萬能材料試驗機之壓縮試驗（材料力學試驗）

作為萬能材料試驗機包括（電子萬能試驗機、液壓萬能試驗機）的一項基本功能就是進行材料壓縮試驗，壓縮試驗的目的為測定壓縮時低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強度極限σb及觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時的變形和破壞情況。下面由恒旭試驗機李工來詳細介紹一下該試驗。

壓縮試驗試樣為低碳鋼和鑄鐵等金屬材料制成圓柱形（圖3—3）。其直徑d0與高h0之間比例應控制在。即高度不能太大以避免試件在試驗中發生撓曲現象。但h0也不能太小，由于上下墊板發生摩擦，也影響試驗結果。由于摩擦阻止了靠近墊板部分的金屬的橫向變形，因而試件變形后如（圖3—4）所示形成鼓形，越靠近墊板變形越小。這種摩擦力的影響，試件越小影響越大。所以需要在試件兩端面涂上潤滑劑（潤滑

圖3—3                 圖3—4                  圖3—5

油或石蠟），以減小摩擦。同時在安放試件時要放在壓板的中心，并使用導向裝置（圖3

—5），使試件僅承受軸向壓力。

我公司生產的萬能材料試驗機的操作步驟如下：

1、低碳鋼（微機控制屏顯液壓萬能試驗機）

（1）測量尺寸：測量試件的高度和直徑，直徑取試件的上、中、下三處，每處垂直交叉各測量一次，取最小值來計算截面面積A0 。

（2）安放試件：將試件安放在下夾板的中心位置或壓縮實驗裝置的中心（注意一定要放在中心，否則偏心受壓）。

（3）加載：如果試件或壓縮實驗裝置離上壓板空間較大，有幾十厘米空間，此時可以將進油閥開到較大，讓活動平臺快速上升。這時右手控制進油閥，左手放在停止按鈕上（控制臺面上的紅色按鈕），眼睛看著試件。當試件或壓縮實驗裝置離上壓板還差5cm時，左手立即按下停止按鈕，右手關閉進油閥（順時針轉動手輪），直到關閉為止。然后重新啟動試驗機，順手轉進油閥2～3下（1圈左右），并緩慢而均勻地加載。注意觀察計算機屏幕試驗力變化，如果變化較快，則關小一些進油量；如果變化較慢，則開大一些進油量。同時注意觀察屏幕上自動繪制的P－ΔL曲線。曲線的開始部分為一段斜直線，說明低碳鋼在彈性階段，此時力與變形成比例。當測力指針轉動速度減慢或停頓，曲線出現拐點時，此時的荷載即為屈服荷載Ps。然后再加大一些進油量，繼續加載，一般加到220KN即可，停機，此時試件被壓成鼓狀。如果繼續加載，隨著載荷的增大，試件將越壓越扁，最后將壓成餅形而不破裂（如圖3—6所示）。

2、鑄鐵

鑄鐵壓縮實驗的方法和步驟與低碳鋼壓縮相同，但要注意鑄鐵是脆性材料，沒有屈服點。從P－ΔL曲線上可以看出，其壓縮圖在開始時接近于直線，以后曲率逐漸增大，當載荷達到最大載荷Pb時，測力指針停頓并開始往回走，預示試件很快破裂，這時關小一些進油量，當聽到響聲后，立即停機（按下紅色按鈕），打開回油閥，關閉進油閥，由從動針可讀出Pb值。試件最后被破壞（如圖3—7所示），破裂面與試件軸線約成450角。

圖3—6 低碳鋼壓縮               圖3—7 鑄鐵壓縮

注意事項：

（1）當試件或壓縮實驗裝置的頂面與上壓板快接觸時，進油量一定要�。�進油閥控制在半圈即可），否則進油量較大，引起載荷瞬間突然增大，超過試驗的最大量程，造成試驗機損壞。

（2）鑄鐵壓縮時，不要靠近試件探望，以防試件破壞時，碎片飛出傷人。

試驗完成后保存試驗數據，測控系統可以自動計算出低碳鋼的屈服極限和鑄鐵強度極限。公式如下：

式中A0是試驗前試件截面面積。

繪圖表示兩種材料的變形和斷口形狀、從宏觀角度分析破壞原因；比較并說明兩種材料的力學性質特點。

以上為金屬的壓縮試驗，采用的是恒旭試驗機廠生產的微機屏顯液壓萬能試驗機，結果經長期多批次試驗證實，準確可靠！