《工程力学》实验指导书
工程力学实验指导书.

第一章绪论§1.1 工程力学实验的内容实验是进行科学研究的重要方法,科学史上许多重大发明是依靠科学实验而得到的,许多新理论的建立也要靠实验来验证。
例如材料力学中应力应变的线性关系就是虎克于1668年到1678年间作了一系列的弹簧实验之后建立起来的。
不仅如此,实验对材料力学有着更重要的一面。
因为材料力学的理论是建立在将真实材料理想化,实际构件典型化,公式推导假设化基础之上的,它的结论是否正确以及能否在工程中应用,都只有通过实验验证才能断定。
在解决工程设计的强度,刚度等问题时,首先要知道材料的力学性能和表达力学性能的材料常数。
这些常数只有靠材料试验测试才能得到。
有时实际工程中构件的几何形状和载荷都十分复杂,构件中的应力单纯靠计算难以得到正确的数据,这种情况下必须借助于实验应力分析的手段才能解决。
因此,材料力学实验是学习材料力学课程不可缺少的重要环节。
材料力学实验包括以下三个方面的内容:1.测定材料的力学性能材料的力学性能是指在力或能的作用下,材料在变形、强度等方面表现出的一些特性,如弹性极限、屈服极限(屈服强度)、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。
这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据,而它们一般要通过实验来测定。
此外,材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。
随着材料科学的发展,各种新型合金材料、合成材料不断涌现,力学性能的测定,是研究每一中新型材料的重要任务。
2.验证理论公式的正确性材料力学的一些理论是以某些假设为基础的,例如杆件的弯曲理论就以平面假设为基础。
用实验验证这些理论的正确性和适用范围,有助于加深对理论的认识和理解。
至于新建立的理论和公式,用实验来验证更是必不可少的。
实验是验证、修正和发展理论的必要手段。
3.实验应力分析某些情况下,例如因构件几何形状不规则,受力复杂或精确的边界条件难以确定等,应力分析计算难于获得准确结果。
非常经典的工程力学实验指导书+题.

《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。
《工程力学A》实验指导书.DOC

重庆工商大学机械与包装工程学院工程力学A实验指导书学院班级学号姓名日期实验一、 材料的拉伸实验与压缩实验材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验,它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数,便于合理地使用材料,保证机器(结构)及其零件(构件)的安全工作。
材料的力学性能试验必须按照国家标准进行。
(一) 材料的拉伸试验一、实验目的1. 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标:屈服应力s σ和抗拉强度b σ。
2. 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标:伸长率δ和断面收缩率ψ。
3. 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉强度b σ。
4. 比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。
二、实验设备和仪器1. 液压式万能试验机。
2. 电子式万能试验机。
3. 游标卡尺。
三、实验试样按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》,金属拉伸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、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。
其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1-1-1所示,圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。
平行部分的试验段长度l 称为试样的标距,按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系,分为比例试样和定标距试样。
圆形截面比例试样通常取d l 10=或d l 5=,矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=,其中,前者称为长比例试样(简称长试样),后者称为短比例试样(简称短试样)。
过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接,以保证试样断裂时的断口在平行部分。
夹持部分稍大,其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。
对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
(a )圆形截面试样(b )矩形截面试样 图1-1-1 拉伸试样四、实验原理与方法1.测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标(1)强度性能指标屈服应力(屈服点)s σ——试样在拉伸过程中载荷基本不变而试样仍能继续产生变形时的载荷(即屈服载荷)s F 除以原始横截面面积A 所得的应力值,即AF s s =σ抗拉强度b σ——试样在拉断前所承受的最大载荷b F 除以原始横截面面积A 所得的应力值,即AF b b =σ(2)塑性性能指标延伸率δ——拉断后的试样标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比,即%1001⨯-=ll l δ式中:l 为试样的原始标距;1l 为将拉断的试样对接起来后两标点之间的距离。
工程力学实验指南

工程力学实验指导书仲恺农业工程学院机电工程系2008.1前言材料力学是研究工程材料力学性能和构件强度、刚度和稳定性计算理论的科学,主要任务是按照安全、适用与经济的原则,为设计各种构件(主要是杆件)提供必要的理论和计算方法以及实验研究方法。
要合理地使用材料,就必须了解材料的力学性能,各种工程材料固有的力学性质要通过相应的试验测得,这是材料力学实验的一个主要任务。
另外,材料力学的理论是以一定的简化和假设为基础。
这些假设多来自实验研究,而所建立理论的正确性也必须通过实验的检验,这是材料力学实验的第二个任务。
材料力学实验的第三个任务是通过工程结构模型或直接在现场测定实际结构中的应力和变形,进行实验应力分析,为工程结构的设计和安全评估提供可靠的科学依据。
从以上所述各项任务中,不难看到材料力学实验的重要性,它与材料力学的理论部分共同构成了这门学科的两个缺一不可的环节。
学生在学习并进行材料力学实验时,应注意学习实验原理、试验方法和测试技术,逐步培养科学的工作习惯和独立分析、解决问题的能力,要善于提出问题,勤于思考,勇于创新。
这样才能牢固地掌握材料力学课程的基本内容,为将来参加祖国社会主义现代化建设打下坚实的基础。
指导书中将实验内容分为“基本实验”和“选做实验”两个层次,这样既可保证实验教学的基本要求,又可根据不同的需求进行选择,以期在培养学生的综合分析能力和创新能力方面发挥重大作用。
本实验指导书中难免存在缺点和错误之处,请师生们指正,以便今后进一步修改和完善。
基本实验 1低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的1.试样在拉伸或压缩实验过程中,观察试样受力和变形两者间的相互关系,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
2.测定该试样所代表材料的P S、P b和ΔL等值。
3.对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较,对其强度指标和塑性指标进行比较。
4.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。
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》实验指导书

《工程力学》实验指导书上海海洋大学金属材料拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢(如Q 235钢这种典型塑性材料)的下列力学性能指标:下屈服强度R ec (或称屈服极限、屈服点σs )、抗拉强度R m (或强度极限σb )、断后伸长率A 和断面收缩率z 。
2.测定铸铁(典型脆性材料)的抗拉强度R m (或强度极限σb )。
3.观察塑性与脆性两种材料在拉伸过程中的各种现象。
4.比较并分析低碳钢和铸铁的力学性能特点与断口破坏特征。
二、实验仪器和设备1.万能材料试验机,拉力试验机,电子式拉力试验机。
2.电子引伸计。
3.游标卡尺。
4.试样划线器。
三、实验试样大量实验表明,实验时所用试样的形状、尺寸、取样位置和方向、表面粗糙度等因素,对其性能测试结果都有一定影响。
为了使金属材料拉伸实验的结果具有符合性与可比性,国家制订有统一标准。
本实验按照GB/T228-2002 eqv ISO6892—1998《金属材料 室温拉伸试验方法》第六章试样的要求制备试样。
拉伸试样系由夹持、过渡和平行三部分构成。
试样两端较粗段为夹持部分,其形状和尺寸可依实验室现有使用试验机夹头情况而定;试样两夹持段之间的均匀部分为实验测试的平行部分;而夹持与平行二部分之间为过渡部分,通常用圆弧进行光滑连接,以减少应力集中。
拉伸试验可分为机加工试样和不经机加工的原状全截面试样。
通常采用机加工的圆形截面试样如图1(a )所示,亦可采用矩形截面试样如图1(b )所示。
图中L c 为试样平行段长度,L 0为试样原始标距(或称测量伸长变形的工作长度),d 为圆形试样平行部分的原始直径,a 为矩形试样平行部分的原始厚度,b 为矩形试样平行部分的原始宽度,S 0为试样平行部分原始横截面面积,r 为过渡弧半径。
拉伸试样分为比例和非比例标距两种。
比例试样系按公式0S K L =计算确定的试样,式中系数K 通常为5.65或11.3,前者称为短试样,后者称为长试样。
工程力学实验指导书

工程力学实验指导书武汉科技学院机电工程学院目录实验一低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验 (1)实验二梁弯曲的正应力实验 (5)实验三薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 (8)实验四纯扭转实验 (11)附录..................................................1、组合式材料力学多功能实验台 (13)2、电测法的基本原理 (15)实验一低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验一.实验目的1.用引伸计测定塑性材料的弹性模量;2.测定塑性材料的上下屈服强度R eH ,R eL 、抗拉强度Rm 、断后伸长率A和截面收缩率Z;3.测定脆性材料的抗拉强度Rm ;4.观察和分析上述两种材料在拉伸过程中的各种现象,并比较它们力学性质的差异;5.绘制两种材料的应力-伸长率曲线;6.了解材料试验机微机数据采集系统的构造和工作原理,掌握其使用方法。
二.实验仪器、设备万能材料试验机,引伸计,力传感器,材料试验机微机数据采集系统、游标卡尺等。
试件最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形,如图1-1a、b所示。
夹持过渡夹持过渡hbl0 dl0 l0(a) (b)图1 试件的截面形式试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分(l)。
标距(l0)是待测部分的主体,其截面积为S0。
按标距(l0)与其截面积(S0)之间的关系,拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。
按国家标准GB228-2002的规定,比例试样的有关尺寸如下表1-1。
表1-1试样标距l0,(mm) 截面积S0,(mm2)圆形试样直径d,(mm)延伸率比例长11.30S或10d 任意任意A短 5.65S或5 d A三.实验原理(一)塑性材料弹性模量的测试:在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。
纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。
因此金属材料拉伸时弹性模量E地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。
测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验,材料在比例极限内服从虎克定律,其荷载与变形关系为:00ES FL L ∆=∆若已知载荷ΔF 及试件尺寸,只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。
工程力学实验指导书(建环)剖析

工程力学实验指导书(建环、给排水、包装工程)2016年 9月目录实验一金属材料的拉伸实验 (2)实验二金属材料的压缩实验 (5)实验三弯曲正应力电测实验 (8)实验一金属材料的拉伸实验一、实验目的和要求1、 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。
2、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ;强度极限b σ,伸长率δ和截面收缩率φ3、测定铸铁的强度极限b σ。
4、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时的力学性质。
5、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。
二、实验装置和原理实验仪器设备:CMT 微机控制电子万能实验机、游标卡尺、拉伸试件。
试件制备:实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成,如图1-1所示。
这样可以避免因试件尺寸和形状的影响而产生的差异,便于各种材料的力学性能相互比较。
图中:d 0为试件直径,L 0为试件的标距,并且短比例试件要求L 0=5d 0。
图1-1实验原理:试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸。
试件在开始拉伸之前,设置好保护限位圈,微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。
试件在拉伸过程中,POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断。
低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。
铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单,既没有明显的直线段,也没有屈服阶段,变形很小时试件就突然断裂,断口与横截面重合,断口形貌粗糙。
抗拉强度σb 较低,无明显塑性变形。
与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 。
、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。
图1—2三、实验步骤和数据处理实验步骤:1.测量试件的初始直径d0和初始标距长度l0:在试件标距段的两端和中间三处测量试件直径,每处直径取两个相互垂直方向的平均值,做好记录。
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工程力学实验指导书力学与机械学研究所编天津理工大学机械工程学院2005.7学生实验守则1.学生应按照课程教学计划,准时上实验课,不得迟到早退。
2.实验前认真阅读实验指导书,明确实验目的、步骤、原理,预习有关的理论知识,并接受实验教师的提问和检查。
3.进入实验室必须遵守实验室的规章制度。
不得高声喧哗和打闹,不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。
4.做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程,爱护仪器设备,节约使用材料,服从实验教师指导。
未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。
5.实验中要细心观察,认真记录各种试验数据。
不准敷衍,不准抄袭别组数据,不得擅自离开操作岗位。
6.实验时必须注意安全,防止人身和设备事故的发生。
若出现事故,应立即切断电源,及时向指导教师报告,并保护现场,不得自行处理。
7.实验完毕,应主动清理实验现场。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
8.实验后要认真完成实验报告,包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。
在规定时间内交指导教师批改。
9.在实验过程中,由于不慎造成仪器设备、工具损坏者,应写出损坏情况报告,并接受检查,由领导根据情况进行处理。
10.凡违反操作规程,擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的,肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度,按章程预以赔偿。
目录引言..................................................(4)实验一金属拉伸实验....................................(5)实验二金属压缩实验.....................................(8)实验三金属(园轴)扭转试验..............................(17)引言一、工程力学实验的重要性:工程力学主要是研究工程实际问题中构件的强度、刚度和稳定性的学科。
一般来说,它是先进行实验,然后根据实验中的现象,作出一些假设并加以简化,最后再进行理论分析,得出公式和结论。
但所推导出的一般性公式是否正确,还要用实验验证。
所以,工程力学实验不仅是建立理论的基础,而且也是检验理论的重要方法,是材料力学中不可缺少的一个部分。
二、工程力学实验的内容:1、测定材料的机械性能(即力学特性)在构件设计中,要合理地选择材料,必须知道各种材料的机械性能的指标(如弹性模量、强度极限等),这些数据只有依靠实验(如拉伸、压缩实验等)才能得到。
2、验证已建立的理论工程力学的一些理论是以假设为基础而导出的,例如杆件弯曲理论就以平面假设为基础。
用实验验证这些理论的正确性和适用范围,可进一步加深对理论的认识和理解。
至于对新建立的理论和公式,用实验来验证更是必不可少的。
3、应力分析实验工程上很多实际构件的形状和工况比较复杂,构件内部的应力大小及分布情况,单纯依靠理论计算难以解决,这时可用实验方法进行测定,称为实验应力分析,主要方法有电测法、光测法等。
另外,按测试方法和所用仪器、设备的不同,可将材料力学实验分为机测、电测、光测等类型。
三、工程力学实验的要求:工程力学实验所用的设备属于较大型设备,且仪器种类多,完成一次实验往往需要数人配合进行。
所以,实验中除各人充分发挥独立工作能力外,还要求相互协调配合,统一行动,不可各行其事,无组织地进行。
否则,不仅会导致实验失败,而且易发生事故。
实验一 金属拉伸实验(一)、实验目的1、测定低碳钢的屈服极限σs ,强度极限σb ,延伸率δ和断面收缩率ψ。
2、测定铸铁的强度极限σb 。
3、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和颈缩等现象),并绘制拉伸曲线图(P —∆L 曲线)。
4、比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的机械性能,并分析断口形状。
(二)、设备及量具液压式(或电子)万能试验机、游标卡尺等。
(三)、试件及实验原理1、试件:试验表明,试件的尺寸和形状对试验结果具有一定的影响,为了避免这种影响,便于各种材料力学性质的数据互相比较,所以对试件的尺寸和形状,国家标准 (GB228--76)作了明确的规定(参看书中有关章节)2、实验原理:材料的机械性质(σs 、σb 、δ、ψ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可绘出如下图所示低碳钢拉伸图。
在拉伸试验过程中,记下与材料的σs 、σb 、δ、ψ相应的载荷值和在试件断裂后量取的标距L 1及最小截面面积A 1,按下列计算公式计算这些值:11- 100% 100%s b s b P P L L A A A A L Aσσδψ-===⨯=⨯;;;(四)、实验步骤低碳钢试件1、试件准备:在试件两端,根据标距长度要求,打两个浅的冲眼,作为标距长度的标志,两标志之间的联线应平行于试件的轴线。
用游标卡尺在试件的标距长度范围内,测量两端及中间这三个截面的直径,测量时沿互相垂直的两个直径方向各测量一次,并取得其平均值。
用所测得的三个平均值中的最小值计算试件的横截面积A ,计算A 时取二位有效数字。
2、试验机准备:熟悉万能试验机的操作规范。
根据低碳钢的σb和A估计试件的最大载荷,然后相应配置摆锤和选用相应的示力盘。
并调整测力指针,对准零点。
拨动从动针使之与主动针靠拢,同时调整自动绘图装置。
3、安装试件:先把试件安装在试验机的上夹头内,再移动下夹头到适当位置,把试件夹紧。
4、检查及调试完成上述步骤后,开动机器,预加少量载荷,然后卸载接近零点,以检查试验机、自动绘图装置等工作情况是否正常。
5、进行试验开动机器,用慢速加载,使试件缓慢而均匀地产生变形,继续增加载荷,当测力指针倒退或停止不动或来回摆动,以及自动绘图装置所绘的曲线出现水平或锯齿形曲线时,说明试件已发生屈服,记录下测力指针退回到最低位置时的屈服载荷P s。
过屈服阶段后,即可用较大的速度加载,直到试件断裂为止,停机并记录从动针指出的最大载荷P b。
试验过程中,应注意观察测力指针的转动,自动绘图的情况和相应的试验现象。
6、试验结果取下试件,将断裂试件的两段对接在一起,用游标卡尺测量拉断后两冲眼之间的长度L1,并测量断口(颈缩处)的直径d1,在断口处沿两个互相垂直方向各测量d1一次,计算其平均值。
从自动绘图仪上取下拉伸曲线(P—∆L)图纸。
7、若断口不在标距长度中部三分之一区段内,需采用断口移中的办法(即借计算法将断口移至中间),以计算试件拉断后的标距长度l1。
采用断口移中法时,试验前要将试件标距等分为十个格。
试验后将拉断的试件断口对紧,见图。
以断口O为起点,在长段上取基本等于短段的格数得B点。
当长段所余格数为偶数时(图a),然后量取长段所余格数的一半得出C点,将BC段长度移到试件左端,则移位后的l1,在长段上取基本等于短段格数得B点后,若长段所余格数为奇数时(图b),可在长段上量取所余格数减1之半得C点,再量取所余格数加1之半得C1点,则移位后的l1,为l1=AB+BC+BC1为什么要将断口移中呢?这是因为断口靠近试件两端时,在断裂试件的较短一段上,必将受到试件头部较粗部分的影响,而降低颈缩部分的局部伸长量,从而使延伸率δ的数值偏小,用断口移中的办法可在一定程度上弥补上述偏差。
当断口非常靠近试件两端,而其与头部的距离等于或小于直径d o的两倍时,试验结果无效,必须重作。
铸铁试件铸铁试件试验步骤与低碳钢试件相似。
只要量出试件截面尺寸后,将试件安装在试验机上,逐渐加载。
使试件断裂。
记下最大载荷P b即可算出 b。
(五)、注意事项1、试验前,务必明确这次试验的目的、原理和要求,熟悉操作步骤及有关注意事项。
2、要分清材料,不要将低碳钢与铸铁试件混淆。
3、试件要正确安装,防止偏斜或夹入部分过短。
4、试验时,不要漏掉所需用的实验数据。
(六)、问题讨论1、为什么要用低碳钢、铸铁为拉伸材料?2、为什么在拉伸试验中,必须采用标准试件或比例试件?3、由实验现象和结果比较低碳钢和铸铁的力学性能有何不同。
4、由拉伸试验所确定的力学性能数值有何实用价值?5、低碳钢屈服时的现象是怎样的?对于没有显著屈服现象的塑性材料,又如何来确定其屈服点?实验二金属压缩试验(一)、实验目的1、确定压缩时低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。
2、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象,并进行比较。
(二)、设备及量具液压式(或电子)万能试验机、游标卡尺等。
(三)、试件及实验原理1、试件:压缩试件的形状(试件长度与横截面面积的比值)对试验结果有很大影响,所以低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成园柱并且规定为1≤h/d≤3,见图一所示。
2、实验原理:为了尽量使试件承受轴向压力,试件两端必须完全平等,并且试件轴线保持垂直,试验机一般均附有球形垫块,见图二所示,可以自动调节,使载荷(压力)通过试件轴线。
低碳钢试件受压时,开始与拉伸试验相似,但到了屈服阶段后,就没有象拉伸那样明显。
因此,在压缩试验中测定P s时要特别小心观察,并且借助于绘图器上绘出的压缩图来判断P s到达的时刻,低碳钢试件最后可压成饼状而不破裂,所以无法求出最大载荷及其强度极限。
铸铁试件受压时,在很小变形下即可突然破裂,此时测力指针迅速倒退,由随动指针可读出最大载荷P b值。
试验时,利用自动绘图器绘出的低碳钢压缩图和铸铁压缩图如下图所示。
(四)、实验步骤1、试验准备用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径,取三处中最小的平均直径来计算截面积。
根据碳钢的屈服极限 s,估算屈服载荷的大小。
2.试验机准备估计试验所需的最大载荷。
选择合适的测力度盘,装好自动绘图装置,调整测力表指针指零。
3.安装试件将试件两端面涂以润滑剂,然后准确地放在试验机球形垫块的中心处,以免发生偏心。
4.进行试验缓慢加载,注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上的压缩图,以便及时而正确地测定屈服载荷,并记下来。
超过屈服阶段后,继续加载,最后将试件压成鼓形。
停止加载,并卸载。
铸铁压到破坏为止,卸载后,记下极限载荷P b数值(从动针所指示的读数为P b值) 停止试验(五)、注意事项1.当试件与上压头将要接触时,特别注意减小油阀门,使其慢慢接触,以免发生撞击现象。
2.铸铁受压时,当测力表盘指针开始后退,表示试件已被压坏,即应停止加载。
否则试验机由于试件将压碎而受到撞击:。
3.低碳钢试件压缩时,注意加载不要超过测力表盘范围。
4.压缩时,应在试件周围加上防护罩,以防止试件碎裂飞出伤人。
(六)、问题讨论1.为什么基础件均采用铸铁件?2.铸铁件压缩加载时,是什么力引起的破坏?实验四金属(圆轴)扭转实验(一)、实验目的1.测定低碳钢的剪切屈服极限τs和剪切强度极限τb。
2.测定铸铁的剪切强度极限τb。
3.比较研究低碳钢及铸铁扭转时的破坏情况及其抗扭时的力学性能。