工程力学实验报告标准答案
(完整版)工程力学课后详细答案
第一章静力学的基本概念受力图第二章 平面汇交力系2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故：22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故： 223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解：所有杆件均为二力杆件，受力沿直杆轴线。
（a ） 由平衡方程有：0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=（拉力）1.155AC F W=（压力）（b ） 由平衡方程有：0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=（拉力）0.364AC F W=（压力）（c ） 由平衡方程有：0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=（压力）（d ） 由平衡方程有：0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解：（a ）受力分析如图所示：由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解：受力分析如图所示：由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式，得：22.410RA RB F KN F KN==2-5解：几何法：系统受力如图所示三力汇交于点D ，其封闭的力三角形如图示所以：5RA F KN= （压力）5RB F KN=（与X 轴正向夹150度）2-6解：受力如图所示：已知，1R F G = ，2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解：受力分析如图所示，取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后，解得：0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解：杆AB ，AC 均为二力杆，取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式，解得：7.32AB F KN=-（受压）27.3AC F KN=（受压）2-9解：各处全为柔索约束，故反力全为拉力，以D ，B 点分别列平衡方程（1）取D 点，列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==（2）取B 点列平衡方程：由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解：取B 为研究对象：由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象：由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式，且有BCBC F F '= 解得：2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象：由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有：22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解：取A 点平衡：x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得： 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡，取如图坐标系：x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=2-12解：整体受力交于O 点，列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得：2.92RA F KN=1.33DC F KN=（压力）列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得： 1.67AC F KN=（拉力）1.0BC F KN=-（压力）2-13解：（1）取DEH 部分，对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得： 5RD F Q =2REF Q '=（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得： 22RA F Q =2RB F Q P=+（3）取BCE 部分。
大学《工程力学》课后习题解答-精品
大学《工程力学》课后习题解答-精品2020-12-12【关键字】情况、条件、动力、空间、主动、整体、平衡、建立、研究、合力、位置、安全、工程、方式、作用、结构、水平、关系、分析、简化、倾斜、支持、方向、协调、推动(e)(c)(d)(e)’CD2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点(2) AC 与BC 2-3 水平力F A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体(2) 2-4 在简支梁，力的大小等于20KN ，如图所示。
若解：(1)(2)求出约束反力：2-6 如图所示结构由两弯杆ABC 和DE 构成。
构件重量不计，图中的长度单位为cm 。
已知F =200 N ，试求支座A 和E 的约束力。
解：(1) 取DE (2) 取ABC2-7 在四连杆机构ABCD 试求平衡时力F 1和F 2解：（1）取铰链B (2) 取铰链C 由前二式可得：F FF ADF2-9 三根不计重量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。
试求在与O D平行的力F作用下，各杆所受的力。
已知F=0.6 kN。
解：(1)间汇交力系；(2)解得：AB、AC3-1 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。
求在图a ，b ，c 三种情况下，支座A 和B 的约束力解：(a) (b) (c) 3-2 M ，试求A 和C解：(1) 取 (2) 取 3-3 Nm ，M 2解：(1)(2) 3-5 大小为AB 。
各杆 解：(1)(2)可知：(3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：AB A3-7 O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。
工程力学实验报告标准答案
×
6 4
2 1
3 5
7
y2
y2
1 y1
距中性层
Y1=10mm Y2=15mm
试件尺寸 b= 20mm L= 620mm h= 40mm a=150mm
F
h
a
a
b
12
3、记录及计算结果
载荷
应变(με)
测点
ε1
ε2
1
2
3
4
5
6
7 4、结果比较:
应力(MPa)
σ1 σ2 σ3 σ4 σ5 σ6 σ7
实验值
mm
试验后草图
强度指标:
Ps =__22.1___KN P b =__33.2___KN
塑性指标: 伸长率δ = L1-L ×100% = 33.24 %
L 低碳钢拉伸图:
屈服应力 σs= Ps/A __273.8___MPa 强度极限 σb= Pb /A __411.3___MPa
面积收缩率ψ = A − A1 ×100% = 68.40 % A
200mm
载荷 试件内径 试件外径
(N)
d
D
36mm 40mm
L1 L
L2
15
P
B
C d
A D
D
(三) 实验数据记录表格
测点 A 或(C)
次数 载荷ΔP
一
ε-45°
二 三 平均 一
初始值
0
150N
114
250N
190
350N
265
450N
342
ε0°
二 三 平均 一
0 -1 -2 -2 径 d= 10.16 mm 截面面积 A= 81.03 mm2 计算长度 L= 100 mm
(完整版)工程力学课后详细答案
第一章静力学的基本概念受力图第二章 平面汇交力系2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故：22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故： 223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解：所有杆件均为二力杆件，受力沿直杆轴线。
（a ） 由平衡方程有：0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=（拉力）1.155AC F W=（压力）（b ） 由平衡方程有：0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=（拉力）0.364AC F W=（压力）（c ） 由平衡方程有：0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=（压力）（d ） 由平衡方程有：0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解：（a ）受力分析如图所示：由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解：受力分析如图所示：由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式，得：22.410RA RB F KN F KN==2-5解：几何法：系统受力如图所示三力汇交于点D ，其封闭的力三角形如图示所以：5RA F KN= （压力）5RB F KN=（与X 轴正向夹150度）2-6解：受力如图所示：已知，1R F G = ，2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解：受力分析如图所示，取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后，解得：0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解：杆AB ，AC 均为二力杆，取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式，解得：7.32AB F KN=-（受压）27.3AC F KN=（受压）2-9解：各处全为柔索约束，故反力全为拉力，以D ，B 点分别列平衡方程（1）取D 点，列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==（2）取B 点列平衡方程：由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解：取B 为研究对象：由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象：由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式，且有BCBC F F '= 解得：2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象：由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有：22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解：取A 点平衡：x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得： 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡，取如图坐标系：x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=2-12解：整体受力交于O 点，列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得：2.92RA F KN=1.33DC F KN=（压力）列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得： 1.67AC F KN=（拉力）1.0BC F KN=-（压力）2-13解：（1）取DEH 部分，对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得： 5RD F Q =2REF Q '=（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得： 22RA F Q =2RB F Q P=+（3）取BCE 部分。
工程力学实验报告(完整版)
报告编号：YT-FS-3164-69工程力学实验报告(完整版)After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.互惠互利共同繁荣Mutual Benefit And Common Prosperity工程力学实验报告(完整版)备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。
文档可根据实际情况进行修改和使用。
拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。
这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。
更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。
实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号）1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。
2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。
3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A 和断面收缩率Z4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。
实验设备和仪器万能试验机、游标卡尺，引伸仪实验试样实验原理按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。
将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。
工程力学实验报告标准答案
教师签字:___________ 日 期:___________
7
四、低碳钢剪切弹性模量 G 测定实验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理： (一)试验数据及计算结果 试 材 碳 料 钢 直 径 mm 件 尺 寸 力臂长度 L 测臂长度 R
标距长度 L0
10
1 2
7 14 （三）数据处理结果 平均(ΔA1)=
平均(ΔA2)= (∆Α1) + (∆A2) 左右两表读数差平均值:(∆A) = ＝ 2 平均伸长增量(ΔL)=__________mm 碳钢弹性模量 E = ∆P ⋅ L = (∆L ⋅ A) MPa
6
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。
工程力学实验报告答案
一、实验目的1. 了解工程力学实验的基本方法和步骤。
2. 通过实验，掌握力学基本理论在工程实际中的应用。
3. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
二、实验内容1. 材料力学实验：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验。
2. 建筑力学实验：静力平衡实验、超静定结构受力分析实验。
三、实验步骤1. 实验一：拉伸试验（1）将试样固定在拉伸试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量、屈服强度等指标。
2. 实验二：压缩试验（1）将试样固定在压缩试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度、弹性模量等指标。
3. 实验三：弯曲试验（1）将试样固定在弯曲试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度、弹性模量等指标。
4. 实验四：静力平衡实验（1）搭建静力平衡实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证静力平衡原理。
5. 实验五：超静定结构受力分析实验（1）搭建超静定结构实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证超静定结构受力分析原理。
四、实验结果与分析1. 拉伸试验根据实验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量E=...（单位：MPa），屈服强度σs=...（单位：MPa），抗拉强度σb=...（单位：MPa）。
2. 压缩试验根据实验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度σc=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
3. 弯曲试验根据实验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度σb=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
《工程力学》详细版习题参考答案
∑ Fx
=FAx
+
FBx
+
FCx
=− 1 2
F
+
F
−
1 2
F
=0
∑ Fy
= FAy
+
FBy
+
FCy
= − 3 2
F
+
3 F = 0 2
∑ M B= FBy ⋅ l=
3 Fl 2
因此，该力系的简化结果为一个力偶矩 M = 3Fl / 2 ，逆时针方向。
题 2-2 如图 2-19（a）所示，在钢架的 B 点作用有水平力 F，钢架重力忽 略不计。试求支座 A，D 的约束反力。
（a）
（b）
图 2-18
解：（1）如图 2-18（b）所示，建立直角坐标系 xBy。 （2）分别求出 A，B，C 各点处受力在 x，y 轴上的分力
思考题与练习题答案
FAx
= − 12 F ，FAy
= − 3 F 2
= FBx F= ，FBy 0
FCx
= − 12 F ，FCy
= 3 F 2
（3）求出各分力在 B 点处的合力和合力偶
（3）根据力偶系平衡条件列出方程，并求解未知量
∑ M =0 − aF + 2aFD =0
《工程力学》
可解得 F=Ay F=D F /2 。求得结果为正，说明 FAy 和 FD 的方向与假设方向相同。 题 2-3 如 图 2-20 （ a ） 所 示 ， 水 平 梁 上 作 用 有 两 个 力 偶 ， 分 别 为
3-4 什么是超静定问题？如何判断问题是静定还是超静定？请说明图 3-12 中哪些是静定问题，哪些是超静定问题？
（a）
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三、拉压弹性模量 E 测定试验报告
实验目的： 见教材。 实验仪器： 见教材。 实验数据记录及处理： （一）碳钢试件尺寸 计算长度 L =__100___mm 直 径 d =__10___mm 截面面积 A =___78.5____mm2 （二）引伸仪测量记录: 左 载荷 P 读数 (KN) 读数 A1 (格) 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 表 读数差ΔA1 (格) 读数 A2 (格) 右 表 读数差ΔA2 (格)
1
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 试 验 前 最小平均直径 d= 10.14 mm 2 截面面积 A= 80.71 mm 计算长度 L= 100 mm 试验前草图 试 验 后 最小直径 d= 5.70 mm 2 截面面积 A1= 25.50 mm 计算长度 L1= 133.24 mm 试验后草图
5、作出截面应力分布图:（理论分布）
13
-56.25MPa
56.25MPa
问题讨论： 实验时未考虑梁的自重,是否会引起测量结果误差?为什么?
答：施加的荷载和测试应变成线性关系。实验时，在加外载荷前，首先进行 了测量电路的平衡（或记录初读数） ，然后加载进行测量，所测的数（或差 值）是外载荷引起的，与梁自重无关。
2
（二）铸铁试件 试 验 前 最小平均直径 d= 10.16 mm 2 截面面积 A= 81.03 mm 计算长度 L= 100 mm 试验前草图 试 验 后 最小直径 d= 10.15 mm 2 截面面积 A1= 80.91 mm 计算长度 L1≈ 100 mm 试验后草图
强度指标: 最大载荷 Pb =__14.4___ KN 强度极限σb= Pb / A = _177.7__ M Pa 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。 .
2、 铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系?为什么? 答：有关系。 扭转方向改变后，最大拉应力方向随之改变，而铸铁破坏是拉应力破坏， 所以铸铁断口和扭转方向有关。
教师签字:__________ 日 期:__________
11
六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案
实验目的： 见教材。
10 100 200
10 100 200
35.5 N·m 80.5 N·m 46.5 N·m
1、碳钢:扭转屈服极限:
τ
s
=
Ms = 177.3 MPa Wp
扭转强度极限τ b =
Mn = 402.4 MPa Wp
2、铸铁:扭转强度极限:
τ
b
=
Mb = 232.5 MPa Wp
10
问题讨论： 1、 碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因. 答：碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。 铸铁扭转形变小，没有屈服阶段，断口为和轴线成约 45°的螺旋形曲面， 为拉应力破坏。
二 三 平均 一
0 -1 -2 -2 -3
ε0°
二 三 平均 一
0 -111 -184 -257 -331
ε45°
二 三 平均
初始值 150N 250N 350N 450N (四)
0 165 274 383 493
0 201 336 469 604
0 -31 -52 -74 -95
数据处理 求出 A、B(或 C'、D')点主应力大小及方向. 利用公式: E ⎡1 + µ 1− µ ⎤ 1 σ3 = (ε −45° + ε +45° ) ± (ε −45° − ε 0° ) 2 + (ε 0° − ε 45° ) 2 ⎥ 2 ⎢ 1− µ ⎣ 2 2 ⎦ ε 45° − ε −45° tg 2α = 2ε 0° − ε 45° − ε −45° A 点或(C 点)
190mm
3
150mm
4 5
150mm
6
扭矩 ∆Mn 相对扭转角
G=
∆MnL 0 32∆MnL 0 = = ∆ ϕ IP π d 4 ∆ϕ
(二)结果比较(μ=0.3) 理论计算
G理 = E = 2(1 + µ )
GPa
实验值 G 实= GPa
误差%
8
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。 2、 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。
2、梁布片图: ×
a
1
a
h
b
12
3、记录及计算结果
载荷 应变(με) 测点 4000Ｎ
ε1
ε2
ε3
平均值
1 2 3 4 5 6 7 4、结果比较:
σ实 −σ理 % σ理
应力(MPa) σ1 σ2 σ3 σ4 σ5 σ6 σ7
实验值
理论值
误差
0 -28.13 28.13 -42.40 42.40 -56.25 56.25
试验前 试件形 状草图 试验后
屈服载荷 屈服应力 最大载荷 抗压强度
Ps = ___49_____KN σs= ____277.4__MPa Pb = __ _153_ _KN σb= _ _866.2__MPa
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。
教师签字:___________ 日 期:___________
7
四、低碳钢剪切弹性模量 G 测定实验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理： (一)试验数据及计算结果 试 材 碳 料 钢 直 径 mm 件 尺 寸 力臂长度 L 测臂长度 R
标距长度 L0
10
1 2
4
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。
强度指标: Ps =__22.1___KN P b =__33.2___KN 塑性指标: L1-L × 100% = 33.24 % L 低碳钢拉伸图: 伸长率δ __273.8___MPa σb= Pb /A __411.3___MPa
A − A1 × 100% = 68.40 % A
载荷 计算结果
150N
250N
350N
450N
备注
16
σ31 tg2α B 点或(D 点)
力 学 实 验 报 告
标 准 答 案
长安大学力学实验教学中心
目
一、 二、 三、
录
拉伸实验···············································································2 压缩实验···············································································4 拉压弹性模量 E 测定实验···················································6
14
教师签字:__________ 日 期:__________
七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理： (一) 原始数据记录 试件计算长度 材料 E 值 泊松比 L1 70 GPa 0.33 300mm (二) 弯扭组合试验台装置图 力臂长度 L2 200mm 载荷 试件内径 试件外径 (N) d D 36mm 40mm
教师签字:_ _______ 日 期:___ _____
3
二、压缩实验报告标准答案
实验目的： 见教材。 实验原理： 见教材。 实验数据记录及处理： 例：(一)试验记录及计算结果 材料 试件尺寸 低碳钢 直径 d =_15__mm 长度 L =____20____mm 2 面积 A =__176.63 _mm 铸铁 直径 d =__15____mm 长度 L =___20_____mm 2 面积 A =__176.63 _mm
7 14 （三）数据处理结果 平均(ΔA1)=
平均(ΔA2)= (∆Α1) + (∆A2) 左右两表读数差平均值:(∆A) = ＝ 2 平均伸长增量(ΔL)=__________mm 碳钢弹性模量 E = ∆P ⋅ L = (∆L ⋅ A) MPa