图解法测定铝合金材料的弹性模量E和屈服强度［实验目的］、学习用图解法测定塑性材料的规定非比例延彳申强度Rp了解电子弓申计测量试样伸长量的原理，掌握电子弓伸计的安装和使用方法,并能正确使用测定铝合金材料的弹性模量E和规定非比例延彳申强度R虻P0.2［使用仪器］万能试验机或拉力试验机、电子弓伸计、游标卡尺（最小分度不大于5自动绘图材料的FAL曲线图系统、待测铝合金拉申试样等［实验原理］、图解法测定铝合金材料的弹性模量E在试验机自动记录的FAL曲线的弹性直线段上取相距尽可能远的A、B两点，并读取其相应的载荷增量值AF和伸长增量值辽（见图）,贝两测材料的弹性模量为：e=）av式中L为弓伸计标距,S为所用试样原始横截面平均面积eav、图解法测定规定非比例延彳申强度Rp02P0.2除了中、低碳钢、16锰钢及一些高强度低合金钢等金属材料外，大部分金属都不具有明显的屈服现象，它们的拉申曲线由直线部分（弹性阶段）直接过渡到曲线部分（强化阶段），因此不能像测低碳钢那样测定这些材料的屈服强度，而材料的屈服强度是衡量材料图20.2的确定方法强度的重要力学性能指标之一，所以对于没有明显屈服阶段的塑性材料,工程上常用对应于塑性应变（残余应变）£%时的应力作为衡量材料强度的指标，并用R表示，称为0.2材料的名义屈服强度或条件屈服强度或规定延申强度R0.2，其数值的确定方法如图所示。
图中的CD直线与弹性阶段内的直线部分平行，即在£轴上取OC%,过C点作直线CD平行于o£图中的直线段，交曲线于D点，于是点D的纵坐标即为R0.2规定延伸强度R有两种含义：一是试样非比例延伸率0.2等于弓申计标距的0.2时的应力，称为规定非比例延申强度,用Rp表示，其测定方法是在加载情况下用图解法或引P0.2伸计进行测定；另一种是试样在卸除应力后残余延伸率等于弓伸计标距的%时的应力,称为规定残余延伸强度，用R表示，其测定方法是利用塑性材料的冷作硬化现像,r0.2r0.20.2%Le图fp02的确定方法在卸载条件下用逐次逼近的方法进行测定（一般，因为Rpo.2是在加载情况下测定的，其非比例伸长包括两部分：塑性变形和弹性变形，而后一部分在卸载后就消失了，所以R稍大于R，但对于大多数金属材料两者相差不大，此时就不P0.2加区分，统一记作R）0.2铝合金就是一种没有明显屈服阶段的塑性金属材料此先介绍用图解法测定其规定非比例延彳申强度RP0.2如上所述方法，在试验机自动记录的FAL曲线上，自弹性曲线与AL轴的交点O起截取OC.2再过C点作弹ef性直线的平行线交FAL曲线于A点,于是A点的纵坐标Fpo2即为规定非比例延彳申为%2时所对应的载荷（见图eR€JP0.2S5－2）因此材料的规定非比例伸长应力为：o式中S为试样的原始横截面面积。
o［实验步骤］、试样尺寸测量：用游标卡尺测量试样尺寸（方法同拉伸试验），填入记录表格，同时计算并记录其它相关数据2、试验机准备：估计F环的数值，选择合适的量程，配上相应的砝码砣，并做好试验机的调零准备工P0.2作（注意：应消除试验机工作平台的自重）3、安装试样及电子弓伸计：将试样安装在试验机夹头中，先施加少量载荷（切勿超过比例阶段），然后再卸至接近零位，按规定将电子弓伸计正确装夹到试样上4、进行测试：打开试验机，根据试验要求缓慢进行加载，并注意观察试验机自动绘制FAL曲线，待曲线宽度足够作图求出Fpo2时停机，并打印出试验曲线卸载、取下试样，将试验机和仪器恢复原状按要求选定A、B两点，并求出AF、3L和F&,计算E及［数据记录］试样原始尺寸的测量位置截面I截面II截面皿最小横截面面积Smm2o平均横截面面积Amm2直径dmm平均平均平均［思考题］、规定非比列延伸强度Rp0.2与规定残余延伸强度R,02有何区别？、为什么在计算规定非比例延彳申强度RP02时横截面积取试样三处的最小值，而在计算弹性模量E时横截面积要取三处的平均值？卸荷法测定铝合金材料的屈服强度［实验目的］、学习用卸荷法测定塑性材料的规定非比例延彳申强度Rp。
2、了解球铰引申计测量试样申长量的原理，掌握球铰引申计的安装、使用和读数方法，并能正确使用测定铝合金材料的规定残余延伸强度Rr0.2［使用仪器］万能试验机或拉力试验机、表式弓伸计、游标卡尺（最小分度不大于5待测铝合金拉申试样［实验原理］用卸荷法测定R迫2是利用逐次加载、卸载，每次卸载后看残余延伸是否达到规定的延伸值AL,若未达到就再加载、卸载，逐次逼近，直到卸载后的残余延伸达到或肖超过规定的延伸值AL为止用卸荷法测定R时，要先计算出弓伸计标距L内产生％残余变形时所对应的规r0.2定残余延伸值AL（AL=伸载荷Fr0.2e%.2，对应于这一规定残余延伸值的载荷値则为规定残余延e根据规定的残余延伸值AL和引伸计每一分度所对应的数值可以按下式计算出规定残余延伸值在引伸计上的分度数AN：AN=AL引伸计每一分度值（）试验时应先对试样施加相当于预期规定延伸应力值％的预拉载荷F（此值应化为整数），记下此时的弓I伸计读数N（或调为）作为条件零点o从F起第一次施加载荷直至试样在引伸计标距o内的长度上产生总延伸（相应于引伸计的分度数）为：N=M+AN+〜分度（式中第一项为条件零点，1o第二项为规定的残余延伸分度数，第三项为预计的弹性延伸值——因为试样进入强化阶段后仍有少量弹性变形，所以要加1〜2分度的弹性延伸值），保持力〜后，将载荷降至F，记录此时引伸计上的分o度数N：，可得到第一次加载、卸载后的残余延伸分度数（见1图6-）：1AN=N'N'11o以后每次施加载荷应使试样在引伸计标距内的长度上产生总延伸为：N=N+AN-AN+〜分度ii-1i-1J式i,34,n保持载荷10s〜12s后，将载荷降至F0得到各次加载、卸载后的残余延伸分度数为:AN=N—N'iio试验直至实测的残余延伸AL（对应于引伸计的读数为AN）等于或稍大于规定的残nn余伸长AL（对应于引伸计的分度数为AN）时为止。
测定举例见附录用线性内插法计算相应于规定残余延伸载荷F的估算值：r0.2R，F+AFn€Fni（AN—AN）（-r0.2n€1AN€ANn€1nn—1则：规定残余延伸强度应按下式计算：R=F/S（6-）4r0.2r0.2o式中S=nd24，为试样的原始横截面积o［实验步骤］1、用游标卡尺测量试样尺寸（方法同拉伸试验），填入记录表格，同时计算并记录其它相关数据2、试验机准备：估计F砒的数值，选择合适的量程，配上相应的砝码砣，并做好试验机的调零准备工作（注意：应消除试验机工作平台的自重）3、安装试样及球铰引伸计：将试样安装到试验机上，然后装上引伸计（注意引伸计的正确安装，否则，测量数据将会有很大的误差），施加预拉载荷F，调整并读出、记录此时弓伸计的读数N'（即条件oo零点）4、进行测量：从F起第一次施加载荷直至试样在弓伸计标距内的长度上产生总延伸（相应于引伸计o的分度数）为：N、=N'+AN+（〜）分度，记录第一次施加力时弓I伸计上的分度数N、（此1o1为施加力读数），同时记录此时对应的力值F1保持此载荷〜后，将载荷降至F，再读出并记录此时弓伸计上的分度数N、'（此为卸荷至预拉力的读数）计算第一次加o1载、卸载后的残余延伸分度数哲。
第二次从F施加载荷直至试样在弓伸计标距内的长度上产生总延伸（相应于引伸计的o分度数）为：N2=N1+（AN-AN）+（〜）分度，记录该次施加载荷时弓伸计上的分度数N2（此为施加力读数），同时记录此时对应的载荷值F2保持此载荷〜后，将载荷降至F，再读出并记录此时弓伸计上的分度数N；（此为卸荷至预拉力的读数）计算本次o2加载、卸载后的残余延伸分度数AN2同上述方法，再从F施加载荷直至试样在弓伸计标距内的长度上产生总延伸为：N=oiN.1+（AN-ANi-）+〜分度（其中，,,……），记录本次施加载荷时弓伸计上的分度数N,同时记录此时对应的载荷值F.保持此载荷〜后，将载荷降至F,iio再读出并记录此时弓伸计上的分度数N；计算本次加载、卸载后的残余延伸分度数迥试验直至残余延伸分度数金达到或稍微超过规定的残余延伸值AN为止Zn5、取下球铰弓伸计，卸回预拉载荷，取下试样将试验机恢复原状，并清理现场6、用线性内差法按()式确定规定残余延伸载荷F，并按()式计算规定残r0.2余延伸强度Rd［数据记录］表6-1试样原始尺寸的测量位置截面I截面II截面皿最小横截面面积S°mm2平均平均平均直径dmm引伸计标距L=mm，规定的残余延伸值AL==mmee引伸计每一分度值=mm，规定残余延伸折算成引伸计的分度数AN=分度表6-2载荷与残余延伸的测量序号i载何P.N力口载读数N.分度卸载读数N；分度残余延伸AN.分度•••［注意事项］、球铰弓伸计的安装一定要正确，不能出现偏斜。
试验中，要控制好试验机送油阀，藉以控制加载速率并且每当卸载至F0时应能稳定载荷1〜012秒的时间，以供读数，并注意不要卸过加载速率应按规范要求控制：对于铝合金材料，由于其弹性模量EVGPa,故在弹性范围内应力速率应控制在〜MPas之间，并应保持此速率，直至该性能测出为止在计算施加载荷延伸分度数时，当残余变形较小(前次残余伸长值＜AN分度)时加分度，当残余变形较大(前次残余伸长值〉AN分度)时加分度5在施加载荷时，观察百分表的同学应提前~分度开始报数（一人逐分度格报数），加载荷的同学应根据报数速度控制油阀，以免加载过量附：卸荷方法测定规定残余延伸强度（R）举例r0.2试验材料：钢，预期的规定残余延伸强度R^2~80OMPa；r0.2试样尺寸：d=10.00mm，横截面积S=78.54mm2；oo弓伸计：表示弓伸计，1级准确度，标距L=50mm，每一分度值0.01mm；e试验机：最大量程200KN，选用度盘为100KN；试验速率：按照国标GB/T228-2002中的规定要求按照预期的规定残余延伸强度计算相应于力值10%的预拉载荷为：F=R•SX10%=6283.2Nor0.2o化整后取6000N。
此时，引伸计的条件零点为1分度使用的弓伸计标距为50mm，测定规定残余延伸强度R所要达到的残余延伸应为：r0.2AL=0.2%L=0.2%X50=0.1mme将其折算成弓伸计上的分度数为：AN=0.1*0.01=10分度从F起第一次施加载荷直至试样在弓伸计标距内的长度上产生总延伸（相应于引伸计o的分度数）为：N1=1＋10＋（1~2）=12~13分度保持载荷10s~12s后,将载荷降至F，引伸计读数为2.3分度，即残余延伸为1.3分度o第二次施加载荷直至弓伸计达到读数为：在上一次读数13分度的基础上，加上规定残余延伸10分度与已得残余延伸1.3分度之差，再加上1~2分度，即N2=13＋（10-1.3）＋2=23.7分度（取24分度）保持此载荷10s~12s，将载荷降至F0后得到7.3分度残余延伸读数第三次施加载荷直至弓伸计达到的读数应为：24＋（10-7.3）＋1=27.7分度（取28分度）试验直至残余延伸读数达到或稍微超过10分度为止试验记录见附表1附表1载荷与残余延伸数据记录序号i载何P.Ni加载读数N.分度i卸载读数N分度i残余延伸AN.分度i规定残余残余延伸强度计算如下：由附表1查出残余延伸读数最接近10分度的载荷值读数为61000N,亦即测定的规定残余延伸力F应在61000N和62000N之间。
用线性内插法求得规定残余延伸力为：r0.2F，61000+62叹_史000„€10-9.7），61375（N）r0.210.5-9.7于是得到：R，于75沁781.45（MPa）r0.278.54按表22－3的要求修约后结果为：R=780MPar0.2［思考题］、规定非比例延彳申强度心与规定残余延伸强度R有何区别？P0.2r0.2、本试验中，要求施加载荷到F后再读取弓伸计读数N能否使力值为零时读取引oo伸计的读数N'?为什么？o。