压缩试验和剪切试验报告
实验二 压 缩 试 验
压缩试验就是为了测定工程材料在受压时得力学性能。有得材料如混凝土、岩石、铸铁等，抗拉能力差，但它得抗压能力很好。这些材料，除了抗压强度与抗拉强度不同之外，还有值及破坏形式上也存在着压缩与拉伸得差别。因此，压缩试验同样就是工程材料力学试验得重要内容之一。
一、 试验目得
（1） 测定铸铁压缩时得强度极限与低碳钢得屈服极限。
（2） 观察铸铁与低碳钢压缩时得变形与破坏形式,找出它们得不同之处。
二、 仪器设备与工具
（1） 电子万能试验机W Ｄ－2００B 或压力试验机Y Ｅ-1０0０等。 （2） 游标卡尺等。
三、 试样制备与安装
金属压缩试件有圆柱体、正方形柱体、矩形板、带凸耳板状等几种形状。铸铁与低碳钢得压缩试件一般做成圆柱体。高度与直径得比得大小会影响到试验得结果。试件过于细长则易压弯,过于粗短则受两端摩擦力得影响大。为了确保试件处于单向压缩状态,以及试验结果具有可比性，国家标准《金属压缩试验方法》GB ７３14－87对侧向无约束试件做出了以下有关规定：
（1） 试件仅适应于测定。
（2） 试件适应于测定、、(规定非比例压缩应力)与(规定总压缩应力)。 （3） 试件适应于测定与压缩杨氏 模量。
为了减少摩擦力得影响，试件两端面应尽量光滑，
相互平行,且与轴线垂直。 试件安装在试验机上下压座之间，见图3-10。 图3 下承压座就是一个球形承垫,作用，使压力通过试件得轴线。
四、 试验原理
1． 低碳钢压缩试验
低碳钢在压缩时得曲线见图3－11.在屈服之前,曲线与拉伸时相同。在屈服之后得曲线，就与拉伸得不同了。在弹性范围内,加载速率应控制在。在明显塑性变形范围内,加载得应变速率应控制在之间。材料受压屈服时，变形继续增大,载荷保持不变或出现波动,如图3—1１所示。按图示得方法，读取各种情形下得压缩屈服载荷，然后计算压缩屈服点。
O P sc
l O P sc
l l
P sc
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O O
P
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（3—２6）
前面已指出，与试件轴线成45o C 斜截面上得剪应力就是使材料发生滑移，即屈服得原因。由材料力学知道，无论试件横截面上得正应力就是拉应力还就是压应力，只要大小相同，则在45o C 斜截面上产生得剪应力得大小都就是相同得,因此与应就是相等或相近得。
屈服过后，试件变短,横截面积变大，曲线继续上升,直至试件被压成饼状。因此低碳钢压缩试验不能测出其强度极限。
图3－11 低碳钢压缩曲线
2．铸铁压缩试验
铸铁压缩时得曲线呈非线性，见图３－12，这一
点与铸铁拉伸时得曲线就是相同得。所不同得就是铸铁压缩到达
强度极限载荷前出现较大变形,由原来得圆柱体变为腰 鼓形或斜圆柱。
脆性材料受压试件得破坏就是个复杂得外部施力、内部损 伤破坏得力学过程。国内外都在研讨、争论这个问题.试件 端部得受力状态与试件得破坏形式有密切关系（图３－１3）.
不加任何垫片时,铸铁试件沿着与轴线成45ｏ
～55ｏ
方向破坏， 图3-１２ 铸铁压缩试验曲线 破坏时斜面上得剪应力与同样得材料在剪切试验中所测得得剪切破坏极限相当接近。试件两端面加垫薄片(三合板)时，其受压破坏形式如图3－13(b)所示。
（a)两端不加任何垫板
（b ）两端加垫三合板（) 图3—13 铸铁试件压缩破坏形式
抗压强度按下式计算：
(3—2７)
五、 试验步骤
（1） 测量试件尺寸.
用游标卡尺测量压缩试件上、中、下3处截面得平均值径,取它们中得最小值计算截面面积，同时测量试件得高度.
（2）调整试验机横梁位置,设置有关参数等. （3）安放试件。
（4）按规定选择加载速度，然后加载试验。
（5）对低碳钢试件，注意观察，记下屈服载荷，或在计算机屏幕上读取值；对铸铁试件,加载至破坏为止，记下最大载荷。
P P
六、
记录表格
七、 讨论问题
比较低碳钢、铸铁得拉伸、压缩力学性能与断口形状,分析破坏原因。
实验二 剪 切 试 验
工程中使用得构件或零部件,除了受到拉伸与压缩得应力作用之外，还受到剪切应力得作用。特别就是那些由铆钉、销钉、螺栓联接得构件，见图3—14,其中联接螺栓等受到剪力得作用,它们得抗剪强度如何关系到构件得安全.因此,工程设计时不仅要考虑材料得抗拉强度与抗压强度,还要考虑材料得抗剪强度.剪切试验就就是为了测定材料得而进行得一种试验.
1（2） 九、 仪器设备与工具
（1）电子万能试验机WD-200Ｂ或其她万能试验机、压力试验机。 （2）剪切试验座及压头。 （3）游标卡尺等。
十、 试验原理
剪切试验有多种做法，图３－１5~图3－1８为其中常用得4种剪切试验原理图.
图3－１５
图 图３-1８
本次试验采用图3-17得装置,受试材料为低碳钢。
十一、试验步骤
（1）测量试件受剪处直径，取平均值，计算.
（2）安装试件,把试件插入剪切块孔里,调节左右对称。
（3）调整试验机横梁位置，选择适当量程。
（4）加载试验，记下剪断时得最大荷载。
十二、结果分析
根据试验所测得得及试件受剪处得平均直径，计算。
十三、讨论问题
（1）比较低碳钢Ｑ235号钢与之间得比值.
（2）观察低碳钢试件剪切断口,分析破坏原因。比较低碳钢拉伸破坏断口与剪切破坏断口。