柴油机外特性实验 一、速度特性 在喷油泵供油拉杆（或齿条）位置一定的情况下，当增加负荷使转速 降低时，柴油机各有效性能参数M e 、P e 、g e 、η e 等随转速n的改变而变化的 关系，称为速度特性（图1所示）。 当油量限制在最大功率位置时，得到最大功率（或称全负荷）速度特性。通常叫做外特性。当油量限制在小于最大功率的位置时，就得到部分特性。由于功率标定有四种，所以全负荷速度特性也有四种。根据供油量限位的不同，分别称为15分钟功率速度特性，1小时功率速度特性，12小时功率速度特性，持续功率速度特性等。 速度特性反映了柴油机动力性、经济性随转速n变化的规律。通过全负 荷速度特性可以找出柴油机所能达到的最高性能指标以及对应于p emax 、M emax 和g emax 时的转速，并可计算出扭矩储备率μ值以评定柴油机克服超负荷的能力。通过部分特性还可以看出不同工况时耗油率的变化规率及其所对应的转速，可全面衡量不同用途的柴油机适应变工况运转的性能，从而确定最有利的转速范围。 图1 JB485柴油机速度特性曲线
二、实验目的 掌握柴油机外特性的实验方法，绘制外特性曲线，了解柴油机供油量不变的情况下，各项性能参数随转速变化的规律。 ?三、实验设备 ? 本实验在CAC44电力测功机试验台架上进行，试验发动机为R190M柴油机。 四、实验工况 ? ?在标定工况下进行：7.7KW／2300r/min。 ? ? 五、实验步骤 1、起动发动机暖车，使机油温度达到规定要求，在实验过程中，尽量保持不变； 2、调整柴油机使其在标定工况下稳定运转，发动机转速2300r/min，发动机扭矩32Ｎ.M，然后将发动机台架控制模式转为n/P模式, 试验过程中固定发动机油门位置不变； 3、依转速为测量点，在柴油机工作转速范围内，通过测功机控制发动机转速，使柴油机运转在2300r/min、2200 r/min、2000 r/min、1800 r/min、1600 r/min、1400 r/min等转速下； 4、试验时在每一个工况稳定运行一段时间后，测定发动机转速n、扭矩 M e 、功率P e 、油耗g e 、机油温度t 1 、排气温度t r 、环境温度t 2 、环境相对湿度Φ等 各项参数； 5、各工况点测试完毕后卸下发动机负荷，怠速运转发动机一定时间后停机； 6、关掉电源、水源、整理数据，清理实验环境。 ? 六、实验报告 1、实验目的； 2、实验设备； 3、简述实验步骤； 4、实验数据记录表； 5、绘制曲线； 6、实验结果整理分析讨论；
第一章金属的力学性能 一、填空题 1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。 2、金属材料的性能可分为两大类：一类叫_____________，反映材料在使用过程中表现出来的特性， 另一类叫__________，反映材料在加工过程中表现出来的特性。 3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。 4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是__________、___________等。 5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性，常用的塑性判断依据是________和_________。 6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。 二、单项选择题 7、下列不是金属力学性能的是（） A、强度 B、硬度 C、韧性 D、压力加工性能 8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金 属的（） A、强度和硬度 B、强度和塑性 C、强度和韧性 D、塑性和韧性 9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为（） A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度 10、拉伸实验中，试样所受的力为（） A、冲击 B、多次冲击 C、交变载荷 D、静态力 11、属于材料物理性能的是（） A、强度 B、硬度 C、热膨胀性 D、耐腐蚀性 12、常用的塑性判断依据是（） A、断后伸长率和断面收缩率 B、塑性和韧性 C、断面收缩率和塑性 D、断后伸长率和塑性 13、工程上所用的材料，一般要求其屈强比（） A、越大越好 B、越小越好 C、大些，但不可过大 D、小些，但不可过小 14、工程上一般规定，塑性材料的δ为（） A、≥1% B、≥5% C、≥10% D、≥15% 15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（） A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上方法都可以 16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法（） A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上方法都不宜 17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（） A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上都可以 18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而（） A、变好 B、变差 C、无影响 D、难以判断 19、判断韧性的依据是（） A、强度和塑性 B、冲击韧度和塑性 C、冲击韧度和多冲抗力 D、冲击韧度和强度 20、金属疲劳的判断依据是（） A、强度 B、塑性 C、抗拉强度 D、疲劳强度 21、材料的冲击韧度越大，其韧性就（） A、越好 B、越差 C、无影响 D、难以确定 三、简答题 22、什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？
一、填空题（60 分） 1. 金属材料的性能的性能包括和。 2. 力学性能包括、、、、。 3. 圆柱形拉伸试样分为和两种。 4. 低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、 、、四个阶段。 5. 金属材料的强度指标主要有和。 6. 金属材料的塑性指标主要有和。 7. 硬度测定方法有、、。 8. 夏比摆锤冲击试样有和两种。 9. 载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。 10. 钢铁材料的循环基数为，非铁金属循环基数为。 11. 提高金属疲劳强度的方法有和 。 表示用“ C”标尺测定的1000/30 表示用压头直径为 kgf 试验力作用下，保持为。硬度值为。 的硬质合金球，在s时测得的布氏硬度值 14. 金属材料的工艺性能包括、、 、、。
二、判断题（25 分） 1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。（） 2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反 应相关或涉及应力 - 应变关系的性能。（） 3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（） 4. 屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs 时，拉伸力不增加， 变形量却继续增加的现象。（） 5. 拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号 A 表示。（） 6.现有标准圆形截面长试样 A 和短试样 B，经拉伸试验测得δ 10、δ5 均为 25%，表明试样 A 的塑性比试样 B 好。 ( ) 7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（） 8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料 的硬度越低。（） 9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。（） 10.洛氏硬度 HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常 用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。（） 11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。（） 12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（） 13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。( ) 14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，
柴油机性能试验报告 班级：汽91 姓名：周子超 学号：2009010741 试验时间：2012年4月20日 组别：13 试验目的: 1.掌握通过测功机等试验设备测量柴油机的速度特性的方法； 2.了解试验中对柴油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、排气温度的测量方法; 3.通过整理试验数据点，得到柴油机的速度特性曲线，做出相关分析总结分析对比； 4.分析柴油机速度特性和负荷特性曲线的变化规律及变化趋势，分析原因。 5.进行汽油机、柴油机速度特性的对比，总结汽油机柴油机的不同。
实验对象:
二、试验设备: 名称 测试内容型号主要参数备注 电涡流测功功率、转OSWALD 250kW， 4980rpm ， f max = 165Hz 电涡机矩、转速QD122.3 n max = 10010rpm ， M max = 580Nm 流型油耗仪油耗中国湘仪测量精度：土 0.5% 重量 时间分辨率：土 0.1s 式 油耗分辨率：土 0.1g 空气流量计空气流量同园量程：0-1200kg/h 精度：土 1% 热膜 ToceiL 分辨率：土 0.1kg/h 式 表2 :主要测试设备表 四、试验台架系统简图: 排气系统 表1:柴油机参数 空气 实验控制系统（计唱算 机）編
图1 ：台架系统简图 第一部分：速度特性 五、实验原理： 柴油速度特性的实验基于发动机速度特性的定义，即保持发动机节气门或者是油量 调节位置不变，发动机的性能指标和特性参数（主要指功率、转矩、燃油消耗率、 进气量、排气温度、充量系数）随发动机转速的变化规律。实验基于负载系统的 6 种控制模式：①恒扭矩/恒转速控制（M/n ［②恒转速/恒扭矩控制（n/M ）③恒扭矩/恒油门位置控制（M/P ［④恒转速/恒油门位置控制（n/P ［⑤P1/P⑥M/n 2，首先选择油门到指定的开度，然后不断改变负荷转速测得数据。 六、实验要求及方法: 1.实验要求：用给定仪器测量给定发动机的速度特性，要求发动机油门开度为46% ; 2.实验方法：
金属材料力学性能试验相关术语 编制： 审核： 批准： 生效日期： 受控(1) 受控标识处： 分发号： 发布日期：2016年9月27日实施日期：2016年9月27日
制/修订记录
1.0 目的和范围 本文件定义了金属材料力学性能试验中使用的术语，并为本文件和一般使用时形成共同的称谓。 2.0 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 2.1 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 2.2 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 3.0 一般术语 3.1 与试样有关的术语 3.1.1 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试验的材料或部分材料。 3.1.2标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 3.1.3原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 3.1.4 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 3.1.5参考长度reference length 用以计算伸长的基础长度。 3.1.6平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 3.1.7伸长elongation 在试验期间任一时刻的原始标距Lo 或参考长度Lr 的增量。 3.1.8伸长率percentage elongation 原始标距Lo （或参考长度Lr ）的伸长与原始标距（或参考长度Lr ）之比百分率。 3.1.9 断后伸长率 percentage elongation after fracture A 断后标距的残余伸长（Lu-Lo ）与原始标距之比的百分率。 注：对于比例试样，若原始标距不为（So 为平行长度的原始横截面积），符号A 应附以下脚注说明所使用的比例系数，例如A 11.3表示原始标距为 对于非比例试样，符号A 应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm ）表示。例如，A 80mm 表示原始标距为80mm 的断后伸长率。 3.1.10断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S 0-S u ）与原始横截面积（S 0）之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S
实验四、491汽油机速度特性实验 一、实验目的及要求 1、观察并操作发动机实验台的基本设备，对发动机台架实验有较全面、系统的了解。 2、重点了解发动机扭矩、功率、转速、油耗等参数的测试方法。 3、在教师指导下，自己动手，操作实验设备，记录实验数据，分析处理实验结果，撰写实验报告，按时交实验老师批阅。 二、主要实验仪器设备 BJ491EQ1多点电喷汽油机、FST2C控制系统、CW100测功机、油耗仪、HP3748打印机等。 （设备详细说明见相应设备使用说明书） 三、实验原理 1．汽油机速度特性定义： 将汽化器节流阀的开度固定，发动机的有效功率P e、有效扭矩M、小时耗油量G f、耗油率g e等性能指标，随发动机转速n 变化而变化的关系，称为汽油机的速度特性。 速度特性如果用曲线、f（n）、、表示，即为速度特性曲线。 若节流阀固定在全开位置时，称为标定功率速度特性或全负荷速度特性（亦称外特性）。如果节流阀固定在全开度的90%、75%、50%、25%时，称为部分负荷速度特性。 本次实验，将节流阀固定在全负荷位置上，完成发动机全负荷速度特性实验。2．CW100电涡流测功机 涡流测功机又称电磁测功机，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置，可以测取被测发动机输出的扭矩和转速，从而得到输出功率。 计算功率的公式： 式中：P e—功率，kw M—转矩，n m n—转速，r/min
计算转速的公式： 式中：f—脉冲信号频率，HZ n—转速，r/min z—齿轮齿数（本测功机为60） 计算燃油消耗量的公式： 式中：G f—燃油消耗量，kg/h w—设定的燃油，g t—计测时间，s 四、实验内容及步骤 测试汽油机的速度特性，即汽油机功率、扭矩、油耗等性能参数随发动机转速的变化的趋势和规律。掌握仪器校正额定功率以及油耗的误差分析；由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置，进行功率的测定。 首先了解实验系统组成，测功原理，然后按以下步骤进行实验： 1．运行程序进入试验登录界面， 2．点击“发动机型号”按钮将打开发动机型号管理对话框，选择或注册发动机型号后单击确定按钮，设定后退出。 3．点击“程序编制”后单击“新建”按钮将打开试验类型选择对话框，将弹出程控文件编辑界面，以创建一个新的程控文件，表中工况顺序为执行顺序。 然后从文件列表中选择一个程控文件，单击“编辑”按钮将打开试验类型选择对话框，选择类型后单击确定按钮，打开程控文件编辑界面，以编辑该程控文件。 4．点击实时测控模块后，先进入试验参数输入窗口，进行参数设定，然后单击“确定”或“取消”按钮进入实时测控画面。
大连理工大学实验报告 学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程班级：材0701姓名：学号：组：___ 指导教师签字：成绩： 实验一金属拉伸实验 Metal Tensile Test 一、实验目的Experiment Objective 1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS，抗拉强度σb，延伸率δ和断面收缩率 φ的测定方法。 2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。 3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。 4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。 二、实验概述Experiment Summary 金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一，是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上，温度、应力状态和加载速率确定的条件下，对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。在实验过程中，试样发生屈服和条件屈服时，以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积，求的该材料的屈服点σS，屈服强度σ0.2和强度极限σb。用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量，分别除以试样的原始标距长度，及试样的原始横截面积，求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。 三、实验用设备The Equipment of Experiment 拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺，拉力
实验机主要有机械式和液压式两种，该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。液压式万能实验机是最常用的一种实验机。它不仅能作拉伸试验，而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。 （一）加载部分The Part of Applied load 这是对试样施加载荷的机构，它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形，使试样受到力或能量的作用。其加载方式是液压式的。在机座上装有两根立柱，其上端有大横梁和工作油缸。油缸中的工作活塞支持着小横梁。小横梁和拉杆、工作台组成工作框架，随工作活塞生降。工作台上方装有承压板和弯曲支架，其下方为钳口座，内装夹持拉伸试样用的上夹头。下夹头安装在下钳口座中，下钳口座固定在升降丝杆上。 当电动机带动油泵工作时，通过送油阀手轮打开送油阀，油液便从油箱经油管和进入工作油缸，从而推动活塞连同工作框架一起上升。于是在工作台与大横梁之间就可进行压缩、弯曲等实验，在工作台与下夹头之间就进行拉伸实验。实验完毕后，关闭送油阀、旋转手轮打开回油阀，则工作油缸中的油液便经油管泄回油箱，工作台下降到原始位置。 （二）测力部分The Part of Measuring Force 加载时，油缸中的油液推动工作活塞的力与试样所承受的力随时处于平衡状态。如果用油管和将工作油缸和测力油缸连同，此油压便推动测力活塞，通过连杆框架使摆锤绕支点转动而抬起。同时，摆锤上方的推板便推动水平齿杆，使齿轮带动指针旋转。指针旋转的角度与油压亦即与试样所承受的载荷成正比，因此在测力度盘上便可读出试样受力的量值。 四、试样Sample 拉伸试样，通常加工成圆型或矩形截面试样，其平行长度L0等于5d或10d （前者为长试样，后者为短试样），本实验用短试样，即L0=5d。本实验所用的试样形状尺寸如图1—1所示。 图1－1圆柱形拉伸试样及尺寸
力学性能试验 第二章力学性能试验取样基本知识（P18） 第一节试样类型及取样原则（P18） 一、取样依据：GB/T 2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位 置及试验制备》 二、取样原则： 1、取样对力学性能试验结果的影响； 三要素： 取样部位： 1）加工过程中变形量各处不均匀 2）材料内部各种缺陷分布和金属组织不均匀 取样方向： 材料在加工过程中金属是沿晶粒主加工变形方向流动，晶粒被拉长并排成行，夹杂也沿主加工变形方向排列，因此材料性能各向异性。 例如：纵向试样（试样纵向轴线与主加工方向平行）和横向试样
（试样纵向轴线与主加工方向垂直）有较大差异：薄板材纵向试样抗拉强度，下屈服强度都高于横向试样，断面收缩率更是远远大于横向试样。 取样数量： 1）某些力学性能指标对试验条件和材料本身的特性十分敏感，单个试样结果不足以为信，应采用最小的取样数量； 2）试验结果的分散性及经济因素 2、样品的代表性； 一般性规定：GB/T 2975-1998 专门的规定： 产品材料标准和协议：①材料的平均性能；②取样方便； 一般取其最危险、最薄弱的部位，因为最薄弱、最危险处的力学性能决定了产品的性能；此外受力状态与零部件的受力状态相一致； 三、力学性能试验的试样类型： 1、从原材料上直接取样：
2、从产品（结构或零部件）的一定部位上取样； 3、把实物作为样品。 四、样坯切取方法：无论用什麽方法都应遵循以下原则： （1）应在外观及尺寸合格的材料上取样，试料应有足够的尺寸，以保证机加工出足够的试样进行规定的试验及复验； （2）取样时，应对样坯和试样做出不影响其性能的标记，以保证始终能识别取样的位置和方向； （3）取样的方向应按材料标准规定或双方协议执行； （4）切取样坯时，应防止因过热、过冷、加工硬化而影响其力学性能及工艺性能。 如果过热了怎么办？比如，采用火焰切割法取样时，由于材料是在火焰喷嘴下熔化而使样坯从整体上分离出来，在熔化区域附近，材料承受了一个从熔化到相变点（723℃）以下温度变化区域，这一局部的高温将会引起材料性能的很大变化，所以切割样坯（样坯切割线至试样边缘）必须留有足够的切割余量。这一余量的规定为：一般应不
金属材料力学性能实验报告 姓名：班级：学号：成绩： 实验名称实验一金属材料静拉伸试验 实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-10080 2）位移传感器一个； 3）刻线机一台； 4）游标卡尺一把； 5）铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图 （和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂）
图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 （可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 两试样的初始标距为050 L mm 。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm ） AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79 24.02 17.46 58.94 测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ，断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。
目录 摘要1 1引言2 2金属材料的力学性能简介2 2.1 强度3 2.2 塑性3 2.3 硬度3 2.4 冲击韧性4 2.5 疲劳强度4 3金属材料力学性能测试方法4 3.1拉伸试验5 3.2压缩试验8 3.3扭转试验11 3.4硬度试验15 3.5冲击韧度试验22 3.6疲劳试验27 4常用的仪器设备简介29 4.1万能试验机29 4.2扭转试验机34 4.3摆锤式冲击试验机40 5金属材料力学性能测试方法的发展趋势42 参考文献42
金属材料的力学性能及其测试方法 摘要：金属的力学性能反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力，它与材料的失效形式息息相关。本文主要解释了金属材料各项力学性能的概念，介绍了几个常见的测试金属材料力学性能的试验以及相关的仪器设备，最后阐述了金属材料力学性能测试方法的发展趋势。 关键词：金属材料，力学性能，测试方法，仪器设备，发展趋势 Test Methods for The Mechanical Properties of Metal Material Abstract：The mechanical properties of metal material which reflect some abilities of deformation and fracture resistance under various external forces are closely linked with failure forms. This paper mainly introduces some concepts of mechanical properties of metal material, mon experiments testing mechanical properties of metal material and apparatuses used. The trend of development of test methods for mechanical properties of metal material is also discussed. Keywords：metal material，mechanical properties，test methods，apparatuses，development trend
目录 摘要 (1) 1引言 (1) 2金属材料的力学性能简介 (2) 2.1 强度 (2) 2.2 塑性 (2) 2.3 硬度 (2) 2.4 冲击韧性 (3) 2.5 疲劳强度 (3) 3金属材料力学性能测试方法 (3) 3.1拉伸试验 (3) 3.2压缩试验 (6) 3.3扭转试验 (8) 3.4硬度试验 (11) 3.5冲击韧度试验 (16) 3.6疲劳试验 (19) 4常用的仪器设备简介 (20) 4.1万能试验机 (20) 4.2扭转试验机 (23) 4.3摆锤式冲击试验机 (28) 5金属材料力学性能测试方法的发展趋势 (30) 参考文献 (30)
金属材料的力学性能及其测试方法 摘要：金属的力学性能反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力，它与材料的失效形式息息相关。本文主要解释了金属材料各项力学性能的概念，介绍了几个常见的测试金属材料力学性能的试验以及相关的仪器设备，最后阐述了金属材料力学性能测试方法的发展趋势。 关键词：金属材料，力学性能，测试方法，仪器设备，发展趋势 Test Methods for The Mechanical Properties of Metal Material Abstract：The mechanical properties of metal material which reflect some abilities of deformation and fracture resistance under various external forces are closely linked with failure forms. This paper mainly introduces some concepts of mechanical properties of metal material, common experiments testing mechanical properties of metal material and apparatuses used. The trend of development of test methods for mechanical properties of metal material is also discussed. Keywords：metal material，mechanical properties，test methods，apparatuses，development trend 1引言 材料作为有用的物质，就在于它本身所具有的某种性能，所有零部件在运行过程中以及产品在使用过程中，都在某种程度上承受着力或能量、温度以及接触介质等的作用，选用材料的主要依据是它的使用性能、工艺性能和经济性，其中使用性能是首先需要满足的，特别是针对性的材料力学性能往往是材料设计和使用所追求的主要目标。材料性能测试与组织表征的目的就是要了解和获知材料的成分、组织结构、性能以及它们之间的关系。而人们要有效地使用材料，首先必须要了解材料的力学性能以及影响材料力学性能的各种因素。因此，材料力学性能的测试是所有测试项目中最重要和最主要的内容之一。 在人类发展的历史长河过程中，人们已经建立了许多反映材料表面的和内在的各种关于力学、物理等相关材料性能的测试和分析技术，近现代科学的发展已使材料性能测试分析从经验发展并建立在现代物理理论和试验的基础之上，并且
项目报告 —发动机特性曲线 学院：车辆与能源学院 班级：11车辆工程2班 姓名：连伟波 学号：110113030036 指导教师：王文峰
目录 一、试验目的 二、试验原理 三、数据处理 四、数据分析 五、试验心得
一、试验目的 1.了解发动机台架性能试验系统的基本结构。 2.了解发动机台架试验设备，仪器和仪表的正确使用方法。 3.掌握汽油机速度特性台架试验的试验方法。 4.掌握汽油发动机速度特性试验数据的处理，能够绘制汽油机速度特性曲线图，并能对特性曲线进行分析。 二、试验原理 汽油机速度特性：在汽油机节气门开度一定（部分开度或全开）的情况下， 研究其功率P e 、转矩T tq 、耗油量B及燃油消耗率b e 与转速n之间的关系。 三、数据处理 发动机台架试验所用的是摩托车发动机为单缸机部分试验数据 节气门开度分别为18%、38%、58%、78%时的转矩，功率，油耗及燃油消耗率，转速的部分数据（发动机台架试验所用的是摩托车发动机为单缸机，转速为变速器一档时的转速） 转矩功率油耗量油耗率 36.84 1.08 0.714 535.5 35.54 1.07 0.721 535.5 35.87 1.1 0.709 535.5 36.09 1.16 0.699 535.5 35.81 1.12 0.685 535.5 35.71 1.1 0.683 535.5 36.63 1.16 0.683 535.5 35.98 1.15 0.683 535.5 36.36 1.15 0.708 535.5 36.3 1.14 0.688 535.5 36.68 1.14 0.678 535.5 36.52 1.17 0.683 535.5 36.79 1.15 0.672 535.5 36.47 1.13 0.657 535.5 36.34 1.123 0.657 585.2 36.14 1.12 0.657 585.2 36.09 1.15 0.627 585.2 36.63 1.17 0.607 585.2 36.68 1.15 0.581 585.2 36.03 1.11 0.546 585.2 35.43 1.18 0.526 585.2 35.38 1.27 0.511 585.2 35.54 1.3 0.511 585.2 35.33 1.24 0.516 585.2 35.05 1.3 0.495 585.2
金属力学性能复习 一、填空题 1.静载荷下边的力学性能试验方法主要有拉伸试验、弯曲试验、扭转试验和压缩试验等。 2. 一般的拉伸曲线可以分为四个阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、均匀塑性变形阶段和非均匀塑性变形阶段。 3. 屈服现象标志着金属材料屈服阶段的开始，屈服强度则标志着金属材料对开始塑性变形或小量塑性变形能力的抵抗。 4. 屈强比：是指屈服强度和抗拉强度的比值，提高屈强比可提高金属材料抵抗开始塑性变形的能力，有利于减轻机件和重量，但是屈强比过高又极易导致脆性断裂。 5. 一般常用的的塑性指标有屈服点延伸率、最大力下的总延伸率、最大力下的非比例延伸率、断后伸长率、断面收缩率等，其中最为常用的是断后伸长率和断面收缩率 。 6. 金属材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力称为金属材料的韧性。一般来说，韧性包括静力韧性、冲击韧性和断裂韧性。 7. 硬度测试的方法很多，最常用的有三种方法：布氏硬度测试方法、络氏硬度的试验方法和维氏硬度实验法。 8. 金属材料制成机件后，机件对弹性变形的抗力称为刚度。它的大小和机件的截面积及其弹性模量成正比，机件刚度=E 〃S. 9. 金属强化的方式主要有：单晶体强化、晶界强化、固溶强化、以及有序强化、位错强化、分散强化等（写出任意3种强化方式即可）。 10. 于光滑的圆柱试样，在静拉伸下的韧性端口的典型断口，它由三个区域组成：纤维区、放射区、剪切唇区。 11. 变形速率可以分为位移速度和应变速度。 二、判断题 1.在弹性变形阶段，拉力F 与绝对变形量之间成正比例线性关系;（√） 若不成比例原因，写虎克定律。 2.在有屈服现象的金属材料中，其试样在拉伸试验过程中力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长的应力，也称为抗服强度。（×） 不增加，称为屈服强度。 3.一般来讲，随着温度升高，强度降低，塑性减小。（×） 金属内部原子间结合力减小，所以强度降低塑性增大。 4.络氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后卸除主实验力，以测量压痕的深度来计算络氏硬度。压入深度越深，硬度越大，反之，硬度越小。（×） 络氏硬度公式 5.金属抗拉强度b σ与布氏硬度HB 之间有以下关系式：b σ＝K ?HB ，这说明布氏硬度越大，其抗拉强度也越大。（√） 6.弹性模量E 是一个比例常数，对于某种金属来说，它是一种固有的特性。（√） 7.使用含碳量高（含碳量为0.5-0.7％）的钢，不能提高机件吸收弹性变形功。（×） 8.脆性断裂前不产生明显的塑性变形，即断裂产生在弹性变形阶段，吸收的能量很小，这种断裂是可预见的。（×）
实验二:发动机速度特性试验 （车2、） 一、实验仪器设备 1．测功机： 长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产的电涡流测功机：型号：GW160； 额定吸收功率：160kw；最高转速：1,0000r/mim 启东市联通测功器有限公司生产的电涡流测功机：型号： DW400； 额定吸收功率：400kw；最高转速：5000r/mim 2．实验用发动机型号： YC6L-280-30型柴油发动机：最大功率：206/2200 (kw/rpm)；排量：8.4L 3．发动机自动测控系统 4．数字智能油耗仪 二、实验步骤 速度特性是油门开度保持在某一位置时测取的，油门开度处于最大位置时的速度特性称为全负荷速度特性， 亦称为外特性，其余位置时的速度特性称为部分速度特性。外特性只有一条，而部分速度特性则有多条。 1 .起动测功器，再起动发动机，调节测功器负荷和油门大小，使发动机暖机，在热状态稳定时准备进行测量。 2 逐步开大油门同时增加测功器负荷，到油门开度达到最大位置后固定，在转速达到标定转速并稳定运转后， 由组长发出指令，测量记录发动机转速、测功器读数、耗油量、耗油经历时间、冷却水进出水温、机油温度、 机油压力等数据。在第一点数据测量完毕后，油门开度不变，继续增加测功器负荷，使转速降低，每隔200r/min 为一个测量点，直到45％标定转速为止，依次重复上述过程。 要求测点不少于8点，且包括最大转矩转速。 3 外特性实验结束后，减小油门开度，测取部分速度特性，油门开度可按标定功率的百分比或油门开度的 百分比来确定，其方法同上所述
三、 车一A组数据及图表：
车二A组数据及图表：
发动机速度特性试验 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
实验二:发动机速度特性试验 （车2、） 一、实验仪器设备 1．测功机： 长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产的电涡流测功机：型号：GW160； 额定吸收功率：160kw；最高转速：1,0000r/mim 启东市联通测功器有限公司生产的电涡流测功机：型号： DW400； 额定吸收功率：400kw；最高转速：5000r/mim 2．实验用发动机型号： YC6L-280-30型柴油发动机：最大功率：206/2200 (kw/rpm)；排量：8.4L 3．发动机自动测控系统 4．数字智能油耗仪 二、实验步骤 速度特性是油门开度保持在某一位置时测取的，油门开度处于最大位置时的速度特性称为全负荷速度特性， 亦称为外特性，其余位置时的速度特性称为部分速度特性。外特性只有一条，而部分速度特性则有多条。 1 .起动测功器，再起动发动机，调节测功器负荷和油门大小，使发动机暖机，在热状态稳定时准备进行测量。 2 逐步开大油门同时增加测功器负荷，到油门开度达到最大位置后固定，在转速达到标定转速并稳定运转后， 由组长发出指令，测量记录发动机转速、测功器读数、耗油量、耗油经历时间、冷却水进出水温、机油温度、
机油压力等数据。在第一点数据测量完毕后，油门开度不变，继续增加测功器负荷，使转速降低，每隔200r/min 为一个测量点，直到45％标定转速为止，依次重复上述过程。 要求测点不少于8点，且包括最大转矩转速。 3 外特性实验结束后，减小油门开度，测取部分速度特性，油门开度可按标定功率的百分比或油门开度的 百分比来确定，其方法同上所述 三、 车一A组数据及图表： 车一B组数据及图表： 车二A组数据及图表：
实验一汽油机速度特性 一、实验目的 1、掌物汽油机速度特性的试验方法。 2、学会对实验数据进行处理，对实验结果进行分析；并绘制汽油机速度特性曲线图。 二、实验条件 1、EQ6100型汽油发动机（Pemax=99kw/2800r/min）一台 2、D260-A1型水力测功机一台 3、JFC-012转速油耗自动测量仪一台 4、液体密度计一只 5、温度计一只 6、大气压力计一只 7、汽油 10升 三、实验原理 汽油机速度特性：在汽油机节气门开度一定（部分开度或全开）的情况下，研究其功率Pe、转矩Ttq、耗油量B及燃油消耗率be与转速n之间的关系。 四、实验内容和要求 1、调整水力测功机负荷及指挥全组协调动作，一人；测功机负荷的调整应均匀、准确，尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷，造成发动机的转速剧烈波动。 2、调节、监视发动机节气门，一人；当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。 3、测量发动机转速和油耗，一人；测量转速时，应注意转速的上下波动情况，当转速的波动值超过±20r/min，该组实验数据应视为无效并重做。 4、调节，监视发动机冷却水出水温度，一人；保持发动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内，出现气阻现象（无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃），应立即报告，以便及时停机。 5、监视发动机机油压力、温度，一人；出现异常情况应及时报告。 6、记录测功机读数W、发动机转速n、耗油体积△V和耗油时间△t, 一人；实验
数据记录应准确无误。 7、绘制实验监督曲线，一人；当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点，应及时指出，以便补测校正。 五、实验方法与步骤 1、按照附录一《发动机台架试验安全操作规范》，作好试验前的准备工作。 2、起动、预热发动机至发动机冷却水出水温度为80±5℃。 3、调节发动机节气门开度，同时调整测功机负荷，使其达到所需之开度（发动机转速n=2400±50r/min，测功机读数W=300±10N），固定节气门。在整个实验过程中，节气门开度不再发生改变。 4、调整测功机负荷（一般为减小），使发动机稳定在一个较高的转速（n=2600±20r/min），待发动机的工况稳定后，测量其消耗燃油△V（100ml）所需的时间△t，测量二次。同时测量该工况下的测功机读数W和汽油发动机转速n。 5、逐步增加测功机负荷，使发动机转速每次降低100或200r/min，重复上述测量，直至发动机转速n=1200r/min时为止。 6、以发动机转速n为横坐标，测功机读数 W为纵坐标绘制实验监督曲线。 7、实验完毕后，应逐渐减小测功机负荷至发动机空负荷再低速运转数分钟后停车，抄录整理实验数据，将数据记入实验记录表（见表二），作好保养清理工作，经实验指导老师签字后即可离开实验室。 六、实验的重点或难点 1、测功机负荷的调整。 2、实验数据的处理以及结果分析。 七、实验注意事项 1、在测发动机外特性时，发动机的最大功率工况属短时间运转范围，不能长时间运转，否则对发动机寿命影响甚大，因此这时的测量要求迅速、准确，尽量缩短其运转时间。 2、在测发动机外特性时，因负荷较大，联轴节可能断裂飞出伤人，因此要注意安全，联轴节两旁不得站人。 3、随时注意调节发动机冷却水的出水温度，并保持在80±5℃。
金属薄板成形性能试验 1. 简介 成形性能是指薄板对各种冲压成形的适应能力，即薄板在指定加工过程中产生塑性变形而不失效的能力。成形性能研究的重点是成形极限的大小，也就是薄板发生破裂前能够获得的最大变形程度。 1.1 模拟成形性能指标 选择或评定金属薄板冲压成形品级时，可对模拟成形性能指标提出要求。设计或分析冲压成形工艺过程，以及设计冲压成形模具时，经常需要参考模拟成形性能指标的数据。薄板常用模拟成形性能指标有： 1、胀形性能指标：杯突值IE； 2、拉深性能指标：极限拉深比LDR或载荷极限拉深比LDR（T）； 3、扩孔（内孔外翻）性能指标：极限扩孔率（平均极限扩孔率）λ（λ）； 4、弯曲性能指标：最小相对弯曲半径R min/t； 5、“拉深+胀形”复合成形性能指标：锥杯值CCV； 6、面内变形均匀性指标：凸耳率Z e； 7、贴模（抗皱）性指标：方板对角拉伸试验皱高； 8、定形性指标：张拉弯曲回弹值。 1.2 特定成形性能指标 选择或评定金属薄板冲压成形品级、协议金属薄板的订货供货、设计或分析冲压成形工艺过程时，可对金属薄板的材料特性指标或工艺性能指标提出要求，或参考它们的数据，它们统称为特定成形性能指标： 1、塑性应变比（r值）或平均塑性应变比（r）； 2、应变硬化指数（n值）； 3、塑性应变比平面各向异性度（r?）。 1.3 局部成形极限 评定、估测金属薄板的局部成形性能，或分析解决冲压成形破裂问题时，可使用金属薄板的成形极限图或成形极限曲线。 1.4 其他 以上所列举的各种成型性能试验方法均为我国冲压生产和冶金制造行业已经使用或比较熟悉的模拟成型性能试验方法，而且也属于国际上的主流成形性能
The speed characteristics of the engine Guan Yue 102090 School of automotive Studies ,Tongji University
of ● Speed characteristic: engine oil amount regulating mechanism (rack or rod) remain unchanged, torque, power, fuel consumptionperformance changes with the engine speed. ● Full load speed characteristic: engine oil quantity regulating speedcharacteristics of the mechanism at the maximum position measured. ● Partial load characteristics: engine oil quantity regulating speedcharacteristic mechanism below the maximum position measured.This experimental solar term door open degree is 19%, so the speed characteristic curve is obtained by partial load characteristics. Formula ：9550 n T P tq e = ，310e e B b P = ? ● After calculation, experimental results are consistent with the above formula. But the power consumed in fact drag down exceed the actual mechanical losses in a given working condition of engine.because motored condition and actual situation is different.