西安交通大学材料力学性能实验报告三.doc

实验报告三 姓名 班级 学号 成绩 实验名称 金属材料形变硬化指数(n)的测定 实验设备 电子拉伸材料试验机一台 正火态20钢、铝合金 位移传感器一个 刻线机一台 游标卡尺一把 式样示意图 实验数据处理： 20#钢试样 20钢试样宏观端口示意图 从图1中可读出六个点的坐标，如下 六个关心点的力-位移表 Fm/kN 24.433 28.828 31.426 32.854 33.363 33.433 L/mm 4.235 6.235 8.696 11.610 14.297 16.954 首先根据上表中数据算出六个点的条件应力Ri和条件应变Ai: 计算条件应力公式 Ri=Fm/So 其中So=72.53mm2，则 R1=24433/72.53=336.87 R2=28828/72.53=397.46 R3=31426/72.53=433.28 R4=32854/72.53=452.97 R5=33363/72.53=459.99 R6=33433/72.53=460.95 单位为Mpa 计算条件应变公式为 Ai=(L/Lo)*100% 其中Lo=50mm2，则 A1=4.235/50=8.47% A2=6.235/50=12.47% A3=8.696/50=17.392% A4=11.610/50=23.22% A5=14.297/50=28.594% A6=16.954/50=33.908% 纲量为1，制表得 20#低碳钢试样条件应力Ri和条件应变Ai数据 编号i 1 2 3 4 5 6 Ri/Mpa 336.87 397.46 433.28 452.97 459.99 460.95 Ai/% 8.47 12.47 17.392 23.22 28.594 33.908 再根据实验指导书中的 σ=R(1+A) ε=ln(1+A) 两式可得出真实应变σ和真实应力ε，制表得 编号i 1 2 3 4 5 6 σ/Mpa 365.40 447.02 508.64 558.15 591.52 617.25 ε/% 8.13 11.75 16.03 20.88 25.149 29.198 由Holloman公式可知，对真实应力和应变取双对数可得出一线性关系，从而能求出n 形变硬化指数数据表 编 号 条件应力 Ri(MPa) 条件应变 Ai(%) 真实应力 σi(MPa) 真实应变 εi(%) Xi Lgεi Yi Lgσi 1 336.87 8.47 365.40 8.13 -1.090 2.563 2 397.46 12.47 447.02 11.75 -0.930 2.620 3 433.28 17.392 508.64 16.03 -0.795 2.706 4 452.97 23.22 558.15 20.88 -0.680 2.747 5 459.99 28.594 591.52 25.149 -0.599 2.772 6 460.95 33.908 617.25 29.198 -0.535 2.790 根据上表中的数据，用最小二乘法做线性拟合得 计算结果为形变硬化指数n=0.4258 lgk=3.0282。 铝合金试样 铝合金试样断口示意图 从图3中可读出六个点的坐标，如下 六个关心点的力-位移表 Fm/kN 21.798 24.903 27.336 29.231 30.600 31.331 L/mm 3.324 4.657 6.053 7.553 9.199 10.324 由上述相同的方法处理铝合金的数据最终得出如下表 形变硬化指数数据表(So=62.91mm2) 编 号 条件应力 Ri(MPa) 条件应变 Ai(%) 真实应力 σi(MPa) 真实应变 εi(%) Xi Lgεi Yi Lgσi 1 346.49 6.648 369.52 6.436 -1.191 2.568 2 395.85 9.314 432.72 8.905 -1.05 2.636 3 434.53 12.11 487.15 11.43 -0.942 2.688 4 464.65 15.11 534.86 14.07 -0.852 2.728 5 486.41 18.40 575.91 16.89 -0.772 2.760 6 498.03 20.65 600.87 18.77 -0.727 2.779 根据上表中的数据，用最小二乘法做线性拟合得 计算结果为形变硬化指数n=0.4548 lgk=3.1126。