有相应的伸长?Li，?Li?1与?Li的差值即为变形增量?(?L)i，它是?F引起的伸长增量，
?(?L)i??Li?1??Li??Ci，?Ci为引伸仪中的千分表读数Ci、Ci?1222算得的增量， K为引伸仪K的放大倍数。在逐级加载中，若等到的各级?(?L)i基本相等，就表明变形?L与拉力P成线性关系，符合虎克定律。
完成一次加载，将得到Fi和?Li的一组数据，按弹性模量平均法，对应于每一个?(?L)i可以求得相应的单项弹性模量Ei，则
?F?L'0 ( i＝1，2，Ei?222 ，n)
?(?L)i?A0
则n个Ei的算术平均值:
1nE??Ei
ni?1即为材料的弹性模量。
用增量法进行试验，还能判别加载、引伸仪的安装及读数有无错误。若伸长增量不按一定规律变化，说明试验不正常，应进行检查。 2．屈服极限?s，强度极限?b的测定
弹性阶段过后，进入屈服阶段，电脑显示器显示的F－?曲线出现屈服台阶，曲线中所指的最低载荷即为屈服载荷Fs。根据定义，屈服极限可由下式求出：
?s?式中A0为试件的初始横载面面积。
Fs A0 屈服阶段过后，进入强化阶段，试件因塑性变形后其内部的晶体结构得到了调整，抵抗继续变形的能力有所增强。当达到最大载荷Fb时，在试件的某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这表明已经进入局部变形阶段，然后，试件被拉断，此时所指的载荷即为极限载荷Fb，根据定义，强度极限可由下式求出：
?b?式中A0为试件的初始横载面面积。 3．延伸率?和截面收缩率?的测定 根据定义：
Fb A0??A?A1L1?L0?100% ?100% ； ??0L0A0其中L1为试件拉断后测试标距范围长度，称为断后标距；A1则为试件断口处的最小面积。 为了方便测量断后标距L1，试件在试验前应在其表面划上等距离并与试件轴线相垂直的标记线，例如每相距10㎜划上一段，如图2－3(a)所示。试件拉断后，把试件拼接起来。从破坏后的低碳钢试件上可以看到，各处的残余伸长是不均匀的，靠近断口处伸长较多。因此，测得的L1数值与断口部位
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有关。为了保证L1的准确性，应该使断口位于测量范围的中部，用游标卡尺测量10格的长度即为L1，如图2－3(b)所示。如果无法使断口位于测量范围的中部，就要采用断口移中的办法来决定L1。
断口移中的方法是：在靠近断口处的一个划线口，向断裂试件中较短一段的标点a数一下共有多少格，例如有2格。如图2－3(c)。然后向断裂试件较长的一段数相同的2格，记为c，则ac段的长度为Lac共有4格。还应再数10?4?6格。我们从c向试件较长的一段再数6格的一半即3格，记为d，则cd长度为Lcd。这样Lac?2?Lcd所包含的格数即为10格，此时L1?Lac?2?Lcd，显然，这样的测量方法可保证断口在测量段的中间，使L1较为准确。
图2－3
五、实验步骤
实验必须按步骤进行，次序为试件和试验机准备、安装试件及引伸仪、试验（加载、观察、记录）、测量、整理数据等。 1．试件准备
（1）沿试件标距L0的范围内，用划线机每隔10㎜刻划标记线。
（2）在试件标距范围内分别测量试件的两端及中间三个位置的直径。为保证精确度，每一截面取互相垂直的两个方向各测量一次，并计算其平均值，以三截面中最小处的平均值作为计算直径d0，再算出试件的初始横截面面积A0。 2．试验机准备
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（1）连接电源，开机（试验机与计算机）；
（2）在计算机上，打开实验软件，点击“联机”按扭，实现试验机与计算机联机；点击 “载荷清零”按扭，实现试验机载荷清零。
（3）试样录入，点击“试样录入”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，准确填写实验信息。
（4）参数设置，点击“参数设置”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，填写以下实验参数： 初试验值，根据试件极限载荷的大小与试验机的最大试验力确定，要求该数值大于试件极限载
荷，不大于试验机的最大试验力。本次实验所用试验机的最大试验力为100000N（100000N =100kN=10吨）；
初试验速度，一般取0.5~1mm/min；
引伸仪摘除提示，规定变形量，一般取1~2mm； 结束条件，一般取30；
选择“上空间拉伸”、 “停车不返回”、“使用引伸仪”等选项。
3．安装试件及引伸仪
首先安装试件，并夹紧；然后在试件中部安装引伸仪（用于低碳钢拉伸实验），并将变形或位移调零。
4．开始试验
（1）选择编号，选择刚刚设置的试验编号并选择在实验过程中希望看到的实验曲线； （2）查看信息是否正确。 （3）线。
（5）试件断裂后，试验结束；注意保存数据文件。记录屈服力、最大力、弹性模量（作为计算弹性模量的参考值）。
（6）从试验图形曲线上读取所需数据。也可以点击“数据管理”按扭，进入数据管理界面，查看原始数据并按增量法重新计算弹性模量，或重新读取所需数据。 （7）结束试验。退出实验程序，取下试件。 5．测量（量取并记录断后标距和断口直径）
（1）为了计算延伸率?，需按实验原理第3点介绍的方法测量拉断后试件标距范围内的长度L1。
（2）为了计算试件的截面收缩率?，将断裂试件的两端尽量对紧，用游标卡尺测量断口颈缩处最小直径d1。为保证精确度，需在两个互相垂直的两个方向各测量一次，并取平均值计算出试件断口处的截面最小面积A1。
6．试验完毕，关闭试验机、电脑。清理现场，工具复位。 7．整理数据，完成实验报告。
第二部分：铸铁拉伸实验
一、实验目的
1．测定铸铁的拉伸强度极限?b。
2．观察铸铁拉伸的破坏现象，并与低碳钢拉伸的破坏现象比较。 二、实验设备
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1．DWD-100型微机控制电子万能试验机 2．游标卡尺 三、试件
采用圆形截面试件，两端较粗部分是头部，为装入试验机夹头中承受拉力之用。如图2－1所示。 四、实验原理
铸铁属脆性材料，在拉伸断裂以前所能发生的变形是很小的，无屈服阶段和颈缩现象，其F－?1曲线如图2－4所示。
F O
Fb △L 图2 －4
铸铁拉伸实验中，只有一个强度特征值，即拉断时的应力－强度极限?b，根据定义，可由下式求出：
?b?Fb A0
式中A0为试件初始横载面面积，Fb为材料拉断时的极限载荷。
五、实验步骤
实验必须按步骤进行，次序为试件和试验机准备、安装试件及引伸仪、试验（加载、观察、记录）、测量、整理数据等。 1．试件准备
测量试件的两端及中部共三个位置的直径，为保证精确度，每一截面均取互相垂直的两个方向各测量一次，并计算其平均值，以三截面中最小处的平均值作为计算直径d0，再算出试件的初始横截面面积A0，无需在试件上刻线。 2．试验机准备
（1）连接电源，开机（试验机与计算机）；
（2）在计算机上，打开实验程序，点击“联机”按扭，实现试验机与计算机联机；点击 “载荷清零”按扭，实现试验机载荷清零。
（3）试样录入，点击“试样录入”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，准确填写实验信息。
（4）参数设置，点击“参数设置”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，填写以下实验参数： 初试验值，根据试件极限载荷的大小与试验机的最大试验力确定，要求该数值大于试件极限载
荷，不大于试验机的最大试验力。本次实验所用试验机的最大试验力为100000N（100000N =100kN=10吨）；
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初试验速度，一般取0.5mm/min；
引伸仪摘除提示，规定变形量，一般取0.5~1.5mm； 结束条件，一般取30；
选择“上空间拉伸”、 “停车不返回”、“使用引伸仪”等选项。
3．安装试件及引伸仪
首先安装试件，并夹紧；然后在试件中部安装引伸仪，并将变形或位移调零。 4．开始试验
（1）选择编号，选择刚刚设置的试验编号并选择在实验过程中希望看到的实验曲线； （2）查看信息是否正确。
（3）开始试验，点击“开始试验”按扭； （4）在实验过程中动态选择实验曲线。
（5）试件断裂后，试验结束；注意保存数据文件。记录最大力。
（6）从试验图形曲线上读取所需数据。也可以点击“数据管理”按扭，进入数据管理界面，查看原始数据并按增量法重新计算弹性模量，或重新读取所需数据。 （7）结束试验。退出实验程序，取下试件。
5．测量（量取并记录断后标距和断口直径）
（1）为了计算延伸率?，需按实验原理第3点介绍的方法测量拉断后试件标距范围内的长度L1。
（2）为了计算试件的截面收缩率?，将断裂试件的两端尽量对紧，用游标卡尺测量断口颈缩处最小直径d1。为保证精确度，需在两个互相垂直的两个方向各测量一次，并取平均值计算出试件断口处的截面最小面积A1。
6．试验完毕，关闭试验机、电脑。清理现场，工具复位。 7．整理数据，完成实验报告。 六、思考题
（1）从实验现象和实验结果对比低碳钢和铸铁的力学性能。
（2）测定E时为何要选取初试验值？为什么使用增量法计算弹性模量？ （3）实验时如何确定低碳钢的屈服强度？
（4）材料相同而标距不同的两种试件，其E、?s、?b、?和?是否相同？为什么？ （5）试验速率的控制对试验结果是否有影响？如何影响？
七、实验报告内容
1.实验目的；
2.实验设备；
3.实验成果与分析，包括原始数据、实验结果数据与曲线、根据实验数据绘制曲线等。 4．实验结果讨论与实验小结，即实验报告的最后部分，同学们综合所学知识及实验所得结论认真回答思考题并提出自己的见解、讨论存在的问题。
八、实验记录参考表格 1、低碳钢
表1-1 试件原始尺寸记录表
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