萬能材料試驗(yàn)機(jī)之壓縮試驗(yàn)（材料力學(xué)試驗(yàn)）
作為萬能材料試驗(yàn)機(jī)包括（電子萬能試驗(yàn)機(jī)、液壓萬能試驗(yàn)機(jī)）的一項(xiàng)基本功能就是進(jìn)行材料壓縮試驗(yàn)，壓縮試驗(yàn)的目的為測定壓縮時(shí)低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強(qiáng)度極限σb及觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時(shí)的變形和破壞情況。下面由恒旭試驗(yàn)機(jī)李工來詳細(xì)介紹一下該試驗(yàn)。
壓縮試驗(yàn)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h(yuǎn)0之間比例應(yīng)控制在據(jù)/用戶臨~1/ksohtml/wps_clip_image-7037.png)
。即高度不能太大以避免試件在試驗(yàn)中發(fā)生撓曲現(xiàn)象。但h0也不能太小，由于上下墊板發(fā)生摩擦，也影響試驗(yàn)結(jié)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
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圖3—3 圖3—4 圖3—5
油或石蠟），以減小摩擦。同時(shí)在安放試件時(shí)要放在壓板的中心，并使用導(dǎo)向裝置（圖3
—5），使試件僅承受軸向壓力。
我公司生產(chǎn)的萬能材料試驗(yàn)機(jī)的操作步驟如下：
1、低碳鋼（微機(jī)控制屏顯液壓萬能試驗(yàn)機(jī)）
（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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置離上壓板空間較大，有幾十厘米空間，此時(shí)可以將進(jìn)油閥開到較大，讓活動(dòng)平臺(tái)快速上升。這時(shí)右手控制進(jìn)油閥，左手放在停止按鈕上（控制臺(tái)面上的紅色按鈕），眼睛看著試件。當(dāng)試件或壓縮實(shí)驗(yàn)裝置離上壓板還差5cm時(shí)，左手立即按下停止按鈕，右手關(guān)閉進(jìn)油閥（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪），直到關(guān)閉為止。然后重新啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，順手轉(zhuǎn)進(jìn)油閥2～3下（1圈左右），并緩慢而均勻地加載。注意觀察計(jì)算機(jī)屏幕試驗(yàn)力變化，如果變化較快，則關(guān)小一些進(jìn)油量；如果變化較慢，則開大一些進(jìn)油量。同時(shí)注意觀察屏幕上自動(dòng)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(shí)力與變形成比例。當(dāng)測力指針轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢或停頓，曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，此時(shí)的荷載即為屈服荷載Ps。然后再加大一些進(jìn)油量，繼續(xù)加載，一般加到220KN即可，停機(jī)，此時(shí)試件被壓成鼓狀。如果繼續(xù)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)。從P－ΔL曲線上可以看出，其壓縮圖在開始時(shí)接近于直線，以后曲率逐漸增大，當(dāng)載荷達(dá)到最大載荷Pb時(shí)，測力指針停頓并開始往回走，預(yù)示試件很快破裂，這時(shí)關(guān)小一些進(jìn)油量，當(dāng)聽到響聲后，立即停機(jī)（按下紅色按鈕），打開回油閥，關(guān)閉進(jìn)油閥，由從動(dòng)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。
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圖3—6 低碳鋼壓縮 圖3—7 鑄鐵壓縮
注意事項(xiàng)：
（1）當(dāng)試件或壓縮實(shí)驗(yàn)裝置的頂面與上壓板快接觸時(shí)，進(jìn)油量一定要小（進(jìn)油閥控制在半圈即可），否則進(jìn)油量較大，引起載荷瞬間突然增大，超過試驗(yàn)的最大量程，造成試驗(yàn)機(jī)損壞。
（2）鑄鐵壓縮時(shí)，不要靠近試件探望，以防試件破壞時(shí)，碎片飛出傷人。
試驗(yàn)完成后保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，測控系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算出低碳鋼的屈服極限和鑄鐵強(qiáng)度極限。公式如下：
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式中A0是試驗(yàn)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(xué)性質(zhì)特點(diǎn)。
以上為金屬的壓縮試驗(yàn)，采用的是恒旭試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的微機(jī)屏顯液壓萬能試驗(yàn)機(jī)，結(jié)果經(jīng)長期多批次試驗(yàn)證實(shí)，準(zhǔn)確可靠！
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