点对应 屈服点的载荷Psl 。

由于上屈服点的值不稳定(对同一批材料而言) ，下屈服点较稳定，因此在没有特别说明的情况下，规定下屈服点的载荷为屈服载荷Ps ，则屈服极限为: MPa 。

其中:A0为试件的初始横截面面积,拉伸图上D 点对应的最大荷载值为Pb,此后试件发生劲缩现象,迅速破坏。

材料的抗拉强度极限为:0/A P =b b σMPa 。

铸铁的拉伸实验图如图1-3所示。

试件变形很小，到达一定的载荷突然断裂，拉断时的最大载荷，即为强度的载荷Pb 铸铁拉伸强度极限为：0/A P =b b σMPa 。

2、塑性指标测定：将拉断后的低碳钢试件拼接后，测量断后标距L1；劲缩处的平均值径d1，由下列公式计算延伸率δ和断面收缩率ψ；%100/)(%100/)(010001⨯A A -=ψ⨯-=A L L L δ其中：A1为试件断开处的横截面积，L 1为试件断后的标距。

拉伸时材料机械性质的测定室温_____℃ 日期____年___月___日实验目的：1.测定低碳钢的屈服极限s σ，极限强度b σ，延伸率δ，面积收缩率ψ，铸铁的极限强度b σ。

2.观察拉伸过程中的实验现象。

实验设备：电子万能试验机。

游标卡尺。

实验主要步骤：1.分别测量两种材料的上、中、下横截面直径并填入表格。

2.安装试件，然后开始实验。

3.记录拉伸载荷，测量断后标距及收缩直径，代入公式计算。

金属材料力学性能试验规范一、目的为保证金属材料力学性能试验的科学性，特对力学性能试验的试样取样方法、位置及判定规则进行了规范。

二、适用范围板材、铸钢件、锻件及对接焊缝焊接接头的力学性能试验。

三、引用标准GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第一部分室温试验方法JB/T 5000.8 重型机械通用技术条件第8部分：锻件JB/T 5000.6 重型机械通用技术条件铸钢件GB 50661 钢结构焊接规范四、取样数量五、取样方法、位置、尺寸及判定方法5.1 板材5.1.1拉伸试样1、切取样坯时，应防止因过热、过冷、加工硬化而影响其力学性能及工艺性能，采用火焰切割法取样时，样坯切割线至试样边缘必须留有足够的切割余量，应不小于钢材的厚度，但最小不得少于20mm，一般样坯的尺寸为300×150（长×宽）即可。

2、样坯在钢板一端取样，对于碳素结构钢和公称宽度不小于600mm的低合金高强度结构钢，试样为横向试样，即试样的轴线垂直于轧制方向，如下图所示；公称宽度小于600mm的低合金高强度结构钢，试样为纵向试样；取样部位板材表面应无缺陷。

3、当钢板厚度t＜20mm时，采用矩形全厚度截面试样，取样位置如图1，试样的加工尺寸见图2和表1。

图1 全厚度截面取样位置图2 试样尺寸表1 常用规格钢板具体尺寸规格表序号比率定尺R bo t Lt≥7.65So Lc1 12 12.5±0.05 10 184903 12 12.5±0.05 12 189 952 12 12.5±0.05 16 204 1104、当钢板厚度20≤t时，采用圆形试样；其中，钢板厚度20≤t ＜25时，样坯应在钢板厚度中心取样；钢板厚度t≥25时，取样位置见图3，样品尺寸见图4（图样为集团公司试验的样品，其它单位试验可根据标准要求自定尺寸）。

25≤t＜50 t≥50图3 t≥25时的取样位置图4 圆形试样尺寸5、试验不合格时，可以加倍取样复试，复试仍有不合格项的，该批次不合格。

实验一 材料力学性能综合实验第一部分 材料力学性能及测试原理材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。

对于用于工程中作为构件和零件的结构材料，人们最关心的是它的力学性能。

力学性能也称为机械性能。

任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。

这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。

同时, 环境如温度、介质和加载速率对于材料的力学行为有很大的影响。

因此材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。

材料力学性能是材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。

材料的力学性能通过材料的强度、刚度、硬度、塑性、韧性等方面来反映。

定量描述这些性能的是力学性能指标。

力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳极限、断裂韧性等。

这些力学性能指标是通过一系列试验测定的。

实验包括静载荷试验、循环载荷试验、冲击载荷试验以及裂纹扩展试验。

其中静载荷拉伸试验是测定大部分材料常用力学性能指标的通用办法。

力学指标的测定要依据统一的规定和方法进行，这就是国家标准。

比如国家标准GB228－87是金属材料拉伸试验标准。

依据这个标准，可以测定金属的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标。

其它材料如高分子材料、陶瓷材料及复合材料力学性能也应采用各自的国家标准进行测定。

拉伸试验的条件是常温、静荷、轴向加载，即拉伸实验是在室温下以均匀缓慢的速度对被测试样施加轴向载荷的试验。

试验一般在材料试验机上进行。

拉伸试样应依据国家标准制作。

进行单拉试验时，外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向拉应力状态。

试验机的夹具、万向联轴节和按标准加工的试样以及准确地对试样的夹持保证了试样测量部分各点受力相等且为单向受拉状态。

试样所受到的载荷通过载荷传感器检测出来，试样由于受外力作用产生的变形可以借助横梁位移反映出来，也可以通过在试样上安装引伸计准确的检测出来。