非常经典的工程力学实验指导书+题.
《工程力学实验》标准答案
《工程力学实验》标准答案（2006-2007学年第1学期）2007.1.12A 卷1 【单自由度系统自由振动】（15分）(1)简支梁单自由度系统的力学模型(3分)(2) 简支梁自由振动的有阻尼固有频率(3分)02375.0415=−=ΔT T T s 11.421=Δ=Tf d Hz (3) 简支梁的阻尼比(3分)029022025.0ln4151==A A δ 31062.42−×==πδς (4) 简支梁中点处的等效质量(3分)026.04'1'5'=−=ΔT T T s46.381'=Δ=ΔTf d Hz 504.0122=−Δ=Δd d f f m m kg(5) 简支梁中点处的等效刚度(3分)35268)2(222==≈=d d n f m m m k πωωN/m2 【单自由度系统强迫振动】（10分）（1）（6分） 答：单自由度系统强迫振动力学模型由质量、弹簧、阻尼和外部激振力组成，其基本方程为：t F kx x c xm ωsin 0=++&&&。
如右图所示。
（2）（4分）答：归一化的幅频特性曲线为mB B，由于0F B =，则 ()22222020244ωδωωωδ+−=mB B可见mB B跟外部激励力没有关系，只跟外部的激励频率，以及系统的固有频率0ω、阻尼系数δ有关，所以说归一化的幅频特性曲线为系统的固有特性曲线。
（注：答出其结果可得4分）在实验中测试得电压：B K K U 21=，1K 为传感器灵敏系数，2K 为放大器的灵敏系数 课件mm U UB B =与1K 、2K 都没有关系，即归一化的幅频特性曲线与测量仪器无关，是系统的固有特性曲线（注：答出其结果可得2分）。
3 【连杆质心与转动惯量测量】（15分）（1）秒表的读数误差;->提高秒表读数 （2）电子秤的精度误差;->提高电子秤精度（3）空气阻力;->尽量在空气流动少的地方做实验;甚至真空中 （4）质心对准误差;->用激光对准等. （5）g 值取舍误差（6）调节水平的误差;->用高精度的倾角仪校正 （7）水平晃动引起的误差;->该进晃动形式（8）测量绳子长度引起的误差;->应用没有伸缩性的绳子（9）周期计时的开始与结束误差;->应用秒表触发计时;取代人工 （10）线性化误差（11）连杆非对称性误差4 【拉伸与压缩】（10分）如断口到最近的标距端点的距离小于l0/3。
工程力学课后习题答案-工程力学实验课后题答案之欧阳化创编
欧阳化创编 2021..02.12工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图（a）（b）（c）（a）1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ，放在水平梁AC 的中央，如图所示。
梁的A 端以铰链固定，另一端以撑杆BC 支持，撑杆与水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A 、B 处的约束反力。
题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得:N P F F B A 5000===2-2 物体重P=20kN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如图所示。
转动绞车，物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时，求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。
题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得:PF P F AB BC 732.2732.3=-=2-3 如图所示，输电线ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD =f =1m ，两电线杆间距离AB =40m 。
电线ACB 段重P=400N ，可近视认为沿AB 直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。
题2-3图以AC 段电线为研究对象，三力汇交NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得：ααα2-4图示为一拔桩装置。
工程力学实验指导书(机制-材料-汽车)
工程力学实验指导书主编：高波副主编：黄士涛实验一 金属材料的拉伸实验一、试验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度s u σ（eH R ），下屈服强度sL σ（eL R ）和抗拉强度b σ（m R ）。
2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率δ（A ）和断面收缩率ψ（Z ）。
3．测定灰铸铁（HT200）的强度性能指标：抗拉强度b σ（m R ）。
4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。
5. 学习试验机的使用方法。
二、设备和仪器1．WES-600S 型电液式万能试验机。
2．Q235钢和HT200铸铁试样，游标卡尺，钢直尺，划线笔。
三、试样国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm （名义尺寸）的圆形截面长比例试样。
四、实验原理1）低碳钢（Q235 钢）的拉伸实验将试样安装在试验机的上下夹头中，连接试验机和计算机的数据线，启动试验机对试样加载，计算机自动绘制出载荷位移曲线。
观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。
屈服阶段反映在F l -∆曲线图上为一水平波动线。
上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。
下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。
最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。
相应的强度指标由以下公式计算：上屈服强度s u σ（eH R ） ：susU 0F A σ=（1-1）图1-1 试样图1-2 低碳钢的拉伸曲线下屈服强度sL σ（eL R ）： sLsL 0F A σ=（1-2） 抗拉强度b σ（m R ）： bb 0F A σ=（1-3） 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ，按以下两式计算其主要塑性指标：断后伸长率δ（A ）：100%u l l l δ-=⨯ （1-4） 式中0l 为试样原始标距长度，l 为试样断后的标距部分长度。
《工程力学II》拉伸与压缩实验指导书
《工程力学II 》拉伸与压缩实验指导书§1 拉伸实验指导书1、概述常温、静载作用下的轴向拉伸实验是测量材料力学性能中最基本、应用最广泛的实验。
通过拉伸实验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有极其重要的作用。
2、实验目的2.1 测定低碳钢的下列性能指标：两个强度指标：流动极限s σ、强度极限b σ； 两个塑性指标：断后伸长率δ、断面收缩率ϕ；测定铸铁的强度极限b σ。
2.2观察上述两种材料在拉伸过程的各种实验现象，并绘制拉伸实验的F －l ∆曲线。
2.3分析比较低碳钢（典型塑性材料）和铸铁（典型脆性材料）的力学性能特点与试样破坏特征。
2.4了解实验设备的构造和工作原理，掌握其使用方法。
2.5了解名义应力应变曲线与真实应力应变曲线的区别，并估算试件断裂时的应力k σ。
3、实验原理对一确定形状试件两端施加轴向拉力，使有效部分为单轴拉伸状态，直至试件拉断，在实验过程中通过测量试件所受荷载及变形的关系曲线并观察试件的破坏特征，依据一定的计算及判定准则，可以得到反映材料拉伸试验的力学指标，并以此指标来判定材料的性质。
为便于比较，选用直径为10mm 的典型的塑性材料低碳钢Q235及典型的脆性材料灰铸铁HT150标准试件进行对比实验。
常用的试件形状如图1.1所示，实验前在试件标距范围内有均匀的等分线。
典型的低碳钢(Q235)的L F ∆-曲线和灰口铸铁（HT150）的L F ∆-曲线如图1.2、图1.3所示。
图1.2 低碳钢拉伸L F ∆-曲线 图1.3 铸铁拉伸L F ∆-曲线 F p -比例伸长荷载；F e -弹性伸长荷载；F su -上屈服荷载； F b -极限荷载F sl -下屈服荷载；F b -极限荷载；F k -断裂荷载图1.1常用拉伸试件形状低碳钢Q235试件的断口形状如图1.4所示，铸铁HT150试件的断口形状如图1.5所示，观察低碳钢的L F ∆-曲线，并结合受力过程中试件的变形，可明显地将其分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
工程力学B(二)实验指导书
《工程力学B(二)》实验指导书高孟芬编闽南理工学院光电与机电工程系2012年2月前言一、实验的内容材料力学实验是学习材料力学课程的重要组成部分，是理论联系实际的实践性教学环节，对于提高学生的实践能力、设计能力和创新能力具有重要意义。
材料力学实验内容具体包括以下三个方面。
1、测定材料的力学性质材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限等，以及材料的弹性性能指标，如弹性极限、弹性模量、泊松比等，都是设计构件的基本参数和依据，而这些指标一般是试验来测定的。
2、验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型，再由科学假设推导出一般性结论和公式。
但是这些假设和结论是否正确，理论公式能否应用于实际之中，必须通过实验来验证。
3、实验应力分析工程上很多构件的形状和受载情况都比较复杂，单纯依靠理论计算不易得到满意的结果，必须用实验的方法来了解构件的应力分布规律，从而解决强度问题，这种办法称为实验应力分析。
目前实验应力分析的方法很多，这里只介绍应用较广的电测法。
通过材料力学的实验课，要求学生初步掌握变形和应变的基本测试方法及主要测试仪器的操作规程，以及实验结果整理方法等基本内容。
二、实验要求材料力学试验过程中主要是测量作用在试件上的载荷和试件产生的变形，它们往往要同时测量，要求同组同学必须协同完成，因此，实验时应注意以下几个方面。
1、实验前的准备工作实验课前，每位学生都必须进行充分的预习和实验准备，明确本次实验目的、原理和实验步骤，了解所使用的试验机、仪器等的基本构造原理，熟悉实验规则和仪器设备的操作规程，拟定好加载方案，并应写出预习报告。
实验小组成员应明确分工，以便在实验中分别进行受力、变形等参数的记录。
2、进行实验实验过程中应精心操作，细心观察，测量和记录各种实验现象和数据。
若出现异常现象应及时报告实验指导老师，并作好原始记录。
3、撰写实验报告在实验结束时要及时编写实验报告。
实验报告包括：实验名称、实验日期、实验者及同级组人员、实验目的及装置、使用的仪器设备、实验原理及方法、实验数据及其处理、计算和实验结果分析。
工程力学精选题答案
轴向拉压1.等截面直杆 CD位于两块夹板之间，如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持均衡。
设杆 CD双侧的摩擦力沿轴线方向平均散布，且双侧摩擦力的集度均为 q，杆 CD的横截面面积为 A，质量密度为，试问以下结论中哪一个是正确的？C(A)qgA ；l(B)杆内最大轴力 F N max ql ；q q(C) 杆内各横截面上的轴力F N gAl ；D2(D)杆内各横截面上的轴力 F N 0 。
2.低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式F N A 合用于以下哪一种状况?(A)只合用于≤ p；(B)只合用于≤ e；(C)只合用于≤ s；(D)在试样拉断前都合用。
a3.在A和B两点连结绳子ACB PB，绳子上悬挂物重，如图A示。
点 A 和点 B 的距离保持不变，绳子的许用拉应力为[ ]。
试问：当角取何值时，绳子的用料最省？(A)0 o；(B)30 o；C (C)45 o；(D)60 o。
P4.桁架如图示，载荷 F 可在横梁（刚性杆） DE上自由挪动。
杆 1 和杆 2 的横截面面积均为 A，许用应力均为[ ]（拉和压同样）。
求载荷 F的许用值。
以下四种答案中哪一种是正确的？1F2 (A)[] A ；(B)2[] A ；23Da A CaBaE(C)[] A ；(D)2[] A 。
a5.设受力在弹性范围内，问空心圆杆受轴向拉伸时，外径与壁厚的以下四种变形关系中哪一种是正确的？(A)外径和壁厚都增大；(B)外径和壁厚都减小；(C) 外径减小，壁厚增大；(D)外径增大，壁厚减小。
6.三杆构造如下图。
今欲使杆 3 的轴力减小，问应采取以下哪一种举措？132(A)加大杆 3 的横截面面积；(B)减小杆 3 的横截面面积；(C) 三杆的横截面面积一同加大；A(D) 增大角。
F7. 图示超静定构造中，梁 AB为刚性梁。
设l 1和 l 2分别表示杆 1 的伸长和杆 2 的缩短，试问两斜杆间的变形协调条件的正确答案是以下四种答案中的哪一1A B种?(A)(B)(C)(D)l1sin2l2 sinl1cos2l2 cosl1sin2l2 sinl1cos2l2 cos；；；。
(完整版)工程力学习题解答(详解版)
工程力学答案详解1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e) A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d) D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D BF1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A，结点B；(b) 圆柱A和B及整体；(c) 半拱AB，半拱BC及整体；(d) 杠杆AB，切刀CEF及整体；(e) 秤杆AB，秤盘架BCD及整体。
解：(a)(b)(c)(d)ATF BAF(b)(e)(c)(d)(e)CAA C’CDDB2-2 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C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
工程力学练习册及答案
工程力学练习册及答案### 工程力学练习册及答案#### 第一章：静力学基础练习题1：已知一个物体受到三个力的作用，分别为F1=50N，F2=30N，F3=20N，且这三个力的方向分别为北偏东30°，南偏西45°，和正南方向。
求这三个力的合力。
答案：首先，将力F1和F2分解为水平和垂直分量。
F1的水平分量为F1*cos(30°)，垂直分量为F1*sin(30°)。
同理，F2的水平分量为F2*cos(135°)，垂直分量为F2*sin(135°)。
F3的水平分量为0，垂直分量为F3。
计算得：- F1的水平分量：50*cos(30°) = 43.30N- F1的垂直分量：50*sin(30°) = 25N- F2的水平分量：30*cos(135°) = -25.98N- F2的垂直分量：30*sin(135°) = 25.98N- F3的水平分量：0- F3的垂直分量：20N合力的水平分量为：43.30N - 25.98N = 17.32N合力的垂直分量为：25N + 25.98N + 20N = 70.98N合力的大小为：√(17.32^2 + 70.98^2) ≈ 73.71N合力的方向为：tan^-1(70.98/17.32) ≈ 82.9°，即北偏东82.9°。
练习题2：一个均匀的圆柱体，其质量为10kg，半径为0.5m，求其在水平面上的静摩擦力。
答案：圆柱体在水平面上的静摩擦力取决于作用在它上面的外力。
如果外力小于或等于静摩擦力，圆柱体将保持静止。
静摩擦力的计算公式为：\[ f_{max} = \mu N \]其中，\( \mu \) 是静摩擦系数，\( N \) 是圆柱体的正压力。
对于均匀圆柱体，\( N = mg \)，其中\( m \)是质量，\( g \)是重力加速度。
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《工程力学》实验指导书主编：2011年11月目录实验一拉伸和压缩实验 (3)实验二梁弯曲正应力实验 (8)实验三金属材料扭转实验 (12)实验一 拉伸和压缩实验 拉伸实验一、实验目的1．观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。
2．测定低碳钢的σs 、σb 、δ、ψ 和灰铸铁的σb 。
3．比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。
二、实验内容 1．低碳钢拉伸实验材料的机械性能指标σs 、σb 、δ 和ψ 由常温、静载下的轴向拉伸破坏试验测定。
整个试验过程中，力与变形的关系可由拉伸图表示，被测材料试件的拉伸图由试验机自动记录显示。
低碳钢的拉伸图比较典型，可分为四个阶段 ：直线阶段OA ——此阶段拉力与变形成正比，所以也称为线弹性变形阶段，A 点对应的载荷为比例极限载荷Fp ；屈服阶段BC ——曲线常呈锯齿形，此阶段拉力的变化不大，但变形迅速增加，此段内曲线上的最高点称为上屈服点B ，，最低点称为下屈服点B ，因下屈服点B 比较稳定，工程上一般以B 点对应的力值作为屈服载荷Fs ；强化阶段CD ——此阶段拉力增加变形也继续增加，但它们不再是线性关系，其最高点D 对应的力值为最大载荷Fb ；颈缩阶段DE ——过了D 点，试件开始出现局部收缩（颈缩），直至试件被拉断。
图1-1为低碳钢拉伸图。
图1-1 图1-2F2．灰铸铁拉伸实验对于灰铸铁，由于拉伸时的塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂，没有明显的屈服和颈缩现象，其强度极限即为试件断裂时的名义应力。
图1-2为铸铁拉伸图。
三、实验仪器、设备1．600KN 微机屏显式液压万能试验机； 2．游标卡尺。
四、实验原理1．根据低碳钢拉伸载荷F s 、F b 计算屈服极限σs 和强度极限σb 。
2．根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b 计算强度极限σb 。
3．根据拉断前后的试件标距长度和横截面面积，计算低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ。
%100001⨯-=L L L δ %100010⨯-=A A A ψ五、实验步骤（一）实验准备1．打开计算机，双击计算机桌面上的TestExpert 图标，试验软件启动。
2．打开控制系统电源，系统进行自检后自动进入PC-CONTROL 状态。
3．软件联机并启动控制系统：（1）点击“联机”按钮.出现联机窗口，当此窗口消失证明联机成功。
（2）按下启动按钮，控制系统“ON ”灯亮后，软件操作按钮有效。
4．测量并记录试件的尺寸：在刻线长度内的两端和中部测量三个截面的直径d 0，取直径最小者为计算直径，并量取标距长度L 0。
5．调节横梁位置并安装试样。
（二）进行实验 1．设置试验条件。
2．开始试验：（1）按下“试验”按钮，试验机开始按试验程序对试件进行拉伸。
仔细观A Fss =σ0A F bb =σ4200d A ⋅=π察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况，特别注意观察屈服阶段的特点、颈缩阶段的发生和发展，直至试件拉断，取下试件并观察断口。
（2）对灰铸铁试件，则装夹后按下“试验”按钮，试验机开始按试验程序对试件进行拉伸，仔细观察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况，直至拉断，取下试件并观察断口。
3．浏览拉伸曲线，记录屈服载荷F s 和最大载荷F b ，或打印试验报告。
（三）断后延伸率δ和截面收缩率ψ的测定（1）试件拉断后，将其断裂试件紧密对接在一起，在断口（颈缩）处沿两个互相垂直方向各测量一次直径，取其平均值为d 1，用来计算断口处横截面面积A 1。
（2）将断裂试件的两段紧密对接在一起，尽量使其轴线位于一直线上，若断口到邻近标距端点的距离大于L 0/3，则用游标卡尺测量断裂后两端刻线之间的标距长度即为L 1。
（3）若断口到邻近标距端点的距离小于或等于L 0/3，要求用断口移中法计算L 1的长度。
则应按下述方法来测量拉断后试件标距部分的长度L 1。
利用在试验前将试件标距部分等分成10个小格，即以断口O （图1-3a ）为起点，在长段上量取基本等于短段的格数得B 点。
当长段所余格数为偶数时，则由所余格数的一半得C 点，将BC 段长度移到标距的左端，则移位后的L 1为： 如果在长段取B 点后所余下的格数为奇数（图1-3b ），则取所余格数加1之半得C 1点，减1之半得C 点，则移中（即将BC1或BC 移到试件左侧）后的L 1为：BCOB AO L 21++=BC BC OB AO L +++=图1-3a六、实验报告要求1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2．完成以下要求（1）根据测得的低碳钢拉伸载荷F s、F b计算屈服极限σs和强度极限σb。
（2）根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b计算强度极限σb。
（3）根据测得拉断前后的试件标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ；由于灰铸铁拉伸塑性变形量很小，断后延伸率和截面收缩率一般就不必测定。
（4）绘制两种材料的拉抻图（F-ΔL图）。
（5）绘图表示两种材料的断口形状。
七、实验注意事项1．实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程，严禁开“快速”档加载。
开动万能试验机后，操作者不得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机。
2．加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。
八、思考题1．低碳钢和铸铁在常温静载拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同？2．测定材料的力学性能有何实用价值？3．你认为产生试验结果误差的因素有哪些？应如何避免或减小影响？压缩实验一、实验目的1. 观察与分析低碳钢、灰铸铁在压缩过程中的力学现象并绘制压缩图。
2. 测定压缩时低碳钢的的σs，灰铸铁的σb。
3. 比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。
二、实验内容1．低碳钢压缩实验但不象拉伸时那样有明显的屈服现象。
因此，测定压缩的屈服载荷F s 时要特别细心观察。
在缓慢匀速加载下，试验机的测力指针会突然停留、或倒退、或指针转速突然减慢。
如果指针停留，则以指针所指载荷作为屈服载荷F s ；如果指针倒退，则以指针所指最低载荷作为屈服载荷F s ； 如果指针转速突然减慢，此时主动指针所指载荷即作为屈服载荷F s 。
过了屈服点，塑性变形迅速增加，试件横截面面积也随之增大。
而增大的面积能承受更大的载荷，因此，压缩曲线迅速上升，见自动绘图仪绘出低碳钢压缩图（图2-1）。
低碳钢试件最后可压成饼状而不破坏，所以无法测定最大载荷F b 。
图2-1 图2-22．灰铸铁压缩实验灰铸铁试件受压缩时，在达到最大载荷F b 前会出现较大的弹性变形才发生破裂，此时测力指针迅速倒退，由随动指针可读出最大载荷F b ，自动绘图仪绘出铸铁压缩图（图2-2）。
灰铸铁试件最后被压成腰鼓形，表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹。
三、实验仪器、设备1．600KN 微机屏显式液压万能试验机； 2．游标卡尺。
四、实验原理1．根据低碳钢的压缩屈服载荷F s 计算压缩屈服极限σs 。
2．根据铸铁的压缩最大载荷F b 计算压缩强度极限σb 。
F b=σF s =σ五、实验步骤1．测量并记录试件高度及横截面直径。
2．根据估计的最大载荷选择测力盘刻度档，配以相应摆锤，调整指针使对准零点，调整绘图装置。
3．将试件两端涂上润滑剂，然后放在试验机活动台支承垫中心处。
4．开动试验机，使活动台上升，当试件与上支承垫接近时应把油门关小减慢活动台上升速度，以免上升速度太快引起冲击载荷。
当试件与上支承垫接触受力后，要控制加载速度，使载荷缓慢均匀增加，注意观察测力指针和绘图装置所绘的压缩曲线，从而判断试件是否已达屈服阶段，及时记录屈服载荷F s，超过屈服载荷后，继续加载，低碳钢试件被压成腰鼓形即可停止。
5.铸铁试件加压至试件破坏为止，记录最大载荷F b。
六、实验报告要求1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2．完成以下计算（1）根据测量的低碳钢的压缩屈服载荷F s计算压缩屈服极限σs。
（2）根据测量的铸铁的压缩最大载荷F b计算压缩强度极限σb。
七、实验注意事项1．实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程，严禁开“快速”档加载。
开动万能试验机后，操作者不得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机。
2．加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。
八、思考题1．比较低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时所测得的σs和σb的数值有何差别？2．仔细观察铸铁的破坏形式并分析破坏原因。
实验二梁弯曲正应力实验一、实验目的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、实验内容1．加载载荷梁发生纯弯曲变形。
2．测试应变值。
3．验证正应力公式。
三、实验仪器、设备1．组合实验台中纯弯曲梁实验装置。
2．XL2118系列力＆应变综合参数测试仪。
3．游标卡尺、钢板尺。
四、实验原理1．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I z yM∙=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（如图3-1）。
图3-1 应变片在梁中的位置2．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εσ∆∙=i i E 实实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．设计好本实验所需的各类数据表格。
2．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y i 。
见附表13．拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P 0（一般取P 0 =10％Pmax 左右），估算P max （该实验载荷范围P max ≤4000N ），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，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
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εi ，直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表26．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，将所用器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
附表2 （实验数据）六、实验报告要求1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2．完成以下计算 （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____ε∆i ，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：106_____11⨯∆-⨯==εεσi E E 实实（2）理论值计算 载荷增量 △P= 500 N弯距增量 △M=△P·a/2=31.25 N·m 各点理论值计算：Iy ziiM∙∆＝理σ（3）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y i，选用合适的比例绘出应力分布图。