金属力学性能实验实用全套PPT

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,金属(jnsh)力学性能实验,第一页，共15页。,一、实验(shyn)目的,1正确掌握平面应变断裂韧度kc的测 试方法(fngf)。,2了解测定kc所需的仪器设备装置。,第二页，共15页。,高频疲劳试验机、材料(cilio)试验机、夹式引伸计（COD规）、游标卡尺、读数显微镜等。,PQ的确定(qudng)（斜率降低5%的割线法）,四、实验(shyn)试样及其材料,高频疲劳试验机、材料(cilio)试验机、夹式引伸计（COD规）、游标卡尺、读数显微镜等。,则KQ=KC，否则KQKC。,K=Kc,四、实验(shyn)试样及其材料,调整试样放置的位置，使得试验机的上压头中心正好在试样的裂纹延长线上。,将试样放于试验机的支承(zh chn)座上，把引伸计装在两片刀口之中。,2了解测定kc所需的仪器设备装置。,而KC是在平面应变条件下，材料中型(即张开型)裂纹发生失稳扩展时的应力场强度因子的临界(ln ji)值，即材料的平面应变断裂韧度，它是材料固有的抵抗脆性断裂的一种力学性能，是材料的常数。,是裂纹体内的裂纹长度。,刀口安装部位示意图,a裂纹(li wn)长度,六、实验(shyn)步骤,二、实验(shyn)内容,1.测定被测材料的P-V的曲线，计算条件(tiojin)断韧度KQ值。,2验算实验所得KQ值，确定有效KC值。,第三页，共15页。,三、基本概念和测试(csh)原理,根据线弹性断裂力学的分析，裂纹发生失稳扩展而导致裂纹体脆断的判据是：,K=Kc,式中K为型裂纹应力场强度因子，它表征裂纹尖端附近应力场的强度，在线弹性条件下，其一般表达式为：,式中：Y是和裂纹形状因子，是与试样类型和加负荷方式等有关的量，也称几何因子。,是外加应力。,是裂纹体内的裂纹长度。,K是一个复合力学参量，其值的大小仅决定于构件(包括裂纹)的几何形状和尺寸；外加应力的大小，分布等。而KC是在平面应变条件下，材料中型(即张开型)裂纹发生失稳扩展时的应力场强度因子的临界(ln ji)值，即材料的平面应变断裂韧度，它是材料固有的抵抗脆性断裂的一种力学性能，是材料的常数。由上式可知，当外加应力增高时，裂纹前端的应力强度因子K也增大，当 K增大到等于某一临界(ln ji)值，即材料的平面应变断裂韧度KC时，也即达到裂纹失稳扩展的临界(ln ji)条件，就能导致裂纹体脆断，此时外加应力达到临界(ln ji)应力c，若将=c，；则：,第四页，共15页。,因此，只要知道带裂纹(li wn)试样的应力场强度因子K的表达式，试样的尺寸又能保证裂纹(li wn)前端处于平面应变状态下，则只需测得带裂纹(li wn)试样发生失稳断裂时的负荷Pc,(或应力 c)，就可利用已知的K表达式求出相应的临界值K,即为试祥材料的平面应变断裂韧度KC。,本实验采用标准三点弯曲试样，其K表达式为：,其中：式中：P负荷 ；B试样厚度 ；W试样宽度 ；S跨度；a裂纹(li wn)长度,其中：,通过实验可出被测材料的P-V曲线（负荷位移曲线），从P-V曲线上确定的值（裂纹(li wn)失稳扩展的临界负荷），计算出的KQ值。,PQ的确定(qudng)（斜率降低5%的割线法）,第五页，共15页。,第六页，共15页。,四、实验(shyn)试样及其材料,材料：30CrMnSi；870淬火+200回火；Rp=1450Mpa,试样(sh yn)类型：三点弯曲试样(sh yn)、S=4W、W=2B、a=（）W,裂纹长度a：机械裂纹a0+疲劳裂纹af,第七页，共15页。,五、实验(shyn)仪器设备和装置,高频疲劳试验机、材料(cilio)试验机、夹式引伸计（COD规）、游标卡尺、读数显微镜等。,第八页，共15页。,第九页，共15页。,六、实验(shyn)步骤,测量试样(sh yn)尺寸W,B,在缺口两边贴上两片刀口片，如下图，用来固定夹式引伸计,刀口安装部位示意图,引伸计示意图,将试样(sh yn)放于试验机的支承座上，把引伸计装在两片刀口之中。,第十页，共15页。,将试样放于试验机的支承(zh chn)座上，把引伸计装在两片刀口之中。,第十一页，共15页。,调整试样放置的位置，使得试验机的上压头中心正好在试样的裂纹延长线上。,打开测试软件及试验机开始实验，对试样施加弯曲载荷直到试样断裂。,取下试样和引伸计。,用读数显微测量试样断口(dunku)处的平均裂纹长度a，,a=（a2+a3+a4）/3,第十二页，共15页。,用95%斜率割线(gxin)法，求PQ。,计算KQ：,验算(yn sun)：（1）,（2）,如满足以上(yshng)二个判据，KQ才算有效；则KQ=KC，否则KQKC。,第十三页，共15页。,七、实验报告,1试验目的和内容。,2筒述测试原理。,3试验材料及试样尺寸(ch cun)。,4实验结果和数据处理(根据计 算机得到的原始采样数据自己重新作出PV曲线，并求出P5和KQ值）。,5分析讨论。,第十四页，共15页。,谢谢(xi xie)观看,第十五页，共15页。,