材料力学实验教案
材料力学实验教案
材料力学实验课程教案授课时间2015年5 月5 日第9 周周二第7-8 节授课章节实验五材料轴向拉伸、压缩试验教学目的、要求通过本次教学，使学生们掌握电子万能试验机的操作方法和工作原理。
进一步了解脆性材料和塑形材料在拉伸压缩时的不同。
教学重点及难点1、拉伸试件的夹持方法；2、试验机的操作方法；3、移位法量取试件拉断后的长度。
教学方法及手段因为知识点不多，边讲解实验仪器和实验方法，边演示仪器操作。
教学内容及过程作为本实验课程的第一节课，首先做自我介绍。
然后介绍本实验课程的性质和上课要求，以及学生关心的成绩评定问题。
然后开始讲解实验内容：本次实验有低碳钢的拉伸实验，铸铁的拉伸、压缩实验。
一、实验目的1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；观察铸铁在压缩时的破坏现象。
3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标和塑性指标；测定压缩时铸铁的强度极限。
4. 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
讲解完实验目的后，讲解应力和断面收缩率和伸长率的计算公式。
二、实验仪器微机控制电子万能试验机；游标卡尺介绍试件和实验原理。
三、实验步骤1、拉伸实验步骤：（1）试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，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d0。
（2）试验机准备：按试验机 计算机 打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。
按照“软件使用手册”，运行配套软件。
教学内容及过程（3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。
若夹具已安装好，对夹具进行检查。
（4）夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。
（5）开始实验：点击主机小键盘上的试样保护键，消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。
《材料力学》课程教案2
《材料力学》课程教案2（二）拉伸、压缩的超静定问题设教学安排 ● 新课引入如图所示的两杆组成的桁架结构受力，由于是平面汇交力系，可由静力平衡方程求出两杆内力。
如果为了提高构件安全性，再加一个杆，三杆内力还能由静力平衡方程求出吗？● 新课讲授一、 静定结构（一）提出问题1和2两杆组成桁架结构受力如图所示，角度已知，两杆抗拉刚度相同，2211A E A E =，求两杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程）⇒=∑0x 021=-ααSin F Sin F N N ⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，两个未知数，可以求解。
引出静定结构：约束反力(轴力）可以由静力平衡方程完全求出。
二、 超静定结构和超静定次数（一）继续提问在现实中为了增加构件的安全性，往往可以多加一个杆，在问题一的基础上在中间再加一个3杆，抗拉刚度为33A E ，如图所示，求3杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程） ①静平衡方程：平面汇交力系，只能列两个平衡方程⇒=∑0x21=-ααSin F Sin F N N⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，三个未知数，解不出。
引出超静定结构：约束反力(轴力）不能由静力平衡方程完全求出。
超静定次数：约束反力（轴力）多余平衡方程的个数。
上述问题属于一次超静定问题。
三、超静定结构的求解方法（一）继续提问，引导学生深入思考：超静定到底能不能求解？实际上F 一定，作用于每个杆上的力都是确定的。
还需再找一个补充方程，材料力学是变形体，受力会引起变形，力和力的关系看不出， 先把变形关系找到，再转化成力的关系。
（重点）②几何方程——变形协调方程：要找变形关系，关键是画变形图（难点）。
节点在中间杆上，左右两杆抗拉刚度相同，角度相同，即对称，因此中间杆仅沿竖直方向产生伸长，确定最终位置。
材料力学实验教案
授课章节：实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授课班级授课日期课题低碳钢拉伸时力学性能的测定时数21.测定低碳钢的屈服极限σ，强度极限σ，延伸率δ和截面收缩率ψ；教学目的S b2.了解液压式万能实验机的工作原理和使用方法；及要求3.会使用引伸计。
教学重点观察低碳钢在实验时的性能和变形断裂特点难点教学方法及教具试验机的使用和实验结果的处理教学方法：讲授、演示、实验教具：液压式万能试验机时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配用课件讲100min 实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授实验原理、实验方一、实验目的法、实验步1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性模量E；2.测定低碳钢的屈服极限σs骤，然后实b，强度极限σ，延伸率δ和截面际演示，再收缩率ψ；分组进行3.掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法；时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配掌握RP—1型试验机自动处理系统的使用。
二、实验设备1、设备名称：液压式万能试验机2、型号：WE—1000A〔600〕3、精度〔或分辨率〕：1%4、最大负荷：200千牛顿A(0～200kN)500千牛顿(A+B)(0～500kN)1000千牛顿(A+B+C)(0～1000kN)实验内容：测量试样尺寸；调整试验机；安装试样及引伸仪；进行预拉；加载；取下试样，恢复原状；测量；数据处理。
根据实验讲解，试验机的组成，工作原理。
实验方法、实验步骤。
先演示，再分组做作业及参考文献课后小结作业：认真填写实验报告参考文献：刘鸿文、吕荣坤主编?材料力学实验?授课章节：实验二弯曲正应力实验授课班级授课日期课题弯曲正应力实验时数2教学目的1.测定梁在纯弯曲和横力弯曲下的弯曲正应力；及要求2初步掌握电测方法。
.My教学重点验证正应力公式I难点正确掌握实验方法教学方法及教具方法：讲授、演示、实验教具：简易加载设备、数字静态应变仪、测力仪四、进行分组实验课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕实验二弯曲正应力实验一、实验目的1、验证梁的弯曲正应力在横截面上的分布规律及计算公式；2、学习用数字电阻应变仪测量应变〔应力〕的电测课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕方法。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
《材料力学》课程教案1
《材料力学》课程教案1（一）轴向拉伸或压缩时的变形教学安排 ● 新课引入工程当中的构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。
之前学习了轴向拉伸或压缩时杆的内力，应力，也就是强度问题。
今天转而讨论刚度问题。
工程当中构件因不满足刚度要求而失效的例子比比皆是，所谓刚度就是构件抵抗变形的能力，即一根杆件在设计好了之后，在正常的使用情况下，不能发生太大的弹性变形。
要想限制变形，首先应计算出变形。
如何计算？● 新课讲授一、纵向变形 （一）实验：杆件在受轴向拉伸时，在产生纵向变形的同时也产生横向变形。
纵向尺寸有所增大，横向尺寸有所减少。
思考：如图所示，杆件的纵向变形（axial deformation ）的大小？ 实验结论：F l ∝∆、l l ∝∆、A l 1∝∆AlF l ⋅∝∆⇒ 需引入比例常数，方可写成等式。
比例常数？ （二）推导：杆件原长为l ，受轴向拉力F 之后，杆件长度由l 变成l 1，杆件纵向的绝对变形l l l -=∆1。
为了消除杆件长度对变形的影响，引入应变的概念ε。
当变形是均匀变形时，应变等于平均应变等于单位长度上的变形量，因此l l∆=ε。
学过的有关于ε的知识，即拉伸压缩的胡克定律（Hook’s law ）：当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比，写成表达式即：εσ⋅=E )(p σσ<，σ（stress)，ε(strain)。
杆件横截面上的应力：AF A F N ==σ 将应力和应变两式代入胡克定律中，得到：l lE AF ∆⋅=结论：纵向变形l ∆的表达式：EAFll =∆ )(p σσ< ——胡克定律（重点）含义：①E ——弹性模量，反映材料软硬的程度。
单位MPa 。
②在应力不超过比例极限时，杆件的伸长量l ∆与拉力F 成正比，与杆件的原长l 成正比，与弹性模量E 和横截面积A 成反比。
EA ——抗拉刚度，EA 越大，变形越小。
③两个胡克定律，一个是描述应力和应变的关系，一个是表示力和变形的关系，但本质上都是一样的。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
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、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
材料力学教案
第一章绪论一、教学要求：1．了解材料力学的任务；2．理解对变形固体的基本假设；3．理解内力、应力、应变等基本概念；4．了解杆件变形的基本形式。
二、基本内容1、材料力学的任务材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。
材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。
它们都需要用实验测定。
构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。
构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。
强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。
刚度——构件抵抗变形的能力。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
2、变形固体的性质及基本假设变形固体——在外力作用下发生变形的物体。
基本假设：1) 连续性假设：认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。
（某些力学量可作为点的坐标的函数）2) 均匀性假设：认为固体内到处有相同的力学性能。
3) 各向同性假设：认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的。
3、杆件变形的基本形式基本变形1. 轴向拉伸或压缩：在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下，直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。
2. 剪切：在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下，直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。
3．扭转：在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。
4．弯曲：在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。
组合变形：当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。
MPF三、重点难点及教学提示重点：材料力学的任务；变形固体的概念及其基本假设；变形的基本形式。
在讲述本章的内容时，注意强调基本概念，加深理解。
材料力学教案
材料力学教案第一篇力学基础§2.2 材料的力学性能教学目标：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
教学课时：4教学内容：材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。
材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。
材料的力学性能是通过力学实验得到的。
四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验；1.低碳钢拉伸时的力学性能含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
GB/T228.1-2010：《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228-2002横向变形量： 横向应变：——横向变形系数（泊松比）屈服阶段（bc 段）：继续对材料加载，会出现一种现象，即在应力增加很少或不增加时，应变会很快增加，这种现象叫屈服。
• 开始发生屈服的点对应的应力叫屈服极限σs 。
• 在屈服阶段应变不断增加，而应力不变；当屈服时，材料产生显著的塑性变形，是衡量材料强度的重要指标。
强化阶段（cd 段）：经过屈服阶段以后，材料又具有了较弱的抵抗变形的能力，要使材料继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料的强化。
Q235钢： 颈缩阶段（df 段）：● 变形特点：大比例的塑性变形伴有少量的弹性变形。
● σb －强度极限。
强化阶段最高点d 点所对应的应力。
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材料力学实验教案学生实验守则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、实验前应认真阅读实验教程，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、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。
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，服从实验教师的指导。
未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其物品。
5、实验中要细心观察，认真记录各种实验数据。
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。
在规定的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，按章予以赔偿。
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1、测定低碳钢的弹性模量E、屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率ψ；2、测定铸铁的抗拉强度σb；3、观察、比较塑性材料和脆性材料在拉伸过程中的各种物理现象（包括弹性、屈服、强化和颈缩、断裂等现象）；4、学习、掌握电子万能试验机和相关仪器的使用方法。
二、实验设备1、WDW—100C型微机控制电子万能试验机2、游标卡尺三、实验试件试件的尺寸和形状对实验结果会有所影响。
为了避免这种影响，便于各种材料机械性质的相互比较，国家对试件的尺寸和形状有统一规定[中华人民共和国国家标准《金属材料室温拉伸试验法》（GB/T228-2002）]。
本实验的试件采用国家标准GB/T228-2002所规定的常用的圆形横截面比例试件，直径尺寸d=10mm，试验段长度（标距）l=100mm（见图1）。
图1 图2四、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢，这类钢材在工程中使用较广，在拉伸试验中表现出的力学性能也最为典型。
本次实验主要测定它的屈服极限σs、强度极限σb 、延伸率δ和断面收缩率ψ等力学性能指标。
(1)弹性模量E 的测定由材料力学知识可知，材料在屈服前力与变形是成线性关系的，其拉伸图基本为一条直线，如图3低碳钢拉伸曲线图所示。
弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值，即：E=σ/ε (1.1)因为σ=F/A 0，ε=△L/L e ，所以弹性模量E 又可表示为：E= F · L e / A 0·△L= △F · L e / A 0·)(L ∆∆ (1.2) 式中：E —材料的弹性模量，σ—应力，ε—应变，F —载荷，A 0—试样横截面面积，L e可见，在材料线弹性范围内，对应着每一个拉力F ，试样标距L 0有一个伸长量ΔL ，利用公式（1.2）即可求得弹性模量E 。
实际计算时，由于试验仪器的精度、夹具的间隙等问题，绝对载荷与绝对变形无法同步获取，所以一般采取增量法来得到弹性模量E 。
即取一个载荷初始点F 0，在此基础上按相等增量的间隔，读取5-6组相应变形增量数据，计算出变形增量Δ(ΔL)。
由于弹性模量是在材料线弹性范围内测定，所以在理论上如果每级载荷增量相等，那么各级变形增量也应相等，因此可取平均值)(L ∆∆来计算弹性模量E 。
(2) 屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率δ和断面收缩率ψ的测定 低碳钢的力学性能指标屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率δ和断面收缩率ψ是评定材料力学性能的主要指标，是由拉伸破坏实验来确定的，这些指标可以通过材料的拉伸图来描述，实验后，打印出实验的完整拉伸曲线图（图2）和相关实验数据。
这里要注意以下几个问题：1、拉伸图中拉伸变形△L是整个试件的伸长（不仅是标距部分的伸长），并且包括机器本身弹性变形和试件头部在夹板中的滑动等。
2、在弹性阶段，理论上的拉伸曲线应是一段直线，因试件开始受力时，头部在夹板中的滑动很大，所以绘出的拉伸图最初一段是曲线。
3、在屈服阶段，拉伸曲线（b-c）呈水平方向变动，常成锯齿状，由于上屈服点b′受变形速度和试件形状等影响较大，而下屈服点b则比较稳定，故工程上均以b点所对应的载荷作为材料屈服时的载荷Fs，屈服极限按下式计算：σs =Fs(MN)/A(m2)(MPa) （1.3）A-试样的初始断面积。
4、在强化阶段，当试件所受拉力达到最大载荷Fb之前，在标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，在这段曲线的最高点d，拉力达到最大载荷Fb，以下式计算强度极限：σb =Fb(MN)/A(m2)(MPa) （1.4）5、在局部收缩阶段，当拉力达到最大载荷Fb后，试件开始局部伸长和颈缩。
在颈缩发生部位，其横截面面积迅速缩小，继续拉伸所需的载荷也迅速减小，拉伸曲线从d点开始下降，直至点e，试件断裂。
此时通过测量试件断裂后的长度l 1和断口处的直径d1，由公式:100100100%100%l l A Al Aδψ--=⨯=⨯和（1.5）即可算出延伸率δ和截面收缩率ψ。
式中: l:试件初始标距长度l1:试件两断开断加以对紧后所量得的标距端点间的长度A1:缩颈处横截面积在测量l1时，要注意这样一种情况:即断口在标距中间1/3范围内，则可以直接测量两端标距间距离为l1，如断口不在标距范围的中间1/3以内，这是，由于在断裂试件的较短一段上，必将受到试件较粗部分的影响，而降低颈缩部分的局部伸长量，从而使δ的数值偏大,此时直接测量的结果不能正确反映材料的延伸率，因此，需要采用“断口移中法”推算出标距l1，具体方法是：设两标点f、f1之间共有10格，断口g点靠近左段，如图4断口移中图所示，取左边标点f 至断口间的格数的两倍为nˊ格（应取为整数）的h点，量得fh段的长度为l ˊ；再自h向右取格数n〞至i点，使nˊ+ 2n〞=10格，然后量出hi的长度为l〞；即可算出断裂后的标距l1= lˊ+2 l〞。
图5五、实验步骤1、试件准备为便于观察变形沿轴向的分布情况，将试件打上标距点，在标距范围内每隔10mm刻上分格线，将标距分成十格。
在标距L内，用游标卡尺分别测量试件两端及中部三个横截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的直径，以三处测量结果中的最小值作d0，计算试件的横截面面积A，A取三位有效数字，记录实验原始数据。
2、开机打开计算机及电子万能试验机主机电源开关，打开软件，启动伺服驱动器和油泵。
3、试验条件输入与选择试验条件包括试样参数、报告数据、测试条件、设置选项等内容，根据实验内容和要求如实填写。
4、实验编号六位数（年级、班级、小组号各两位数）。
5、安装试件先夹好上夹头，软件“负荷”调零，再夹下夹头。
6、夹引伸计低碳钢拉伸实验时，夹好引伸计，“变形1”调零。
7、开始测试点击开始测试图标，试验开始。
注意低碳钢拉伸实验进入强化阶段就要取下引伸计。
8、打印实验数据和拉伸曲线图试验结束，存储数据并打印实验数据和拉伸曲线图。
9、取下试件将试件取下，观察、比较试件的破坏断口形状，分析破坏原因。
10、工具复原，经指导教师检查后关伺服驱动器和油泵，关软件，关试验机电源。
11、测量数据将断裂低碳钢试件的两端对齐并尽量挤紧，用游标卡尺测量断裂后标距长度。
测量两端断口的直径，应在每段断口出两个互垂方向各测一次，计算其平均l1, 记录测量结果。
值，取其中最小者计算A112、实验数据计算六、思考题1、从实验现象和实验结果对比低碳钢和铸铁的力学性能。
2、比较低碳钢拉伸、铸铁拉伸的断口形状，分析其破坏的力学原因。
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、熟悉电子万能试验机的使用方法。
二、实验设备1、WDW—100C型微机控制电子万能试验机2、游标卡尺三、实验试件根据国家有关标准，金属材料实验的压缩试件一般为短圆柱形，如图6压缩实验试件所示，其高度h与d之比一般为1∠h/d∠3，若小于l，则摩擦力的影响太大；若大于3，虽然摩擦力的影响减小，但稳定性的影响却突出起来。
试件的h/d对实验影响较大，不同的h/d试件实验结果不能进行比较，本实验采用h/d=1.5。
低碳钢和铸铁试件均为直径Ф10的圆柱体。
图6四、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。
压缩试验在电子万能试验机上进行。
当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。
摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式，为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力，另外，端面加工应有较高的光洁度。
低碳钢试样压缩时同样存在弹性极限、比例极限、屈服极限而且数值和拉伸所得的相应数值差不多，但是在屈服时却不象拉伸那样明显，需细心观察，材料在发生屈服时对应的载荷为屈服负荷FS。
随着缓慢均匀加载,低碳钢受压变形增大而不破裂，愈压愈扁。
横截面增大时，其实际应力不随外载荷增加而增加，故不可能得到抗压负荷Fb，因此也得不到强度极限σb，所以在实验中是以变形来控制加载的。
低碳钢的压缩图（即P一△1曲线）如图7所示，超过屈服之后，低碳钢试样由原来的圆柱形逐渐被压成鼓形，即如图9。
继续不断加压，试样将愈压愈扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也不断增大，故总不被破坏。
所以，低碳钢不具有抗压强度极限（也可将它的抗压强度极限理解为无限大），低碳钢的压缩曲线也可证实这一点。
灰铸铁在拉伸时是属于塑性很差的一种脆性材料，但在受压时，试件在达到最大载荷Pb前将会产生较大的塑性变形，最后被压成鼓形而断裂。
铸铁的压缩图（P一△1曲线）如图8所示。
图7 图8图9 图10灰铸铁试样的断裂有两特点：一是断口为斜断口，如图10所示。
二是按Pb /A求得的σb远比拉伸时为高，大致是拉伸的3—4倍。
为什么象铸铁这种脆性材料的抗拉与抗压能力相差这么大呢？这主要与材料本身情况（内因）和受力状态（外因）有关。
铸铁试件压缩时，在达到抗压负荷Fb前出现较明显的变形然后破裂，铸铁试件最后会略呈鼓形，断口的方位角约为55°~60°，断裂面与试件轴线大约呈45o。