材料力学实验报告
材料力学实验报告标准规定答案解析
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
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•源自三、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
0
7
丿
屈服载荷
Ps=49
KN
屈服应力
(T s=277.4
MPa
最大载何
Pb=
153
KN
抗压强度
(T b=
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。
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.
材料力学金属扭转实验报告[5篇范例]
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材料力学金属扭转实验报告[5篇范例]第一篇：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bτ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】仪器名称数量参数游标卡尺1 0-150mm，精度CTT502 微机控制电液伺服扭转试验机 1 最大扭矩500N·m，最大功率低碳钢、铸铁各 1 标准【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esM，低碳钢的扭转屈服应力为 pess43WM=τ式中：/3pd W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。
在测出屈服扭矩sT 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ebM，低碳钢的抗扭强度为 pebb43WM=τ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ϕ-eM 图如图1-3-2 所示。
当达到图中 A 点时，eM 与ϕ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sτ，如能测得此时相应的外力偶矩epM，如图1-3-3a 所示，则扭转屈服应力为 pepsWM=τ经过A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图1-3-3b 所示。
若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图 1-7c 所示的情况，对应的扭矩sT 为 OϕM eABCM epM esM eb 图 1-3-2低碳钢的扭转图τ sTτ sTτ sT（a）pT T =（b）s pT T T <<（c）sT T =图 1-3-3低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布s p s3d/22sd/2s s3412d 2 d 2 ττπρρπτρπρρτ WdT ====⎰⎰由于es sM T =，因此，由上式可以得到 pess43WM=τ无论从测矩盘上指针前进的情况，还是从自动绘图装置所绘出的曲线来看，A 点的位置不易精确判定，而B 点的位置则较为明显。
青岛理工大学--材料力学--实验报告
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、试件尺寸实验后：屈服极限载荷：P S = kN 强度极限载荷：P b = kN 四、计算屈服极限： ==A P ss σ MPa 强度极限： ==A P bb σ MPa 延伸率： =⨯-=%10000L L L δ 断面收缩率： =⨯-=%10000A AA ψ 五、绘制P －ΔL 示意图:实验二 压缩实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备和工具： 三、试件测量：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） 平均材 料直 径（mm ）截面面积 A 0(mm 2)强度极限载荷：P b = kN 五、计算强度极限应力： ==A P bb σ MPa 六、绘制P －ΔL 示意图:实验三 材料弹性模量E 和泊松比µ的测定实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备和工具： 试件基本尺寸厚度h （mm ）宽度b （mm ）5.030.0载荷 （N ）P载荷增量 （N ） △P各测点电阻应变仪读数（µε）轴向应变横向应变通道号（ ）通道号（ ）通道号（ ）通道号（ ）ε1（测点1） ε1′（测点2） ε2（测点3）ε2′（测点4）读 数增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 5001000 500 1500 500 2000 500 2500 500 3000500平均应变（µε）i ε∆1、弹性模量计算 10PE A ε∆==∆⨯2、泊松比计算 21εμε∆==∆ 实验四 扭转实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备和工具：三、试件尺寸：1、低碳钢：d=10mm2、铸铁： d=10mm 四、实验记录：1、低碳钢： 屈服载荷：M s = N ·m强度载荷：M b = N ·m2、铸铁： 强度载荷：M b = N ·m 五、计算：1、低碳钢： 316t d W π== mm 3屈服应力： 34ss tM W τ== MPa 极限应力： 34bb tM W τ== MPa 2、铸铁： 316t d W π== mm 3极限应力： bb tM W τ== MPa 实验五 剪切弹性模量实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备和工具： 三、试件尺寸：直径d=10mm L=150mm b=100mm ΔT=5×200 N ·mm 载荷（N ）百分表指示格数格数增量0 5 10 15 20 25增量平均值 ΔN= 格==324d I P π mm 4=∆=100Nδ mm ==∆bδϕ rad=∆∆=ϕP I TLG Gpa 实验六 纯弯曲梁的正应力实验报告一、 实验目的与要求：二、 实验仪器设备与工具：三、 实验装置简图及应变片布置图：载荷 （N ）载荷 增量 （N ） 各测点电阻应变仪读数（µε） 通道号（ ） 通道号（ ） 通道号（ ） 通道号（ ） 通道号（ ） ε1（测点1） ε2（测点2） ε3（测点3） ε4（测点4） ε5（测点5） 读 数增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 5001000 500 1500 500 2000500各测点应变片至中性层距离（mm ） 梁的尺寸和有关参数Y 1（测点1） －20 宽度 b=20mm 高度h=40mm跨度 L=600mm 载荷距离 a=125mm 弹性模量 E=210GPa 惯性矩I z =bh 3/12 1µε=10-6ε 1MPa=1N/mm 2 1GPa=103MPaY 2（测点2） －10 Y 3（测点3） 0 Y 4（测点4） 10 Y 5（测点5）202500 500 3000500平均应变（µε）i ε∆测点应力（MPa ）610i i E σε-=⨯∆⨯测 点理论值σi （MPa ） 实测值σi （MPa ）相对误差12 3 4 5七、 实验七 等强度梁实验一、实验目的与要求:二、实验仪器设备与工具: 三、试件参数: 梁的尺寸和有关参数载荷作用点到测试点距离 x 1 = mm x 2 = mm 距载荷点x 处梁的宽度 b 1 = mmb 2 = mm梁的厚度 h= mm 弹性模量E=210GPa载荷 （N ）载荷 增量 （N ） 各测点电阻应变仪读数（µε） 通道号（ ）通道号（ ）通道号（ ）通道号（ ）ε1（测点1） ε2（测点2）ε3（测点3）ε4（测点4）读 数增 量 读 数 增 量 读 数 增 量 读 数 增 量平均应变（µε）i ε∆测点应力（MPa ）610i i E σε-=⨯∆⨯测1、理论计算： 26x pxb h σ=2、实验值计算 610i i E σε-=⨯∆⨯ 3、理论值与实验值比较 100σσδσ=⨯理测理－％ 测 点理论值σi （MPa ） 实测值σi （MPa ）相对误差12 3 4实验八 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备和工具： 三、试件参数： 四、实验记录：载荷（N ）载荷 增量 （N ）各测点电阻应变仪读数（µε）通道号（ ）通道号（ ）通道号（ ）045ε（测点1）00ε（测点2）45ε-（测点3）读 数增 量 读 数 增 量 读 数 增 量圆筒的尺寸和有关参数计算长度 L=240mm弹性模量 E=210GPa 外 径 D=40mm 泊 松 比 μ=0.30 内 径 d=35mm 扇臂长度 a=250mm平均应变（µε）i ε∆测点应力（MPa ）610i i E σε-=⨯∆⨯测1、主应力及方向m 点实测值主应力及方向计算：()0000002245451,3450450()2()()2(1)21E Eεεσεεεεμμ--+=±-+--+=454500454522tg εεαεεε---==--0α=m 点理论值主应力及方向计算：圆筒抗弯截面模量：34(1)32Z D W πα=-= mm 3圆筒抗扭截面模量：34(1)16t D W πα=-= mm 3221,3()22σσστ=+022tg τασ-=＝0α=2、实验值与理论值比较比较内容实验值 理论值 相对误差/% 1/MPa σ3/MPa σ 0α/（°）3、误差分析实验九 压杆稳定实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备与工具： 试件参数及有关资料厚度h （mm ） 宽度b （mm ）长度L （mm ） 220318最小惯性矩 I min ＝bh 3/12弹性模量E=210GPa载荷P/N应变仪读数（µε）121、绘出P -1和P -2曲线，以确定实测临界力cr P 实P122、理论临界力cr P 理计算 3min 12bh ＝理论临界力 min2cr EI P L理 3实验值cr P 实 理论值cr P 理 误差百分率 （%）|cr P 理-cr P 实|/ cr P 理六、误差分析实验十 偏心拉伸实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备与工具： 试件 厚度h （mm ）宽度b （mm ）530弹性模量 E=210GPa 偏心距 e=10mm载荷 （N ）载荷 增量各测点电阻应变仪读数（µε）通道号（ ）通道号（ ）（N ）1ε（测点1）2ε（测点2）读 数增 量 读 数增 量 10002000 1000 3000 1000 4000 1000 50001000平均应变（µε）i ε∆1、求弹性模量E 12()2P εεε+== 0ppE A ε∆== 2、求偏心距e12()2m εεε-==26m Ehb e pε==∆ 3、应力计算理论值 206p MA bh σ=±= 实验值 max ()p m E σεε=+=min ()p m E σεε=-=六、误差分析：实验十一 静定桁架结构设计与应力分析实验报告一、实验目的与要求： 二、实验仪器设备与工具： 三、实验搭接的结构图： 杆件编号 应变片编号 应变值 计算应力值 理论应力值误差实验十二超静定桁架结构设计与应力分析实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备与工具：三、实验搭接的结构图：杆件编号应变片编号应变值计算应力值理论应力值误差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一、实验目的与要求：二、实验仪器设备与工具：三、实验搭接的结构图：杆件编号应变片编号应变值计算应力值理论应力值误差实验十四双悬臂梁组合结构设计与应力分析实验一、实验目的与要求：二、实验仪器设备与工具：三、实验搭接的结构图：杆件编号应变片编号应变值计算应力值理论应力值误差实验十五岩土工程材料的多轴应力特性实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备与工具：三、实验结果记录试件高度h（mm）直径d（mm）横截面面积A0=bh（mm2）截面Ⅰ截面Ⅱ截面Ⅲ平均1、求弹性模量E弹性段的应力与应变的比值。
材料力学实验报告标准答案
材料力学实验报告标准答案力学实验报告一、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。
42、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。
五、扭转破坏实验报告标准答案问题讨论：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。
材料力学拉伸实验报告
材料力学拉伸实验报告材料力学拉伸实验报告引言材料力学是研究物质在外力作用下的力学性质和变形规律的学科，而拉伸实验是材料力学中最基本的实验之一。
本次实验旨在通过拉伸实验，探究不同材料在受力过程中的力学性质和变形规律。
实验目的1. 了解拉伸实验的基本原理和实验装置。
2. 掌握拉伸试验的操作方法和注意事项。
3. 分析不同材料在拉伸过程中的力学行为。
实验装置和方法实验装置主要包括拉伸试验机、试样夹具和应变计。
实验方法为将试样夹在拉伸试验机上，通过加载机械力使试样产生拉伸变形，同时使用应变计测量试样的应变。
实验步骤1. 将试样夹在拉伸试验机的夹具上，确保试样夹紧并且夹具与试样表面平行。
2. 将应变计粘贴在试样上，确保应变计与试样表面接触良好。
3. 通过拉伸试验机加载机械力，逐渐增加拉伸力直至试样断裂。
4. 在加载过程中，记录试样的应变和加载力，并绘制应变-力曲线。
实验结果与分析通过实验，我们得到了不同材料的应变-力曲线。
根据这些曲线，我们可以分析材料的力学性质和变形规律。
1. 弹性阶段在拉伸过程的早期，试样的应变随着加载力的增加而线性增加。
这个阶段被称为弹性阶段，材料在这个阶段表现出良好的弹性恢复能力。
当加载力减小或消失时，试样能够恢复到初始状态。
2. 屈服点随着加载力的继续增加，试样的应变不再呈线性增加，出现了明显的曲线弯曲。
这个阶段称为屈服点，也是材料开始发生塑性变形的临界点。
在屈服点之前，材料的变形主要是弹性变形，而在屈服点之后，材料开始发生塑性变形。
3. 极限强度和断裂点加载力继续增加，试样继续发生塑性变形，最终达到极限强度。
极限强度是材料能够承受的最大力量，超过这个力量，试样将发生断裂。
断裂点是试样完全断裂的位置。
4. 材料的力学性质通过分析应变-力曲线，我们可以获得材料的一些力学性质。
例如，弹性模量可以通过弹性阶段的斜率计算得出，屈服强度可以通过屈服点的应变和力量计算得出，而极限强度和断裂强度可以通过曲线的最高点和断裂点计算得出。
材料力学实验报告答案
材料力学实验报告答案本文是材料力学实验报告，主要讲述了在实验过程中所采用的方法以及结果的分析和总结。
实验的目的是通过测量和分析金属材料在加载过程中的应力应变变化，掌握材料的力学性质，进而为材料的设计和选择提供依据。
实验的主要内容包括材料的拉伸实验、硬度实验、冲击实验以及金相组织观察等。
首先进行了拉伸实验。
将被试材料在试验机夹具上夹紧，然后通过紧固螺栓将力传感器连接到夹具上，使其能够量测到材料在加载过程中的力值。
接下来，通过改变试验机的移动速度来控制材料的加载速度，每隔一段时间测量一次材料的长度和直径大小，并计算相应的应变值。
最后，将测得的应力应变值代入应力应变关系式中计算出材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等重要参数。
接着进行了硬度实验。
在实验中，我们采用了布氏硬度计来测试金属材料的硬度值。
测试中，我们需要将硬度计上的测试针头垂直地插入被试材料中，然后通过对加载力的控制来测定试验针头的穿透深度。
最后，将测得的穿透深度代入硬度计的标准曲线中，就可以得到被试材料的硬度值。
进行了冲击实验。
实验中，我们采用了冲击试验机来测试金属材料的韧性和脆性。
在测试过程中，将被试材料置于冲击实验机上，然后通过对重物的高度和重量的改变来对材料进行不同程度的冲击。
最终我们记录每个测试条件下材料的断裂形态、测试参数和吸收能力等参数，以便对其进行进一步的分析和研究。
最后进行了金相组织观察。
实验中，我们将被试材料进行了机械制备，然后对其进行镜面抛光和腐蚀处理，最终观察材料的金相组织结构。
通过对试件的显微结构和组织的分析，可以得到材料的晶粒大小、相界数量和形态等信息，进而为材料的性能分析提供基础数据。
综上所述，本实验通过多种方法对金属材料的性能进行了分析和测试，并得出了相应的结论。
这些分析结果可以为材料的设计和选择提供重要的参考价值。
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过材料力学扭转实验，探究材料在扭转加载下的力学性能，了解材料在扭转过程中的变形规律，为工程应用提供参考依据。
二、实验原理。
材料在扭转加载下的应力和应变关系可由以下公式描述：\[ τ = \frac{T \cdot r}{J} \]\[ γ = \frac{θ \cdot r}{L} \]式中，τ为剪应力，T为扭矩，r为半径，J为极化面积惯性矩，γ为剪应变，θ为扭转角度，L为长度。
三、实验装置。
本实验采用扭转试验机进行扭转实验，实验装置包括扭转试验机、扭转夹具、力传感器、位移传感器等。
四、实验步骤。
1. 将试样装入扭转夹具中，并固定好。
2. 调整扭转试验机，使其处于工作状态。
3. 开始施加扭转力，记录下扭转角度和扭矩的变化。
4. 持续施加扭转力，直至试样发生破坏或达到设定的扭转角度。
五、实验数据处理。
1. 根据实验记录的扭转角度和扭矩数据，绘制扭转曲线。
2. 通过扭转曲线，计算出试样的剪应力-剪应变曲线。
3. 分析试样在扭转加载下的力学性能，如极限剪应力、屈服剪应力等。
六、实验结果与分析。
通过对实验数据的处理和分析，得到了试样在扭转加载下的力学性能参数。
根据实验结果，可以得出试样的扭转强度、剪切模量等力学性能指标，为材料的工程应用提供了重要参考。
七、实验结论。
本实验通过材料力学扭转实验，深入了解了材料在扭转加载下的力学性能，得到了试样的力学性能参数，为工程设计和材料选用提供了重要参考。
八、实验总结。
本实验通过扭转实验，深化了对材料力学的理解，掌握了材料在扭转加载下的力学性能特点，为工程实践提供了重要的理论支持。
通过本次实验，我深刻认识到了材料力学扭转实验在工程领域的重要性，也加深了对材料力学理论的理解和应用。
希望今后能够继续深入学习和探索材料力学领域，为工程实践和科学研究做出更多贡献。
材料力学实验报告
扭转实验一、实验目的1．学习扭转实验机的构造原理，并进行操作练习。
2．测定低碳钢的剪切屈服极限、剪切强度极限和铸铁的剪切强度极限。
3．观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏情况。
二、实验仪器扭转实验机、游标卡尺 三．实验原理 1、低碳钢扭转【抗扭屈服强度】（剪切屈服极限）：W Tss 43=τ （Mpa ）[ 式中： T s – 屈服阶段最小扭矩值（N · mm ）； W – 抗扭截面模量（mm 3）；316d W π=（mm 3）； d -- 试样横截面直径（mm ）。
]【抗扭强度】（剪切强度极限）：W T bb 43=τ （Mpa ）[ 式中： Tb – 破坏前最大扭矩值（N · mm ）] 在上述两式中都存在 3/4 的系数，来源见图一。
（a ）初态 （b ）中间态 （c ）填满态 图 一 扭转等直圆轴进入屈服状态切应力变化图当扭转等直圆轴到达初态时，T —φ试验曲线上的扭矩T 并没有进入屈服阶段，但此时截面边缘上的切应力已经达到τs ，进入实际屈服阶段，有D ·τρ= 2ρ·τs 。
此时的扭矩：3322)2(42D d D d dA T s D s D Aπτρρτπρπρρτρτρρ====⎰⎰⎰初中间变化过程是塑性变形环逐渐变大直到填满整个截面的过程。
达到填满态时的扭矩：3222)2(3Dd d dA T s D s D s As πτρρτπρπρρτρτ====⎰⎰⎰满结果：初T =43满T 。
[满T 对应T —φ试验曲线上的扭矩s T]抗扭强度式中系数也可如此推理。
图 二 低碳钢扭转试样对低碳钢等直圆轴扭转在比例变形范围内符合剪切胡克定律，截面Ⅱ相对截面Ⅰ转角：πϕ180p GI TL =（ ° ） （见图二）[ 式中：φ– 截面Ⅱ相对截面Ⅰ的转角（°）； T – 截面扭矩值（N · mm ）； L – 试样试验段长度（mm ）； G --切变模量 （Mpa ；即N / mm 2）；Ip – 对截面中心的极惯性矩（mm 4）； Ip =W d2=432d π （mm 4） ]【切变模量G 】：πϕ180p I TL G ⋅=（Mpa ） ；πϕϕ180)()(1212--=T T I L G p （Mpa ）[（见图三）T 2、T 1 --- 扭转弹性变形阶段选定两点对应的扭矩值（N · mm ）。
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青岛黄海学院实验指导书课程名称：材料力学课程编码： 04115003主撰人：吕婧青岛黄海学院目录实验一拉、压实验 (1)实验二扭转实验 (6)实验三材料弹性模量E和泊松比µ的测定 (8)实验四纯弯曲梁的正应力实验 (12)实验一低碳钢拉伸实验一、实验目的要求：（一）目的σ、延伸率δ,截面收缩率ψ。
1．测定低碳钢的屈服极限σS,强度极限bσ,观察上述两种材料的拉伸和破坏现象,绘制拉伸2．测定铸铁的强度极限b时的P-l∆曲线。
（二）要求1．复习讲课中有关材料拉伸时力学性能的内容;阅读本次实验内容和实设备中介绍万能试验机的构造原理、操作方法、注意事项,以及有关千分表和卡尺的使用方法。
2．预习时思考下列问题:本次实验的内容和目的是什么?低碳钢在拉伸过程中可分哪几个阶段,各阶段有何特征?试验前、试验中、试验后需要测量和记录哪些数据?使用液压式万能试验机有哪些注意事项?二、实验设备和工具1．万能实验2．千分尺和游标卡尺。
3．低碳钢和铸铁圆形截面试件。
三、实验性质：验证性实验四、实验步骤和内容：（一）步骤1．取表距 L =100mm.画线2．取上,中,下三点,沿垂直方向测量直径.取平均值3．实验机指针调零.4．缓慢加载,读出 s P .b P .观察屈服及颈缩现象,观察是否出现滑移线. 5．测量低碳钢断裂后标距长度1l ,颈缩处最小直径1d （二）实验内容： 1．低碳钢试件 (1)试件(2)计算结果屈服荷载 s P =22.1KN 极限荷载 b P =33.2KN 屈服极限 s σ=s P /0A =273.8MPa 强度极限 b σ=b P /0A =411.3MPa 延伸率 δ=(1l -0l )/0l *100%=33.24% 截面收缩率ψ=(0A -1A )/0A *100%=68.40% (3)绘制低碳钢P~ l ∆ 曲线2.铸铁的实验记录.最大荷载 b P =14.4KN强度极限 b =b P /0A =177.7MPa实验二 铸铁压缩实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定铸铁的强度极限σb 。
2．观察铸铁在压缩时的破坏现象。
（二）要求1．复习讲课中有关材料压缩时力学性能的内容；阅读本次实验内容。
2．拉伸和压缩时低碳钢的屈服点是否相同?铸铁的强度极限是否相同?二、实验设备和工具：1．万能试验机2．卡尺及千分尺3．低碳钢及铸铁试件三、实验性质：验证性实验四、实验步骤和内容：（一）步骤1．测量试件直径。
2．选择试验机加载范围。
3．缓慢均匀加载。
（二）实验内容实验记录低碳钢试件屈服载荷 PS= 49 （kN）铸铁试件的最大载荷 Pb= 153 （kN）低碳钢的屈服极限σS = PS/ A= 277.4 （MPa）铸铁的强度极限σb = Pb/ A= 866.2 (MPa)（三）结果分析：1．绘出两种材料的Ｐ－ΔＬ曲线。
2．绘出两种材料的变形和断口形状五、思考题1．低碳钢拉伸曲线可分为几个阶段?每个阶段力和变形有什么关系? 2．低碳钢和铸铁两种材料断口有什么不同？并分析引起破坏的原因？3．为什么试样要采用标准试样？4．铸铁试样在拉伸、压缩时破坏断面有何特征？是什么应力引起的？5．比较低碳钢拉伸和压缩的屈服极限σS。
6．比较铸铁拉伸与压缩的强度极限σS 。
实验三低碳钢及铸铁的扭转实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定低碳钢和铸铁在扭转时的机械性能，求得低碳钢的剪切屈服极限τs，剪切强度极限τb , 铸铁的剪切强度极限τb。
2．观察两种材料的扭转和破坏现象，分析破坏原因。
（二）要求1．复习讲课中有关杆件扭转的内容；阅读本次实验内容和实验设备介绍中扭转试验机的构造原理、操作方法及注意事项。
2．圆杆扭转时,横截面上有什么应力？与轴线成450的截面上有什么应力?二、实验的设备和工具：1．扭转实验机。
2．千分尺和卡尺。
3．低碳钢和铸铁圆形截面试件。
三、实验性质：综合性实验四、实验步骤和内容：（一）步骤1．测量试件直径。
在标距长度内测量三处，每处在两个相互垂直的方向各测量一次并取其算数平均值，采用三个数值中的最小值为计算直径d。
2．安装试件，指针调零，调整好自动绘图装置。
3．试验时缓慢加载，观察屈服现象，记录屈服扭矩MS 的数值，最大扭矩Mb的数值, 观察断口形状。
（二）实验内容1．数据记录：2．绘出两种材料的抗扭图及试件断裂后的形状。
五、思考题1．比较低碳钢的拉伸和扭转实验，从进入塑性变形阶段到破坏的全过程，两者有什么明显的差别。
2．根据低碳钢、铸铁扭转试样的断断口形式，分析其破坏原因。
实验三弹性模量E测定实验一、实验目的和要求：（一）目的：1．测定常用金属材料的弹性模量E。
2．验证胡克（Hooke）定律（二）要求1．复习讲课中有关材料拉伸时的内容；阅读本次实验内容和实验设备介绍中介绍力＆应变综合参数测试仪和组合实验台中拉伸装置的原理、操作方法、注意事项。
2．熟悉电桥电路及组桥方式。
二、实验性质：验证性实验三、实验仪器设备和工具1．组合实验台中拉伸装置；2．力＆应变综合参数测试仪；3．游标卡尺、钢板尺。
四、实验原理和方法试件采用矩形截面试件。
在试件中央截面上，沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片R1、R1′和一对横向应变片R2、R2′，以测量轴向应变ε和横向应变ε′。
由于实验装置和安装初始状态的不稳定性，拉伸曲线的初始阶段往往是非线性的。
为了尽可能减小测量误差，实验宜从一初载荷P0（P≠0）开始，采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量△P作用下，产生的应变增量△ε，并求出△ε的平均值。
设试件初始横截面面积为A，又因ε=△l/l，则有A PE ε∆∆=上式即为增量法测E 的计算公式。
式中 0A — 试件截面面积ε∆— 轴向应变增量的平均值 用上述板试件测E 时，合理地选择组桥方式可有效地提高测试灵敏度和实验效率。
组桥采用相对桥臂测量。
将两轴向应变片分别接在电桥的相对两臂（AB 、CD ），两温度补偿片接在相对桥臂（BC 、DA ），偏心弯曲的影响可自动消除。
根据桥路原理P d εε2=测量灵敏度提高2倍。
εεμ∆'∆=便可求得泊松比。
五、实验步骤1．设计好本实验所需的各类数据表格。
2．测量试件尺寸。
在试件标距范围内，测量试件三个横截面尺寸，取三处横截面面积的平均值作为试件的横截面面积A 0。
3．拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P 0（一般取P 0 =10% P max 左右），估算P max （该实验载荷范围P max ≤5000N ），分4～6级加载。
4．根据加载方案，调整好实验加载装置。
5．按实验要求接好线（为提高测试精度建议采用图3－5d 所示相对桥臂测量方法），调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
6．加载。
均匀缓慢加载至初载荷P 0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值εd 和εd ˊ，直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表27．作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实 验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
附表1（试件相关数据）附表2（实验数据）六、实验结果处理 弹性模量计算：=∆∆=A PE ε226GPa泊松比计算：εεμ∆'∆==0.254七、思考题1．分析纵、横向应变片粘贴不准，对测试结果的影响。
2．根据实验测得的E 实、μ实值与已知E 理、μ理值作对比，分析误差原因。
采用什么措施可消除偏心弯曲的影响。
实验四 弯曲变形实验一、实验目的和要求（一）目的1．测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律 2．验证纯弯曲梁的正应力计算公式 （二）要求1．讲课中有关弯曲应力的内容；阅读本次实验内容和实验设备中介绍实验台中纯弯曲梁实验装置。
2．熟悉电桥电路及组桥方式。
二、实验仪器设备和工具1．实验台中纯弯曲梁实验装置 2．应变综合参数测试仪 3．游标卡尺、钢板尺三、实验性质：综合性实验四、实验原理及方法在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到 梁横截面上任一点的正应力，计算公式为 z I My /=σ式中M 为弯矩，I z 为横截面对中性轴的惯性矩；y 为所求应力点至中性轴的距离。
为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。
实验可采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。
加载采用增量法，即每增加等量的载荷△P ，测出各点的应变增量△ε，然后分别取各点应变增量的平均值 △ε实i ，依次求出各点的应变增量i E 实实εσ∆=将实测应力值与理论应力值进行比较，以验证弯曲正应力公式。
五、实验步骤1．测量矩形截面梁的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点距离a 及各应变片到中性层的距离i y 。
见附表12．加载方案。
先选取适当的初载荷P 0（一般取P 0 =10％P max 左右），估算P max（该实验载荷范围P max ≤4000N ），分4～6级加载。
3．按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
（1）加载。
均匀缓慢加载至初载荷P 0，记下各点应变的初始读数；后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值εi ，直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表2（2）做完实验后，卸掉载荷，关闭电源。
附表1 （试件相关数据）附表2 （实验数据）六、实验结果处理1．实验值计算根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值i ε∆，代入胡克定律计算各点的实验应力值，因1µε=10-6ε，所以各点实验应力计算： 610-⨯∆⨯==i i i E E εεσ实实 2．理论值计算 载荷增量 △P= 500N弯距增量 △M=△P ·a/2=31.25 N ·m 各点理论值计算：z ii I yM·∆=理σ3．绘出实验应力值和理论应力值的分布图分别以横坐标轴表示各测点的应力σi实和σi理，以纵坐标轴表示各测点距梁中性层位置yi，选用合适的比例绘出应力分布图。
实验值与理论值的比较七、思考题1．影响实验结果准确性的主要因素是什么？2．弯曲正应力的大小是否受弹性模量E的影响？3．实验时没有考虑梁的自重，会引起误差吗？为什么？4．梁弯曲的正应力公式并未涉及材料的弹性模量E，而实测应力值的计算却用上了弹性模量E，为什么？欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。