拉压,扭转材料力学实验指导书1

实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验

一、实验目的要求

１．测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极

限b σ。

２．低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（L F ?-曲

线）。

３．比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。

二、实验设备和仪器

CMT5504/5105电子万能试验机、游标卡尺等

图1-1 CMT5504/5105电子万能试验机

三、拉伸试件

金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。图中工作段长度l 称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。

为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即d l 5=或

d l 10=。

对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=，A 为标距段内的截面积。

低碳钢拉伸

铸铁拉伸

图1-2 拉伸试件

四、实验原理和方法

1．低碳钢拉伸实验

低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线，如图1—3所示。用准确的拉

σ-曲线。首先将试件安装于试验机的夹头内，之后匀速缓伸曲线可直接换算出应力应变ε

慢加载(加载速度对力学性能是有影响的，速度越快，所测的强度值就越高)，试样依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。

图1-3 低碳钢拉伸曲线

OA段，没有任何残留变形。在弹性阶段，载荷与变形

(1) 弹性阶段是指拉伸图上的'

是同时存在的，当载荷卸去后变形也就恢复。在弹性阶段，存在一比例极限点A，对应的应σ，此部分载荷与变形是成比例的。

力为比例极限

(2) 屈服阶段对应拉伸图上的BC段。金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志，是由切应力引起的。在低碳钢的拉伸曲线上，当载荷增加到一定数值时出现了锯齿现象。这种载荷在一定范围内波动而试件还继续变形伸长的现象称为屈服现象。屈服阶段中一个重要的力学性能就是屈服点。低碳钢材料存在上屈服点和下屈服点，不加说明，一般都是指下

F，即试件发生屈服而力首次下降前的最屈服点。上屈服点对应拉伸图中的B点，记为

F，是指不计初始瞬时效应的屈服阶段中的最小力值，注意这里的大力值。下屈服点记为

初始瞬时效应对于液压摆式万能试验机由于摆的回摆惯性尤其明显，而对于电子万能试验机或液压伺服试验机不明显。

图 1-4 常见屈服曲线

一般通过指针法或图示法来确定屈服点，综合起来具体做法可概括为：当屈服出现一对峰谷时，则对应于谷低点的位置就是屈服点；当屈服阶段出现多个波动峰谷时，则除去第一个谷值后所余最小谷值点就是屈服点。图1-4给出了几种常见屈服现象和SL F 、SU F 的确定方法。用上述方法测得屈服载荷，分别用式(1-1)、式(1-2)、式(1—3)计算出屈服点、下屈服点和上屈服点。

S σ=0/A F (1-1) SL σ=0/A F SL (1-2) SU σ=0/A F SU (1-3) (3) 强化阶段对应于拉伸图中的CD 段。变形强化标志着材料抵抗继续变形的能力在增强。这也表明材料要继续变形，就要不断增加载荷。在强化阶段如果卸载，弹性变形会随之消失，塑性变形将会永久保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后重新加载时，加载线仍与弹性阶段平行。重新加载后，材料的比例极限明显提高，而塑性性能会相应下降。这种现象称之为冷作硬化。冷作硬化是金属材料的宝贵性质之一。工程中利用冷作硬化工艺的例子很多，如挤压、冷拔等。D 点是拉伸曲线的最高点，载荷为b F ，对应的应力是材料的强度极限或抗拉极限，记为b σ，用式（1-4）计算

b σ=0/A F b (1-4) (4) 颈缩阶段对应于拉伸图的DE 段。载荷达到最大值后，塑性变形开始局部进行。

这是因为在最大载荷点以后，冷作硬化跟不上变形的发展，由于材料本身缺陷的存在，于是均匀变形转化为集中变形，导致形成颈缩。颈缩阶段，承载面积急剧减小，试件承受的载荷也不断下降，直至断裂。断裂后，试件的弹性变形消失，塑性变形则永久保留在破断的试件上。材料的塑性性能通常用试件断后残留的变形来衡量。轴向拉伸的塑性性能通常用伸长率

δ和断面收缩率ψ来表示，计算公式为

%100

/)(001?-=l l l δ (1-5) %100

/)(010?-=A A A ψ (1-6) 式中，0l 、0A 分别表示试件的原始标距和原始面积；1l 、1A 分别表示试件标距的断后长度和断口面积。塑性材料颈缩部分的变形在总变形中占很大比例，研究表明，低碳钢试件颈缩部分的变形占塑性变形的80％左右，见图1-5。测定断后伸长率时，颈缩部分及其影响区的塑性变形都包含在1l 之内，这就要求断口位置到最邻近的标距线大于3/0l ，此时可直接测量试件标距两端的距离得到1l 。否则就要用移位法使断口居于标距的中央附近。若断口落在标距之外则试验无效。

2．铸铁拉伸实验

铸铁是典型的脆性材料，拉伸曲线如图1-7所示，可以近似认为经弹性阶段直接断裂。断裂面平齐且为闪光的结晶状组织，说明是由拉应力引起的。其强度指标也只有抗拉强度

b σ，用实验测得的最大力值b F ，除以试件的原始面积0A ，就得到铸铁的抗拉强度b σ，即

b σ=b F / 0A (1-7)

图1-7 铸铁拉伸曲线图

五、实验方法与步骤

（一）、拉伸实验：

１、低碳钢的试件的准备：在试件中段取标距5l d =既50mm 在标距两端用脚标规打上冲眼作为标志，用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d （在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。铸铁拉伸试件的准备用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d 取最小值作为计算试件横截面面积用。

２、操作步骤：

1）、开电脑显示器电源，开控制器电源，开主机电源；

2）、鼠标点击CMT5504/5105电子万能试验机SANS 图标，进入联机参数界面，进入控

制操作界面；

3）、点击右侧上下按键使横梁上下移动至和适位置； 4）、根据试样形式装上相应夹头； 5）、设定试验方案和试验参数； 6）、传感器初值置零；

7）、点击(运行)按钮，开始试验，试验结束自动停止，点击生成试验报告； 8）、安装下一根试样，重复步骤8），直到所有试样全部试验结束； 9）、打印试验报告；

10）、关主机，关电脑显示器电源，关控制器电源，取下拉断的试件，将断裂的试件紧对到一起，用游标卡尺测量出断裂后试件标距间的长度1l ，按下式可计算出低碳钢的延伸率

100%l l δl -=

? 将断裂的试件的断口紧对在一起，用游标卡尺量出断口（细颈）处的直径1d ，计算出面积1A ；按下式可计算出低碳钢的截面收缩率，

100%A A ψA -=

? 11）、清理试验现场。二）、注意事项：

1、更换试样夹持装置时，注意装置重心，防止装置倾倒砸伤人员或砸坏试验机；

2、安装试样时注意尽可能对中；

3、试验时在试样周围设置护栏，以防试样断裂瞬间飞出伤人；

4、试验过程中发现意外情况，立即按下试验机机座上的红色急停按钮，请试验机管理人员检查。

5、试验完毕清理并恢复试验现场，请试验机管理人员检查试验机状况，做好试验记录。

六、实验结果处理

以表格的形式处理实验结果。根据记录的原始数据，计算出低碳钢的S σ、

b σ、δ和ψ，铸铁的抗拉强度b σ和抗压强度b

c σ。将计算结果填入实验报告表。

七、思考题

（1）由实验现象和结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同？（2）实验时如何观察低碳钢的屈服极限？

（3）材料相同而标距分别为5d 和10d 的两种试件，其b s σσψδ、、、是否相同？为什

么？

八、实验报告格式(仅供参考)

实验名称：班级：实验日期：报告人：同组者：（1）实验目的：（2）实验设备和工具：

试验机名称：型号：读数精度：量具名称：型号：规格精度

（3）实验原理方法简述：（4）实验步骤简述：

（5）实验数据和结果处理(见表1-1拉伸试件尺寸表和表1-2实验数据和处理结果。）（6）根据实验结果绘制应力一应变曲线，以及试样断口草图。（7）分析讨论和回答思考题。

实验二低碳钢和铸铁的压缩实验

一、实验目的

（1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。

（2）测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。

（3）比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。

（4）熟悉压力试验机和万能试验机的使用方法。

一、实验仪器和设备

（1）CMT5504/5105电子万能试验机。

（2）游标卡尺。

三、试件介绍

根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。

四、实验原理及方法

压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响，从而对材料的机械性能有比较全面的认识。

低碳钢压缩时也会发生屈服，但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。因此，在测定Ps 时要特别注意观察。在缓慢均匀加载下，当材料发生屈服时，读数增加缓慢甚至减小，这时对应的载荷即为屈服载荷Ps。屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。这是因为低碳钢受压时变形较大而不破裂，因此愈压愈扁。横截面增大时，其实际应力不随外载荷增加

，所以在实验中是以变形来控而增加，故不可能得到最大载荷P b,因此也得不到强度极限

制加载的。

铸铁试件压缩时，在达到最大载荷P b前出现较明显的变形然后破裂，此时试验机读数迅速减小，读取最大载荷P b值，铸铁试件最后略呈变形，断裂面与试件轴线大约呈450。

五、实验步骤

1）测量试件的直径和高度。测量试件两端及中部三处的截面直径，取三处中最小一处的平均直径计算横截面面积。

2）将试件放在试验机活动台球形支撑板中心处。

3）、设定试验方案和试验参数；对于低碳钢，要及时记录其屈服载荷，超过屈服载荷后，继

续加载，将试件压成鼓形即可停止加载。铸铁试件加压至试件破坏为止。 4）、初值置零；

5）、点击开始试验按钮，开始试验，试验结束自动停止，生成试验报告； 6）、安装下一根试样，重复步骤8），直到所有试样全部试验结束； 7）、打印试验报告；

六、实验结果

（1）读取记录低碳钢的屈服极限s σ

A P s

s =

σ （2-1）（2）读取记录铸铁的强度极限b σ

A P b

b =

σ （2-2）其中2004

d A π=

，0d 为试件实验前最小直径。七、思考题

（1）为何低碳钢压缩测不出破坏载荷，而铸铁压缩测不出屈服载荷？（2）根据铸铁试件的压缩破坏形式分析其破坏原因，并与拉伸作比较？（3）通过拉伸与压缩实验，比较低碳钢的屈服极限在拉伸和压缩时的差别？（4）通过拉伸与压缩实验，比较铸铁的强度极限在拉伸和压缩时的差别？

实验三低碳钢和铸铁的扭转实验

一、实验目的

1．观察低碳钢的扭转破坏现象，并测定其剪切屈服极限τ

和剪切强度极限τb ；

2．观察铸铁的扭转破坏现象，并测定其剪切强度极限τb 。

二、实验设备

1．CTT1000/最大扭矩 500Nm 微机控制扭转试验机。 2．游标卡尺。

图3-1 CTT1000/最大扭矩 500Nm 微机控制扭转试验机

三、实验试样

按照国家标准GB10128—88《金属室温扭转试验方法》，金属扭转试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。其中最常用的是圆形截面试样，如图2-1所示。通常，圆形截面试样的直径mm 10=d ，标距d l 5=或

d l 10=，平行部分的长度为mm 20+l 。若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标

距加上两倍直径。试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。

由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB10128—88。

图2-1 扭转试样

四、实验原理与方法

从理论知道，圆柱形试件在扭转时，横截面边缘上任一点处于纯剪切应力状态（图2-2）。由于纯剪切应力状态是属于二向应力状态，两个主应力的绝对值相等，大小等于横截面上该点处的剪应力τ，即

τσσ==31，其方向为与圆杆轴线成±45角的螺旋面上。圆杆扭

转时横截面上有最大剪应力，而45°斜截面上有最大拉应力，由于各种材料抵抗剪切和拉伸的能力不同，故不同材料有各种不同的破坏形式。由此可以分析低碳钢和铸铁扭转时的破坏原因。由于低碳钢的抗剪强度低于抗拉强度，试件横截面上的最大剪应力引起沿横截面剪断破坏；而铸铁抗拉强度低于抗剪强度，试件由与杆轴线成45°的斜截面上的1σ引起拉断破坏。

图2-2 园轴扭转时的应力 1、低碳钢试样的扭转

低碳钢是塑性材料，其扭转曲线（图2-3）与拉伸类似，随扭矩T 的增加，材料经过弹性变形（O-A 段）、塑性变形（A-B 段）、强化（B-C 段）和断裂四个阶段而被破坏，断口是很齐的横断面，这是因为剪应力超过了材料的剪切强度极限所致。

对于低碳钢材料M-φ曲线有两种类型，如图2-4所示。

图2-4 低碳钢T φ-曲线

b T φT

T b

T φT

图2-3 低碳钢扭转曲线

(a) (b) (c)

图2-5 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图

低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩M 与扭转角φ成正比关系，横截面上剪应力沿半径线性分布如图2-5a 所示。随着扭矩Mn 的增大，横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限s τ，且塑性区逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区见图2-5b 。但中心部分仍是弹性的。试件继续变形，屈服从试件表层向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区如图2-5c 所示。在T φ-曲线上出现屈服平台见图2-4。试验机指针基本不动此时对应的扭矩即为屈服扭矩

s T 。随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件破坏为止。因扭转无

颈缩现象。所以，扭转曲线一直上升而无下降情况，试件破坏时的扭矩即为最大扭矩b T 。

现在推导扭转屈服极限s τ及b τ的计算公式。

扭矩超过比例极限后，截面上的剪应力分布发生变化，如图2-5b 。在截面上出现了一个环状塑性区，并随着T 的增长，塑性区逐步向中心扩展，T φ-曲线稍微上升，直到B 点趋于平坦，截面上各材料完全达到屈服，扭矩度盘上的指针几乎不动或摆动，此时测力度盘上指示出的扭矩或指针摆动的最小值即为屈服扭矩s T 。如图2-5b ，根据静力平衡条件，可以求得s τ与s T 的关系为：

s s A

T ρτdA =

（2-1）

将式中dA 用环状面积元素ρπρd 2表示，则有

2p 4

d s s s o

T πτρd ρτW ==

（2-2）故剪切屈服极限为：

34S

s p

T τW =

（2-3）类似可求得

s τb τ

34b

b p

T W τ=

（2-4）式中p W 为圆轴的抗扭截面模量，其值由下式计算

2、铸铁试样的扭转

铸铁属脆性材料，其扭转曲线如图2-4所示，扭转时变形很小就突然断裂，有爆裂声，断裂面粗糙，是与轴线约成45度角的螺旋面，这是由于最大拉应力超过了材料的强度极限而破坏的。一般按式（2-4）计算铸铁的抗扭强度。

图2-4 铸铁扭转曲线

由于低碳钢材料在纯剪切应力状态下，其抗正断能力高于抗剪断能力，故低碳钢试件将沿最大剪应力所在的横截面剪断，断口平齐。呈现了切断的特征。而铸铁材料在纯剪切应力状态下，其抗正断能力低于抗剪断能力，所以，铸铁试件将从其表面某一最弱处，沿与轴线呈的

45螺旋状曲面被拉断，呈现正断断口的特征。

3、破坏分析

根据试件扭转破坏断口形式如图2-5所示。低碳钢圆形试件的破坏断面与曲线垂直见图2-5a ，显然是沿最大剪应力的作用面发生断裂，为剪应力作用而剪断。故低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉（压）能力；铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45°螺旋面见图2-5b ，破坏断口垂直于最大拉应1σ方向，断面呈晶粒状，这是正应力作用下形成脆性断口，故铸铁材料是当最大拉应力首先达到其抗拉强度极限时，在该截面发生拉断破坏。

p πd W =

( a )低碳钢：剪断( b )铸铁：拉断

图2-5 扭转断口示意图

五、实验方法与步骤

１、试件的准备：用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d（在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。

２、操作步骤：

1）、开电脑显示器电源，开控制器电源，开主机电源；

2）、鼠标点击电子扭转实验机图标，进入参数界面，单击主屏单菜通讯项点击联机按钮，进入控制操作界面；系统显示窗口显示PC字样。

3）、根据试样形式，点击转动按键至使夹头转至和适位置；安装试样拧紧内螺栓；

4）、设定试验方案和试验参数；

5）、各数据初值置零；

6）、点击开始试验按钮，开始试验，试验结束自动停止，保存试验结果；

7）、提取试验结果，结果显示，读取各参数并记录；

8）、安装下一根试样，重复步骤8），直到所有试样全部试验结束；

9）、打印试验报告；

10）、关主机，关电脑显示器电源，关控制器电源，取下扭断的试件。

六、实验注意事项

1、安装试件时一定要牢固，防止松动打滑。

2、试件扭转时严禁用手触摸试件，并防止衣物等被机器缠绕。

3、注意不要接触现场电源线，以防止触电。

七、实验报告要求：参考下表并回答思考题

八、思考题

1、比较低碳钢与灰铸铁试样的扭转破坏断口，并分析它们的破坏原因。

45螺旋面。

2、铸铁扭转破坏的断裂面为何是

3、低碳钢拉伸和扭转的断裂方式是否一样？其破坏原因是否相同？

材料力学实验报告标准规定答案解析

力学实验报告标准答案

长安大学力学实验教学中心目录、拉伸实验? 、压缩实验? 三、拉压弹性模量E测定实验? 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验? 五、扭转破坏实验-10

六、纯弯曲梁正应力实验? 12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验? 15 八、压杆稳定实验"8

、拉伸实验报告标准答案实验目的: 见教材实验仪器见教材实验结果及数据处理：例:（一）低碳钢试件

服应力 (T s = P s /A _273.8 _MP a 屈度极限 (T b = P b /A _411.3 MP a 强试验前试验后最小平均直径d= 10.16 mm 最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm 2 截面面积A1= 80.91 mm 2 计算长度L= 100 mm 计算长度L 忤 100 mm 试验前草图试验后草图 1 ' 1 ''1 1 最大载荷P b =__14.4 KN P s =_22.1 KN P b =_33.2 ____ KN 塑性指标：伸长率厘100% L 68.40 % 33.24 % A A 1 面积收缩率 - 100% A 低碳钢拉伸图:

强度极限c b= P b / A = _ 177.7 — M P a 问题讨论： 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同？答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分，在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外）. 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性，低碳钢延伸率大表现为塑性；低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，且有45 0的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织

材料力学扭转实验

§1－2 扭转实验一、实验目的 1、测定低碳钢的剪切屈服点τs，抗扭强度τb。 2、测定铜棒的抗扭强度τb。 3、比较低碳钢和铜棒在扭转时的变形和破坏特征。二、设备及试样 1、伺服电机控制扭转试验机（自行改造）。 2、0.02mm游标卡尺。 3、低碳钢φ10圆试件一根，画有两圈圆周线和一根轴向线。 4、铜棒铁φ10圆试件一根。三、实验原理及方法塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上，以6-10o/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩，在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线（扭矩-夹头转角图线），如下图为低碳钢的部分扭转曲线。试样变形先是弹性性的，在弹性阶段，扭矩与扭转角成线性关系。弹性变形到一定程度试样会出现屈服。扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩T su；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs，即：τs=τsl= T sl/W。当试样扭断时，得到最大扭矩T b，则其抗扭强度为τb= T b/W 式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有 W=πd03/16。铸铁为脆性材料，无屈服现象，扭矩 -夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩T b，则其抗扭强度为：τb= T b/W 四、实验步骤 1、测量试样原始尺寸分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量。 2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。 3、低碳钢扭转破坏试验，观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。 4、铜棒扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。五、实验数据处理 1、试样直径的测量与测量工具的精度一致。 2、抗扭截面模量取4位有效数字。 3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验。六、思考题 1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化？与扭转平面假设是否相符？

材料力学实验报告册概要

实验日期_____________教师签字_____________ 同组者_____________审批日期_____________ 实验名称：拉伸和压缩试验一、试验目的 1.测定低碳钢材料拉伸的屈服极限σs 、抗拉强度σb、断后延伸率δ及断面收缩率ψ。 2.测定灰铸铁材料的抗拉强度σb、压缩的强度极限σb。 3.观察低碳钢和灰铸铁材料拉伸、压缩试验过程中的变形现象，并分析比较其破坏断口特征。二、试验仪器设备 1.微机控制电子万能材料试验机系统 2.微机屏显式液压万能材料试验机 3.游标卡尺 4.做标记用工具三、试验原理（简述） 1

四、试验原始数据记录 1.拉伸试验低碳钢材料屈服载荷最大载荷灰铸铁材料最大载荷 2.灰铸铁材料压缩试验直径d0 最大载荷教师签字：2

五、试验数据处理及结果 1.拉伸试验数据结果低碳钢材料：铸铁材料： 2.低碳钢材料的拉伸曲线 3.压缩试验数据结果铸铁材料： 3

4.灰铸铁材料的拉伸及压缩曲线： 5.低碳钢及灰铸铁材料拉伸时的破坏情况，并分析破坏原因 ①试样的形状（可作图表示）及断口特征 ②分析两种材料的破坏原因低碳钢材料：灰铸铁材料： 4

6.灰铸铁压缩时的破坏情况，并分析破坏原因六、思考讨论题 1.简述低碳钢和灰铸铁两种材料的拉伸力学性能，以及力-变形特性曲线的特征。 2.试说明冷作硬化工艺的利与弊。 3.某塑性材料，按照国家标准加工成直径相同标距不同的拉伸试样，试判断用这两种不同试样测得的断后延伸率是否相同，并对结论给予分析。 5

七、小结（结论、心得、建议等）6

青岛理工大学材料力学实验报告记录

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

材料力学实验报告系别班级姓名学号青岛理工大学力学实验室

目录实验一、拉伸实验报告实验二、压缩实验报告实验三、材料弹性模量E和泊松比μ的测定报告实验四、扭转实验报告实验五、剪切弹性模量实验报告实验六、纯弯曲梁的正应力实验报告实验七、等强度梁实验报告实验八、薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定报告实验九、压杆稳定实验报告实验十、偏心拉伸实验报告实验十一、静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十二、超静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十三、静定刚架与压杆组合结构设计与应力分析实验报告实验十四、双悬臂梁组合结构设计与应力分析实验实验十五、岩土工程材料的多轴应力特性实验报告

实验一拉伸实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备和工具：三、实验记录： 1、试件尺寸实验前：实验后： 2、实验数据记录：屈服极限载荷：P S = kN 强度极限载荷：P b = kN 材料标距 L 0 (mm) 直径（mm ）截面面积 A 0 (mm 2) 截面（1）截面（2）截面（3）（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均材料标距 L (mm) 断裂处直径（mm ）断裂处截面面积 A(mm 2) （1）（2）平均

四、计算屈服极限： ==0 A P s s σ MPa 强度极限： == A P b b σ MPa 延伸率： =?-= %10000 L L L δ 断面收缩率： =?-= %1000 0A A A ψ 五、绘制P －ΔL 示意图:

扭转实验报告

浙江大学材料力学实验报告（实验项目：扭转） 1. 验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G 。； 2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ。 3. 比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。二、设备及试样： 1. 扭转试验机,如不进行破坏性试验,验证变形公式合测定G 的实验也可在小型扭转试验机装置上完成； 2. 扭角仪； 3. 游标卡尺； 4. 试样，扭装试样一般为圆截面。三、实验原理和方法： 1、测定切变模量G A 、机测法：0p T l G I φ= ，其中b δ φ=，δ为百分表读数，p I 为圆截面的极惯性矩；选取初扭矩To 和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To 到Tn 分成n 级加载，每级扭矩增量为 T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的扭角φi ，与扭矩增量T ?对应的扭角增量是 1i i i φφφ-?=-，则有0 i p i T l G I φ?= ?，i=1,2,3,…n,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即： 1 i G G n = ∑，i=1,2,3,…n ； B 、电测法：t r t T T G W W γε= =，应变仪读数为r ε，t W 为抗扭截面系数；选取初扭矩To 和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To 到Tn 分成n 级加载，每级扭矩增量为T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的读数εi ，与扭矩增量T ?对应的读数增量是1i i i εεε-?=-，则有i t i T G W ε?= ?，i=1,2,3,…n,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即： 1 i G G n =∑， i=1,2,3,…n 2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ

材料力学实验报告答案

篇一：材料力学实验报告答案材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm 三、实验数据（2分）四、实验结果处理（4分） ?s??b? psa0pba0 ＝300mpa 左右＝420mpa 左右＝20～30％左右＝60～75％左右 ?? l1?l0 ?100％ l0a0?a1 ?100％ a0 ?＝五、回答下列问题（2分，每题0.5分） 1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。 4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。压缩实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机（0.5分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （0.5分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分） ?b? pb =740mpaa0 左右五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？

材料力学实验

1,为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2, 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状, 且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。. 3,分析铸铁试件压缩破坏的原因. 答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏. 4,低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料? 答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。 5,试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么? 答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。 6, 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量? 答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。 7, 试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么?应采取什么措施? 答：检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。 8,测G时为什么必须要限定外加扭矩大小? 答：所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。 9, 碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因.

材料力学扭转实验实验报告

扭转实验一．实验目的： 1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理，并进行操作练习。 2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限、剪切强度极限。 3.确定铸铁试样的剪切强度极限。 4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。二．实验设备及工具扭转试验机，游标卡尺、扳手。三．试验原理：塑性材料和脆性材料扭转时的力学性能。（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。）四．实验步骤 1.a 低碳钢实验（华龙试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。。（2）安装试样：启动扭转试验机，手动控制器上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。（3）调整试验机并对试样施加载荷：在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点；根据你所安装试样的材料，在“实验方案读取”中选择“教学低碳钢试验”，并点击“加载”而确定；用键盘输入实验编号，回车确定（按Enter 键）；鼠标点“开始测试”键，给试样施加扭矩；在加载过程中，注意观察屈服扭矩的变化，记录屈服扭矩的下限值，当扭矩达到最大值时，试样突然断裂，后按下“终止测试”键，使试验机停止转动。（4）试样断裂后，从峰值中读取最大扭矩。从夹头上取下试样。（5）观察试样断裂后的形状。 1.b 低碳钢实验（青山试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。（2）安装试样：启动扭转试验机，手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，s τb τb τ 0d S M b M 0d

材料力学实验指导书

一拉伸试验一、目的 1、测定低碳钢的流动极限（屈服极限）s σ，强度极限b σ，延伸率δ和面积收缩率?。 2、测定铸铁的强度极限b σ。 3、观察拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（l P ?-曲线）。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。二、设备 1、液压式万能试验机。 2、游标卡尺。三、试样试件可制成圆形或矩形截面。常用试样为圆形截面的。如图1－7所示。试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度o l 称为“标矩”，两端较粗部分是装入试验夹头中的，便于承受拉力，端部的形状视试验机夹头的要求而定，可制成圆柱形（1－7），螺纹形（图1－8）或阶梯形（图1－9）。试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果会有所影响，为了避免此各种影响，使各种材料的力学性质的数值能互相比较，所以对试件的尺寸和形状都有统一规定。目前我国规定的试样

有标准试件和比例试件两种，具体尺寸见表1－1， 0. A是圆形或矩形截面面积。试件标距 ) (mm l o 截面面积 ) (2 mm A 圆形试件 ) ( mm d 直径延伸率表示符号标准试件长100 78.5 10 10 δ 短50 78.5 10 sδ比例试件长 3. 11A任意任意 10 δ 短 65 .5A任意任意 s δ 四、原理材料的力学性质 s σ、 b σ、δ和?是由拉伸破坏试验来确定的，试验时，利用试验机的自动绘图器绘出低碳钢拉伸图（图－10）和铸铁拉伸图（图1－11）。对于低碳材料，图1－10上的B－C为流动阶段，B点所对应的应力值称为流动极限。确定流动载荷 s p时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。测力盘主针回转后所指示的最小载荷（第一次下降的最小载荷）即为流动载荷 s p，继续加载，测得最大

材料力学实验

材料力学实验文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

实验一实验绪论一、材料力学实验室实验仪器 1、大型仪器： 100kN（10T）微机控制电子万能试验机；200kN（20T）微机控制电子万能试验机；WEW-300C微机屏显式液压万能试验机；WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机 2、小型仪器：弯曲测试系统；静态数字应变仪二、应变电桥的工作原理三、材料力学实验与材料力学的关系四、材料力学实验的要求 1、课前预习 2、独立完成 3、性能实验结果表达执行修约规定 4、曲线图一律用方格纸描述，并用平滑曲线连接 5、应力分析保留小数后一到二位

实验二轴向压缩实验一、实验预习 1、实验目的 I、测定低碳钢压缩屈服点 II、测定灰铸铁抗压强度 2、实验原理及方法金属的压缩试样一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的倍~3倍。混凝土、石料等则制成立方形的试块。低碳钢压缩时的曲线如图所示。实验表明：低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限σε，都与拉伸时大致相同。进入屈服阶段以后，试样越压越扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也继续增强，因而得不到压缩时的强度极限。 3、实验步骤 I、放试样 II、计算机程序清零 III、开始加载 IV、取试样，记录数据二、轴向压缩实验原始数据指导老师签名：徐

三、轴向压缩数据处理测试的压缩力学性能汇总强度确定的计算过程：实验三轴向拉伸实验一、实验预习 1、实验目的（1）、用引伸计测定低碳钢材料的弹性模量E；（2）、测定低碳钢的屈服强度，抗拉强度。断后伸长率δ和断面收缩率；（3）、测定铸铁的抗拉强度，比较两种材料的拉伸力学性能和断口特征。 2、实验原理及方法 I．弹性模量E及强度指标的测定。（见图）低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线（1）测弹性模量用等增量加载方法：F o ＝（10%～20%）F s ， F n ＝（70%～80%）F s 加载方案为：F 0=5，F 1 =8，F 2 =11，F 3 =14，F 4 =17 ，F 5 =20 （单位：kN）数据处理方法：平均增量法 ) , ( ) ( 0取三位有效数 GPa l A l F E m om ? ? ? = δ（1）线性拟合法 () GPa A l l F n l F F n F E om o i i i i i i? ? ∑ - ∑? ∑ ∑ - ∑ = 2 2 ) ( （2）

材料力学实验参考要点

实验一、测定金属材料拉伸时的力学性能一、实验目的 1、测定低碳钢的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和面积收缩率ψ。 2、测定铸铁的强度极限b σ。 3、观察拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（l F ?-曲线）。二、仪器设备 1、液压式万能试验机。 2、游标卡尺。三、实验原理简要材料的力学性质s σ、b σ、δ和ψ是由拉伸破坏试验来确定的。试验时，利用试验机自动绘出低碳钢拉伸图和铸铁拉伸图。对于低碳材料，确定屈服载荷s F 时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。测力回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷s F ，继续加载，测得最大载荷b F 。试件在达到最大载荷前，伸长变形在标距范围内均匀分布。从最大载荷开始，产生局部伸长和颈缩。颈缩出现后，截面面积迅速减小，继续拉伸所需的载荷也变小了，直至断裂。铸铁试件在极小变形时，就达到最大载荷，而突然发生断裂。没有流动和颈缩现象，其强度极限远低于碳钢的强度极限。四、实验过程和步骤 1、用游标卡尺在试件的标距范围内测量三个截面的直径，取其平均值，填入记录表内。取三处中最小值作为计算试件横截面积的直径。 2、按要求装夹试样（先选其中一根），并保持上下对中。 3、按要求选择“试验方案”→“新建实验”→“金属圆棒拉伸实验”进行试验，详细操作要求见万能试验机使用说明。 4、试样拉断后拆下试样，根据试验机使用说明把试样的l F ?-曲线显示在微机显示屏上。从低碳钢的l F ?-曲线上读取s F 、b F 值，从铸铁的l F ?-曲线上读取b F 值。 5、测量低碳钢（铸铁）拉断后的断口最小直径及横截面面积。 6、根据低碳钢（铸铁）断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长度1l 。 7、比较低碳钢和铸铁的断口特征。 8、试验机复原。

材料力学实验报告答案

材料力学实验报告答案 Prepared on 22 November 2020

材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据（2分）

四、实验结果处理（4分） 0A P s s = σ ＝300MPa 左右 0 A P b b = σ ＝420MPa 左右％10000 1?-= L L L δ ＝20～30％左右％＝ 1000 1 0?-A A A ψ ＝60～75％左右五、回答下列问题（2分，每题分） 1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。 4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同为什么相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。压缩实验报告一、实验目的（1分）

1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机（分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分） A P b b = σ =740MPa 左右五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫

材料力学实验报告标准答案

力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验 (2) 二、压缩实验 (4)

三、拉压弹性模量E测定实验 (6) 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8) 五、扭转破坏实验 (10) 六、纯弯曲梁正应力实验 (12) 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15) 八、压杆稳定实验 (18) 一、拉伸实验报告标准答案问题讨论： 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，

断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。. 二、压缩实验报告标准答案问题讨论： 1、分析铸铁试件压缩破坏的原因. 答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。 2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料? 答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。三、拉压弹性模量E测定试验报告问题讨论： 1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么? 答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。 2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量? 答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验报告标准答案问题讨论： 1、试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么?应采取什么措施? 答：检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。

材料力学实验报告文档2篇

材料力学实验报告文档2篇 Material mechanics experiment report document 编订：JinTai College

材料力学实验报告文档2篇小泰温馨提示：实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。本文档根据实验报告内容要求展开说明，具有实践指导意义，便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。本文简要目录如下：【下载该文档后使用Word打开，按住键盘Ctrl键且鼠标单击目录内容即可跳转到对应篇章】 1、篇章1：材料力学实验报告格式文档 2、篇章2：材料力学实验报告范文材料力学实验报告不会写的话，下面请看小泰给大家整理收集的材料力学实验报告相关内容，供大家阅读参考。篇章1:材料力学实验报告格式文档二、实验设备和仪器：三、实验记录和处理结果：四、实验原理和方法：五、实验步骤及实验结果处理：

篇章2:材料力学实验报告范文【按住Ctrl键点此返回目录】该实验台配上引伸仪，作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。 1.试样：Q235钢，直径d =10mm，标距l=100mm。 2.载荷增量△F=1000N ①砝码四级加载，每个砝码重25N; ②初载砝码一个，重16N; ③采用1：40杠杆比放大。 3.精度：一般误差小于5%。三、操作步骤及注意事项 1.调节吊杆螺母，使杠杆尾端上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。注意：调节前，必须使两垫刀刃对正V型槽沟底，否则垫刀将由于受力不均而被压裂。 2.把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。 ①对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。

材料力学实验报告实验报告

材料力学实验报告_实验报告_ 材料力学实验报告材料力学实验报告不会写的话，下面请看给大家整理收集的材料力学实验报告相关内容，供大家阅读参考。材料力学实验报告格式一、实验目的：二、实验设备和仪器：三、实验记录和处理结果：四、实验原理和方法：五、实验步骤及实验结果处理：六、讨论：材料力学实验报告一、用途该实验台配上引伸仪，作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。二、主要技术指标 1. 试样：Q235钢，直径d =10mm，标距l=100mm。 2. 载荷增量△F=1000N ①砝码四级加载，每个砝码重25N; ②初载砝码一个，重16N; ③采用1：40杠杆比放大。 3. 精度：一般误差小于5%。三、操作步骤及注意事项 1. 调节吊杆螺母，使杠杆尾端上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。注意：调节前，必须使两垫刀刃对正V型槽沟底，否则垫刀将由于受力不均而被压裂。 2. 把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。

①对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。②引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。③采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与实验台的架体平面需成45o左右的角度。 3. 挂上砝码托。 4. 加上初载砝码，记下引伸仪的读数。 5. 分四次加等重砝码，每加一次记一次引伸仪的读数。注意:加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，并注意防止失落而砸伤人、物。 6. 实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。 7. 加载过程中，要注意检查传力机构的零件是否受到干扰，若受干扰，需卸载调整。四、计算试样横截面积A 应力增量 d24 F A 引伸仪放大倍数K=20xx 引伸仪读数 Ni(i0,1,2,3,4) 引伸仪读数差 NjNiNi1(j1,2,3,4) 引伸仪读数差的平均值 N平均14Nj 4j1 N平均 K试样在标距l段各级变形增量的平均值 l 应变增量 l l 材料的弹性模量 E

材料力学金属扭转实验报告

材料力学金属扭转实验报告【实验目的】 1、验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限弋握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能； 2、绘制扭矩一扭角图； 3、观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种力学现象，并比较它们性质的差异； 4、了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。【实验仪器】【实验原理和方法】 1. 测定低碳钢扭转时的强度性能指标试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶矩的增加，当达到某一值时，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩M es，低碳钢的扭转屈服应力为式中：W p二「d3/16为试样在标距内的抗扭截面系数。在测出屈服扭矩T s后，改用电动快速加载，直到试样被扭断为止。这时测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩M eb，低碳钢的抗扭强度为对上述两公式的来源说明如下：低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的M e-'图如图 1-3-2所示。当达到图中A点时，M e与「成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力s，如能测得此时相应的外力偶矩M ep，如图1-3-3a所示，则扭转屈服应力为

(3)将扭角测量装置的转动臂的距离调好，转动转动臂，使测量辊压在卡盘上。

4、开始试验：按“扭转角清零”按键，使电脑显示屏上的扭转角显示值为零。按“运行”键，开始试验。 5、记录数据：试件断裂后，取下试件，观察分析断口形貌和塑性变形能力，填写实验数据和计算结果。 6、试验结束：试验结束后，清理好机器，以及夹头中的碎屑，关断电源。、铸铁 1、试件准备：在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d o在低碳钢试件表面画上一条纵向线和两条圆周线，以便观察扭转变形。 2、试验机准备：按试验机一计算机一打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。根据计算机的提示，设定试验方案，试验参数。 3、装夹试件：启动扭转试验机并预热后，将试件一端固定于机器，按"对正"按钮使两夹头对正后，推动移动支座使试件头部进入钳口间? 4、开始试验：按“扭转角清零”按键，使电脑显示屏上的扭转角显示值为零。按“运行”键，开始试验。 5、记录数据：试件断裂后，取下试件，观察分析断口形貌和塑性变形能力，填写实验数据和计算结果。 6试验结束：试验结束后，清理好机器，以及夹头中的碎屑，关断电源。【实验数据与数据处理】一.低碳钢扭转低碳钢直径测量注：第二次实验修正标距为 3.线性阶段相关数据当处于线性阶时，有

材料力学二扭转与弹性模量测定

材料力学实验指导书 §3 扭转实验指导书 1、概述工程中有许多承受扭转变形的构件，了解材料在扭转变形时的力学性能，对于构件的合理设计和选材是十分重要的。扭转变形是构件的基本变形之一，因此扭转实验也是材料力学基本实验之一。 2、实验目的 2.1测定低碳钢的扭转屈服强度s τ及抗扭强度b τ。 2.2测定铸铁的抗扭强度b τ。 2.3观察、比较低碳钢和铸铁在扭转时的变形和破坏现象，分析其破坏原因。 3、实验原理对一确定形状试件两端施加一对大小为e M 的外力偶，试件便处于扭转受力状态，此时试件中的单元体处于如图3.1所示的纯剪应力状态。图3.1纯剪应力状态对单元体进行平衡分析可知，在与试样轴线成045角的螺旋面上，分别承受主应力τσ=1， τσ-=3的作用，这样就出现了在同一个试件的不同截面上τσσ=-=压拉的情形。这样对于判断材料各极限强度的关系提供了一个很好的条件。图3.2为低碳钢Q235扭转实验扭矩T 和扭转角φ的关系曲线，图3.3为铸铁HT200试件的扭转实验扭矩T 和扭转角φ的关系曲线。图3.4为低碳钢和铸铁扭转破坏断口形式图3.2低碳钢Q235扭转φ-T 曲线图3. 3铸铁HT200扭转φ-T 曲线

由图 3.2低碳钢扭转φ-T 曲线可以看出，低碳钢Q235的扭转φ-T 曲线类似于拉伸的L F ?-曲线，有明显的弹性阶段、流动屈服阶段及强化阶段。在弹性阶段，根据扭矩平衡原理，由剪应力产生的合力矩需与外加扭矩相等，可得剪应力沿半径方向的分布ρτ为： P I T ρτρ*= 在弹性阶段剪应力的变化如图3.5所示在弹性阶段剪应力沿圆半径方向呈线性分布，据此可得 P P W T I r T ==*max τ 当外缘剪应力增加到一定程度后，试件的边缘产生流动现象，试件承受的扭矩瞬间下降，应力重新分布至整个截面上的应力均匀一致，称之为屈服阶段，在屈服阶段剪应力的变化如图3.6所示称达到均匀一致时的剪应力为剪切屈服强度（s τ），其对应的扭矩为屈服扭矩，习惯上将屈服段的最低点定义为屈服扭矩，同样根据扭矩平衡原理可得：图3.5 低碳钢扭转试件弹性阶段应力分布变化图3.4低碳钢和铸铁扭转破坏断口形式

材料力学实验报告标准答案

力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心

目录一、拉伸实验 (2) 二、压缩实验 (4) 三、拉压弹性模量E测定实验 (6) 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8) 五、扭转破坏实验·························································

(10) 六、纯弯曲梁正应力实验 (12) 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15) 八、压杆稳定实验 (18)

一、拉伸实验报告标准答案实验目的：见教材。实验仪器见教材。实验结果及数据处理：例:(一)低碳钢试件强度指标: P s =__22.1___KN 屈服应力 σs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限 σb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标: 1L -L 100%L δ=?=伸长率 33.24 % 1 100%A A A ψ-=?=面积收缩率 68.40 % 低碳钢拉伸图:

（二）铸铁试件试验前试验后最小平均直径d= 10.16 mm最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm2截面面积A1= 80.91 mm2计算长度L= 100 mm计算长度L1≈100 mm 试验前草图试验后草图强度指标: 最大载荷P b =__14.4___ KN 强度极限σ b = P b / A = _177.7__ M P a 问题讨论： 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切

材料力学实验报告答案

材料力学实验报告答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、 ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ ΔL曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据（2分）

机器型号名称电子万能试验机（分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分） A P b b = σ =740MPa 左右五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。 4. 对压缩试件的尺寸有何要求为什么试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度比实际偏高。试件越短，影响越明显。若试件过长，容易产生失稳现象。 5. 铸铁的压缩破坏形式说明了什么铸铁的抗剪能力低于抗压能力。测定弹性模量E 实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定常用金属材料的弹性模量Ｅ二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm 引伸计标距 50 mm

扭转实验报告

浙江大学材料力学实验报告 (实验项目：扭转） 1. 验证扭转变形公式,测定低碳钢的切变模量G 。; 2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ。 3. 比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。二、设备及试样: 1. 扭转试验机,如不进行破坏性试验,验证变形公式合测定Ｇ的实验也可在小型扭转试验机装置上完成; 2. 扭角仪； 3. 游标卡尺; 4. 试样,扭装试样一般为圆截面。三、实验原理和方法： 1、测定切变模量G Ａ、机测法：0p T l G I φ= ，其中b δ φ=,δ为百分表读数，p I 为圆截面的极惯性矩; 选取初扭矩T ｏ和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To 到Tn 分成ｎ级加载,每级扭矩增量为T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的扭角φi ，与扭矩增量T ?对应的扭角增量是1i i i φφφ-?=-,则有0 i p i T l G I φ?= ?,i ＝1，2,３,…n,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即： 1 i G G n = ∑,ｉ=1，２，３,…n ； B 、电测法：t r t T T G W W γε= =，应变仪读数为r ε,t W 为抗扭截面系数; 选取初扭矩To 和比例极限内最大试验扭矩T ｎ,从To 到Ｔn 分成n 级加载，每级扭矩增量为T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的读数εi ,与扭矩增量T ?对应的读数增量是1i i i εεε-?=-,则有i t i T G W ε?= ?，ｉ=1，2,３,…ｎ,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即: 1 i G G n = ∑,i=1，2,3,…n 2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ

材料力学实验设计-扭转实验

扭转实验一、实验目的 1、测定黄铜在扭转时的剪切屈服极限τS和剪切强度极限τb。 2、观察黄铜扭转破坏过程及破坏形式。二、实验设备及量具 1、电子式扭转试验机图一主机结构图试验机由加载机构，测力单元、显示器、试验机附件（标定装置）等组成。加载机构，安装在导轨上的加载机构，由松下伺服电机带动，通过减速器使夹头旋转，对试件施加扭矩。试验机的正反加栽和停车，可按显示器的标志按扭。为了适应各种材料扭力的需要，试验机具有较宽的调速范围。无级调速0°—360°任意角度可调。测力单元，通过夹头传来的力矩经传感器处理输出，在液晶显示

器和计算机上同步显示出来，根据满意程度选择保存或打印。 2、游标卡尺三、实验原理圆截面直杆试件在受扭转时，横截面上产生剪应力。在试验机自动绘图装置上得到扭矩和转角的关系图。如图二所示。图中斜直线表示了塑性材料在比例极限内，剪应力与剪应变服从胡克定律，最大剪应力发生在截面的边缘。当扭矩继续增加超过M Pa，出现应力不增加而变形（扭转角）继续增加，转角愈大，塑性区愈深入到中心，材料开始屈服。在屈服过程中，横截面剪应力由线性分布趋于均匀分布。此时扭矩为M S。 M 图二试件经过屈服阶段后，载荷上升，材料开始强化，应力增加，直至C点时，试件被剪断破坏。四、实验步骤 1、测量试件的直径d0，取试件两端及中部三处用游标卡尺测量，每一处都要在两个相互垂直的方向上量出直径，取其平均直径最小截面处的平均直径作为试件

的直径。确定计算长度L0，在试件中间等粗的细长部分内，量取计算长度L0 (按10倍或者5倍试件确定)。然后,用刻线机或笔把计算长度L0分成若干等分(通常是以5mm或10mm为一等分)。以便当试件断裂不在中间时进行换算，从而求得比较正确的伸长率。但刻、划线时应尽量轻微。 2、调整扭转试验机夹具之间的距离，并选择相应的卡头。 3、设定参数并调零。 4、将试件安装于扭转实验机的夹具中。 5、在试件的轴线方向，用粉笔划一直线。 6、先慢速加载，至M—Φ曲线已超过线性段后，然后启动电动机加载至试件破坏。 7、打印出实验报告。 8、从夹具中取出破坏的试件后关机。