材料力学实验
第一章 材料力学实验
第一章材料力学实验基本要求：对一些材料的基本常用力学性能指标进行测定，对根据假设导出的理论公式加以验证。
实验应力的初步分析，掌握所用仪器设备的操作规程及熟练使用仪器设备，进行数据采集及分析，观察实验过程中各种物理现象。
重点与难点：实验方案的制定，惠斯顿电桥的理论知识与实验应用实验误差的分析，仪器设备的操作使用。
前言材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分。
材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上，它们的正确性还必须由实验来验证。
学生通过做实验，用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，以达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。
本章是根据温州大学建筑与土木工程学院开设的材料力学实验内容和实验仪器设备情况而编写的，由材料的拉伸、压缩实验，弹性模量、泊松比和剪切模量的测定实验，弯曲正应力试验，以及相关仪器和设备的介绍组成。
编写时主要参考了刘鸿文、吕荣坤的《材料力学实验》、曹以柏、徐温玉的《材料力学测试原理及实验》，王绍铭等的《材料力学实验指导》，以及其他院校的有关实验教学资料。
由于水平和时间有限，本书难免有不足和错误，望广大读者给以批评指正。
主编：王军杨芳二00七年七月第一节实验简介§ 1－1－1 实验的意义和基本内容材料力学实验是教学中的一个重要的环节。
材料力学的结论及定律、材料的力学的性质（机械性质）都要通过实验来验证或测定；各种复杂构件的强度和刚度的研究，也需要通过实验才能解决。
故实验课能巩固、加强和应用基本理论知识，掌握测定材料机械性能及测定应力和变形的基本方法，学会使用有关的机器及仪表（如材料试验机、电阻应变仪等），初步培养独立确定实验方案、分析处理实验结果的能力。
通过实验还能培养严肃认真的工作态度，实事求是的科学作风和爱护财物的优良品质。
因此，实验是工程专业学生必须掌握的基本技能。
材料力学实验一般可以分为以下三类：一、测定材料的的力学性质构件设计时，需要了解所用材料的力学性质。
材料力学实验报告
材料力学实验报告材料力学实验报告材料力学实验报告在我们平凡的日常里，报告的使用成为日常生活的常态，我们在写报告的时候要避免篇幅过长。
其实写报告并没有想象中那么难，以下是小编为大家收集的材料力学实验报告，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
材料力学实验报告1一、实验目的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm三、实验数据（2分）四、实验结果处理（4分）sbpsa0pba0＝300mpa 左右＝420mpa 左右＝20～30％左右＝60～75％左右l1l0100％ l0a0a1100％ a0五、回答下列问题（2分，每题0.5分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。
2、画出拉伸曲线图。
3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。
材料力学实验报告2一、实验目的1．定低碳钢(q235)的屈服点s，强度极限b，延伸率，断面收缩率。
2．定铸铁的强度极限b。
3．察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。
4．悉试验机和其它有关仪器的使用。
二、实验设备1．压式万能实验机；2．标卡尺；3．样刻线机。
三、万能试验机简介具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；1）加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。
2）测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。
材料力学性能测试实验报告
材料力学性能测试实验报告为了评估材料的力学性能，本实验使用了拉力试验和硬度试验两种常见的力学性能测试方法。
本实验分为三个部分：拉力试验、硬度试验和数据分析。
通过这些试验和分析，我们可以了解材料的延展性、强度和硬度等性能，对材料的机械性质有一个全面的了解。
实验一：拉力试验拉力试验是常见的力学性能测试方法之一，用来评估材料的延展性和强度。
在拉力试验中，我们使用了一个万能材料试验机，将试样夹紧在两个夹具之间，然后施加拉力，直到试样断裂。
试验过程中我们记录了试验机施加的力和试样的伸长量，并绘制了应力-应变曲线。
实验二：硬度试验硬度试验是另一种常见的力学性能测试方法，用来评估材料的硬度。
我们使用了洛氏硬度试验机进行试验。
在实验中，将一个试验头按压在试样表面，然后测量试验头压入试样的深度，来衡量材料的硬度。
我们测得了三个不同位置的硬度，并计算了平均值。
数据分析：根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们可以得到材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
屈服强度是指材料开始塑性变形的应变值，断裂强度是指材料破裂时的最大应变值，延伸率是指试样在断裂前的伸长程度。
根据硬度试验得到的硬度数值，我们可以了解材料的硬度。
结论：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估。
根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们确定了材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
根据硬度试验的结果，我们了解了材料的硬度。
这些数据可以帮助我们判断材料在不同应力下的性能表现，从而对材料的选用和设计提供依据。
总结：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估，并通过应力-应变曲线和硬度数值来分析材料的性能。
通过这些试验和分析，我们对材料的延展性、强度和硬度等性能有了全面的了解。
这些结果对于材料的选用和设计具有重要意义，可以提高材料的应用性能和可靠性。
材料力学实验(拉压试验)
材料力学实验（拉压试验）拉伸实验一．实验目的：1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。
2.确定低碳钢试样的屈服极限3.确定铸铁试样的强度极限、强度极限。
、伸长率、面积收缩率。
4.观察不同材料的试样在拉伸过程中表现的各种现象。
二．实验设备及工具：电子万能试验机、游标卡尺、记号笔。
三．试验原理：塑性材料和脆性材料拉伸时的力学性能。
（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。
参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。
）四．实验步骤1.低碳钢实验（1）量直径、画标记：用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
用记号笔在试样中部画一个或长的标距，作为原始标距。
（2）安装试样：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。
（3）调整试验机并对试样施加载荷：调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据出加载速度，其中计算为试样中部平行段长度，当测定下屈服强度和抗拉强度时，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；在加载过程中，注意观察屈服载荷的变化，记录下屈服载荷的大小，当载荷达到峰值时，注意观察试样发生的颈缩现象；直到试样断裂后按下“停止”键。
（4）试样断裂后，记录下最大载荷和断口处最小直径。
从夹头上取下试样，重新对好，量取断后标距2.铸铁实验（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
（2）安装试样：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，加紧试样。
材料力学实验报告报告
材料力学实验报告报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的力学性能参数，了解材料的力学性质，以及分析不同材料的力学性能差异。
二、实验原理1.弹性模量：弹性模量是评价材料抗弯刚性的一个重要指标，可以通过测量材料的拉伸和压缩位移来确定。
拉伸试验时，通过加载材料，测量应力和应变的关系，然后通过斜率求出弹性模量。
2.屈服强度：材料的屈服强度是指材料在拉伸过程中开始出现塑性变形时的抗拉强度，也是一个重要的力学性能参数，通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。
3.断裂强度：材料的断裂强度是指在材料断裂前能承受的最大负荷，通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。
三、实验设备与试样准备1.实验设备：拉伸试验机、压缩试验机、材料硬度测试仪等。
2.试样准备：选取不同的材料（如钢材、铝材、铜材等）制作成相同形状、尺寸的试样。
四、实验步骤1.弹性模量测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的位移计和负荷计，测量不同应力水平下的应变，并记录数据。
(3)通过绘制应力-应变曲线，根据直线部分的斜率求得材料的弹性模量。
2.屈服强度测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的压力计和位移计，测量不同载荷下的变形，并记录数据。
(3)通过绘制负荷-变形曲线，找到试样开始出现塑性变形的点，根据载荷计的读数求得材料的屈服强度。
3.断裂强度测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的压力计和位移计，测量试样在拉伸过程中的载荷和位移，并记录数据。
(3)通过绘制负荷-变形曲线，找到试样断裂前的最大负荷，并记录。
五、实验结果与讨论根据实验测量的数据，可以得到不同材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度和断裂强度。
通过对比不同材料的实验结果，可以得出以下结论：1.钢材的弹性模量较大，机械性能优异。
2.铝材的屈服强度较低，耐腐蚀性能较好。
3.铜材的断裂强度较高，适用于承受较大载荷的工程应用。
材料力学实验
材料力学实验材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分，通过实验可以了解材料的性能和行为，为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
本文将从材料力学实验的基本原理、常用实验方法和实验注意事项等方面进行介绍。
首先，材料力学实验的基本原理是通过施加外力或加载，观察材料的变形和破坏过程，从而得到材料的力学性能参数。
常用的力学性能参数包括弹性模量、屈服强度、断裂强度、延伸率等。
这些参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在材料力学实验中，常用的实验方法包括拉伸实验、压缩实验、弯曲实验、硬度测试等。
拉伸实验是最常用的一种实验方法，通过在材料上施加拉力，观察材料的拉伸变形和破坏过程，得到材料的拉伸性能参数。
压缩实验和弯曲实验则是用来研究材料在压缩和弯曲载荷下的性能。
硬度测试是通过在材料表面施加一定载荷，测量材料的硬度值，从而间接得到材料的强度。
在进行材料力学实验时，需要注意一些实验细节和注意事项。
首先，要选择合适的实验样品，并保证样品的制备质量和几何尺寸符合要求。
其次，在实验过程中要严格控制加载速度和加载方式，避免因为加载速度过快或不均匀而导致实验结果的误差。
另外，还需要注意实验环境的影响，如温度、湿度等因素对材料性能的影响，需要进行相应的修正和控制。
总之，材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分，通过实验可以得到材料的力学性能参数，为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
在进行材料力学实验时，需要严格遵守实验原理和方法，并注意实验细节和注意事项，以保证实验结果的准确性和可靠性。
希望本文的介绍对于材料力学实验有所帮助，也希望大家能够在材料力学实验中取得理想的成果。
材料力学实验
材料力学实验材料力学实验是材料力学课程中的一门实验课程，通过实验来研究材料的力学性能和力学行为。
本次材料力学实验是通过对不同材料进行拉伸试验，来研究材料在外力作用下的变形行为和力学性能。
实验器材：1.拉力试验机2.标准试样3.测量尺子4.计算机实验步骤：1.将标准试样安装在拉力试验机的夹具上，并根据试样的尺寸和形状调整夹具。
2.启动拉力试验机，设置拉力和速度参数，开始实验。
3.观察试样的变形行为，并记录下拉力和伸长量的数据。
4.在试样达到材料破裂点后，停止试验，并记录下破断拉力和伸长量。
5.重复以上步骤，对不同材料进行拉伸试验。
实验结果分析：通过实验数据，可以绘制材料的应力-应变曲线。
应力是单位面积的力，应变是被测物体受力后产生的形变。
应力-应变曲线可以反映材料的力学性能和变形特性。
应力-应变曲线的特征包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和破断阶段。
在弹性阶段，材料受力后会产生弹性变形，当外力消失后，材料能够恢复到原始形状。
在屈服阶段，材料受力超过其强度极限后，开始产生不可逆的塑性变形。
在塑性阶段，材料会继续产生塑性变形，形成明显的屈服段和流动段。
在破断阶段，材料达到其最大强度后会破裂断裂。
通过应力-应变曲线可以分析材料的力学性能，包括弹性模量、屈服强度、延伸率和断面收缩率等。
弹性模量是材料在弹性阶段的刚性指标，屈服强度是材料开始产生塑性变形的标志，延伸率是材料断裂前的延伸程度，断面收缩率是材料断裂后断面的收缩程度。
实验安全注意事项：1.在进行拉伸试验时，必须佩戴好安全防护设备，包括护目镜和手套。
2.实验人员应保持警觉，注意观察试样的变形情况，防止发生意外情况。
3.在试验过程中，应严格按照实验步骤操作，遵守实验室规定的安全操作要求。
总结：本次材料力学实验通过对不同材料进行拉伸试验，了解了材料的力学性能和变形行为。
通过实验结果的分析，可以更好地理解材料的力学特性，并为材料的设计和选择提供依据。
在实验过程中要注意安全，严格按照实验步骤操作，确保实验的顺利进行。
材料力学实验
实验三 金属材料的扭转实验
三、试验原理
圆轴承受扭转时，材料完全处于纯剪切应力状态。 故常用扭转实验来研究不同材料在纯剪切作用下 的力学性质。
ts
Ts Wp
低碳钢：扭矩T～扭角 φ关系曲线图
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Tb Wp
实验三 金属材料的扭转实验
tb
Tb Wp
铸铁：扭矩T～扭角 φ关系曲线图
试件受力分析图
试件受扭，材料处于纯剪切应力 状态。圆杆扭转时横截面上有最 大剪应力，而45°斜截面上有最 大拉应力，由此可以分析低碳钢 和铸铁扭转时的破坏原因。
实验三 金属材料的扭转实验
四、实验步骤
1、分别测量两种材料试样的直径（测量直径的方法与拉伸试 验一样）。 2、调试试验机，安装试样，用黑色笔沿试样轴线画一条直线， 以便观察试样受扭时的变形。
3、启动试验机上的电机，对试样进行破坏试验。在试验中， 应注意选择扭转速度。低碳钢试样在屈服前，扭转速度在 （15o—30o）/min范围内，屈服后的扭转速度不大于 360o/min，且速度的改变应无冲击产生。
4、记下试验中试样屈服时的扭矩Ts和破坏时的最大扭矩Tb。
5、试样扭断后，立即关机，取下试样，试验结束。
实验三 金属材料的扭转实验
五、思考题
1.铸铁试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 2.为什么铸铁试件在扭转时沿着与轴线大致成45°的斜截 面上破坏？ 3.低碳钢试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 4.分析两种材料的断口形状及产生原理。 5.铸铁在压缩和扭转破坏时，其断口方位均与轴线大致 成45°角，其破坏原因是否相同？
3.掌握电阻应变片花的应用。
二、实验设备及仪器
WNG—100型弯扭组合变形试验台、电阻应变仪、电 源插座及螺刀。
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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。
.
3,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.
4,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。
5,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。
6, 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。
7, 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。
8,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。
9, 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。
10, 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。
11,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。
12,压杆稳定实验和压缩实验有什么不同?
答：不同点有：
1、目的不同：压杆稳定实验测临界力，压缩实验测破坏过程中的机械性能。
2、试件尺寸不同：压杆试件为大柔度杆，压缩试件为短粗件。
3、约束不同：压杆试件约束可变，压缩试件两端有摩擦力。
4、实验现象不同：压杆稳定实验试件出现侧向弯曲，压缩实验没有。
5、承载力不同：材料和截面尺寸相同的试件，压缩实验测得的承载力远大
于压杆稳实实验测得的。
6、实验后试件的结果不同：压杆稳定试件受力在弹性段，卸载后试件可以反复使用，而压缩件已经破坏掉了，不能重复使用。