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实验5 材料双向拉伸力学性能测试 罗仁安 编写 目前在工程应用中复合材料发展得很快,例如,玻璃钢(增强塑料)和单向层复合材料(碳纤维/环氧树脂基体)。这类材料强度较高,均具有各向异性。单向层碳纤维/环氧树脂基体复合材料的双向拉伸曲线是非常典型的事例,但是多数工程材料既不象低碳钢单向拉伸过程简单,也不象单向层复合材料(碳纤维/环氧树脂基体)那样复杂。 采用双向拉伸试验来测定材料的各项异性是国内外最新技术。用自动记录的方法精确记录试样的力和变形的关系曲线,并根据指标的定义在曲线上直接测定数据的试验方式。这种方法直观、物理概念清楚、精度高,工程中可广为采用,是目前发展的方向。 一、实验目的 1.用Zwick双向拉伸试验机测定给定材料条件屈服极限。 2.了解Zwick双向拉伸试验机的功能及相关仪器的操作。 二、实验设备 1.Zwick双向拉伸试验机。 2.游标卡尺。 三、基本原理 本试验是在Zwick双向拉伸试验机上进行。测量系统是由信号转换、信号放大和自动记录三部分组成。 信号转换部分:试样的力和变形分别由载荷传感器和变形传感器感受来,并转换成相应的电压信号。本试验所用的变形传感器为单向应变式夹式引伸计。载荷传感器固定在试验机上,试样受力变形时,载荷传感器和夹式引伸计的桥路即有电压输出。输出电压分别与外力和变形量的大小成正比。电信号进一步放大,才能进行测量或记录。Zwick双向拉伸试验机自身配有专用的放大系统,可以完成信号的放大工作和信号记录。 四、实验步骤 按同类材料估算最大试验载荷,设定载荷放大器的量程。 1.测量试样尺寸。在标距范围内取三个截面,每截面按互垂方向测两次。 2.安装试样,并在试样上按规定标距装卡引伸计,引伸计安装一定要上下对中、刀口不得偏斜,松紧程度要适中。 3.按试验操作步骤菜单程序进行操作。 4.卸载、关机、取下引伸计、卸下试件。 五、结果整理 打印各向异性材料试验曲线,单向层复合材料(碳纤维/环氧树脂基体)受拉时,其强度较高,但塑性性能较差,属于脆性材料 。 六、预习和思考 1.大致了解Zwick双向拉伸试验机的工作原理和使用方法。 2.目前在工程应用中有哪些材料发展得很快?它们是各向异性材料吗? 3.比较单向拉伸与双向拉伸试验的异同。 |
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