工程力学实验指导书(建环)
10工程力学实验指导书初稿
《理论力学》实验部分实验一：单自由度系统自由振动（无阻尼）一、实验目的1. 记录小阻尼情况下衰减振动的时间――位移曲线，了解阻尼对自由振动的影响。
2. 测量并计算单自由度系统的对数减缩率δ、阻尼系数n 和阻尼比ζ测量系统的固有频率。
3．了解振动实验仪器。
二、实验装置框图和实验原理1.实验框图图1 单自由度自由衰减振动实验框图2.实验原理把质量与钢尺组成的系统视为单自由度系统，在给予一定的初始扰动以后使之产生衰减振动，衰减振动信号经加速度传感器拾振，再经过电荷放大器和信号采集硬件采集后，送入计算机进行显示、记录，并由打印机打印波形和结果。
(1) 单自由度系统在小阻尼下的振动是衰减振动，位移随时间的变化规律为sin()Nt d X Ae t ωθ-=+，时间――位移曲线如后图所示。
利用该曲线可以求出对数减缩率 δ、阻尼系数n 和阻尼比 ζ 对数减缩率为1ln i i A A δ+=，或1ln i i mA m A δ+=（m 为间隔 m 周期）。
(2) 阻尼系数d dn f T δδ==。
(3) 阻尼比2(2)2d nT δζδπζπ===≈。
图2自由衰减振动的加速度波形(4) 加速度随时间的变化规律sin()nt d X A e t αωβ-=+ ，除初相位、幅值不同外，衰减规律与时间――位移曲线相同。
由时间――加速度曲线按相同的方法，也可测量系统的固有频率和阻尼比。
三、实验仪器实验模型；加速度传感器；电荷放大器；信号采集箱和振动信号处理软件；计算机和打印机。
四、实验步骤1. 打开电源总开关；2. 依次打开电荷放大器、信号采集箱、计算机和打印机电源开关；3. 启动振动信号采集系统，设置采集硬件参数，并设采集方式为触发采集；4. 给实验模型一个初始的位移干扰，使其作自由衰减振动；5. 由采集硬件和软件记录自由衰减振动的加速度波形，参看图2。
五、实验数据及结果1.自由衰减振动曲线 (附测试图) 。
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。
工程力学实验指导书
材料力学实验指导书工程训练中心工程力学实验室2005年10月目录第一部分材料的力学性能实验 (3)实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验 (3)实验二低碳钢和铸铁的压缩实验 (10)实验三金属材料的扭转实验 (12)第二部分应力分析实验电测法基础 (14)实验四弯曲正应力测定 (21)实验五薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 (24)实验六材料弹性模量E和泊松比μ测定实验 (28)材料的力学性能试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。
实验一 低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性常数：弹性模量E 。
2.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。
3.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。
4.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。
5.打印低碳钢和灰铸铁的拉伸图，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.CMT5305微机控制万能材料实验机2.CMT5205微机控制万能材料试验机3.游标卡尺等三、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）。
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。
建筑力学规定实验指导书
建筑力学规定实验指导书专业：班级：小组：姓名：XX科技职业学院2014年3月目录1.实验守则 (2)2.实验项目实验一金属材料的拉伸与压缩实验 (3)实验二梁的纯弯曲正应力实验 (13)实验守则１.实验前，预习实验指导书和有关理论。
２.进入实验事不得高声喧嚷，不得擅动机器、仪器；不做与本实验无关的事项。
３.实验时应严肃认真，遵守操作规程和注意事项；仪表安装、测试线路连接完成后，必须严格检查无误后才能进行实验。
４.机器、仪表发生故障，应立即报告指导人员及时检查处理。
若有违反操作规程而造成机仪损坏的学生，将按学校有关规定处理，包括赔偿损失。
５.实验完毕后，应将仪器、工具清理归还，实验记录经指导教师阅后方得离开实验室。
实验一金属材料的拉伸与压缩实验拉伸与压缩实验是建筑力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
拉伸实验这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电液伺服液压万能试验机（见图 1.1）自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
图1.1 电液伺服液压万能试验机一、实验目的1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限、下屈服强度、强度极限、延伸率、断面收缩率等等）。
3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。
二、实验原理拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。
在单向拉伸时—（力——变形）曲线的形式代表了不同材料的力学性能，利用：F S σ=0L L ε∆= 可得到-曲线关系。
三、实验所用的设备、仪器和工具1、300KN 电液伺服液压万能试验机一台2、游标卡尺一支3、记号笔一支4、低碳钢、铸铁试件各一个四、试件试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。
《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》实验指导书要点
力学实验指导书班级：学号：姓名：西南林业大学结构实验中心前言材料力学实验是工程力学、材料力学课程的一个重要环节。
通过这一环节，使同学们学到测定材料力学性能的实验的基本知识，基本技能和基本方法，了解实验应力分析的基本概念，初步掌握验证材料力学理论的方法，对培养同学们的动手能力、综合分析能力、科学习惯和创新能力十分重要。
材料力学实验的主要目的：1、材料的力学性能测定材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限、持久极限以及材料的弹性性能，如比例极限、弹性模量等，都是设计中的基本参数和依据，而这些参数一般要通过实验来测定。
随着材料科学的进展，各种新型合金材料、复合材料不断出现，研究合成每一种新型材料首要的任务也是力学性能的测定。
2、验证已建立的理论材料力学的一些理论是以假设为基础导出的，例如梁的弯曲理论就是以平面假设为基础的。
用实验验证这些理论的正确性和适用范围，可加深对理论的认识和理解。
对力学中新建立的理论和公式，必须要用实验来验证。
3、应力分析的电测法电阻应变测量是工程中广泛使用的方法之一，可以测量材料常数，可以验证理论，特别对形状不规则、受力复杂没有理论解的物件，可用此方法来测定其应变，应力值。
用电测法可开发许多设计性实验、综合性实验，为学生创造性学习提供广阔空间。
4、通过实验掌握材料力学实验的基本方法和测试技术。
在进行实验的同学们应注意一下几点：1、遵守学校实验室的规章制度，听从实验老师的布置和安排，严格按实验、设备的操作顺序进行，确保实验的人机安全；2、注意了解实验条件和观察实验中的各种关系现象，因为各种现象和实验条件都与材料的性能和实验结果有着密切的关系；3、尽可能将观察到的实验现象与学过的理论知识结合起来，用理论解释实验现象，以实验结果验证理论，这样才能对材料力学中的公式、理论理解得更深刻；4、了解实验设备及仪表使用的方法，以便正确操作；5、在填写实验报告及回答思考题时，要真正通过自己的思考，以求得对问题的深入了解；6、根据教学安排，实验前先复习教材并预习实验指导书中的有关内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
三处直径的最小值取作试件的初始直径d0。
测量低碳钢试件的初始标距长度l0。
2．依次打开实验机、计算机，按软件启动方式进入软件POWERTEST3.0界面。
4．在输入用户参数窗口选择实验方案。
金属拉伸实验（引伸计）。
并设置好用户参数、图形坐标、结果参数等。
5．输入试件尺寸、试件标距及相关实验参数，可以一次输入一根试件的尺寸，也可以一次输入所有试件尺寸。
6．在实验机上装夹低碳钢试件：先用上夹头卡紧试件一端，试件端头部分伸入V形夹具2/3的位置，然后提升实验机移动横梁，使试件下端缓慢插入下夹头的V形夹具中，锁紧下夹头。
并设置好限位圈的位置。
7．点击主机小键盘上的试件保护键，消除夹持力。
8．在试件的实验段上安装引伸计，引伸计的接线端朝下。
注意安装后须轻轻拔出引伸计定位销钉。
9．实验力清零、位移清零。
10．运行实验，软件自动切换到实验界面。
11．观察实验过程，当变形达到实验方案设置的引伸计切换点时，即低碳钢达到了屈服点，程序有提示窗口，实验进入力保持状态，取下引伸计，然后关掉提示窗口，实验继续运行，直到试件被拉断。
由于实验力小于最小入口力实验机自动停机。
12．实验结束，在实验教师指导下，根据变形和力、位移和力的图形读取实验数据，并取下被拉断的试件，观察破坏断口，测量相关尺寸。
13．铸铁的拉伸实验不用使用引伸计，其他的实验步骤同低碳钢的拉伸实验相同。
14．经实验指导教师检查实验结果后，结束实验并整理实验现场。
数据处理：取下拉断的试件测量试件断后最小直径d1和断后标距l1，由下述公式0A Fs s =σ ， 0A F b b =σ ， %100001⨯-=l l l δ ，%10001⨯-=A A A ψ 可计算低碳钢的拉伸屈服点σs 。
、抗拉强度σb 、伸长率δ，和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度σb 。
四、 实验注意事项1．为避免损伤实验机的夹具，同时防止铸铁试件脆断飞出伤及操作者，应注意夹持试件时，横梁移动速度要慢，使试件下端缓慢插入下端的V 形夹具中，试件下端不要夹持过长，进入夹槽2/3即可，以免损坏移动横梁。
2．为保证实验顺利进行，实验时要读取正确的实验条件，严禁随意改动计算机的软件配置。
3．装夹、拆卸引伸计时，要注意插好定位销钉，到了引伸计的切换点时要注意拔出定位销钉，以免损坏引伸计。
实验二金属材料的压缩实验一、实验目的和要求1、测定低碳钢的压缩屈服点σs和铸铁的抗压强度σc。
2、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况，并分析其破坏原因。
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、数显游标卡尺、压缩试件。
试件制备：金属材料的压缩试件一般制成如图2—1所示的圆柱形。
且试件不宜过长（过长容易被压弯），也不宜过于粗短（过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大）。
所以，国家标准一般规定：h0=(1～2) d0式中：h0——压缩试件的高度d0——压缩试件的原始横截面直径图2—1实验原理：实验机的下压板是个球面承垫，当试件两端稍有不平时，球面承垫可以转动而调节压力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向压缩。
试件在开始压缩之前，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面，试件在压缩过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线图。
进行低碳钢压缩实验时，为测取材料的压缩屈服点σs。
，应缓慢加载，同时仔细观察F—Δl 曲线的发展情况，由直线变为曲线的拐点处所对应的载荷即为屈服载荷Fs。
材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试件的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试件压成饼形也不会发生断裂破坏，如图2-2所示。
因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb，压缩实验载荷—变形曲线如图2-2所示。
图2-2图2-3铸铁在压缩到强度极限载荷Fb 之前要产生较大的变形。
试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至破裂。
铸铁破坏时，由于剪应力的作用，破坏面出现在与试件轴线约成45°～50°的斜面上。
如图2-3所示。
因此，可知上述破坏是由最大切应力引起的。
仔细观察试件断口的表面，可以清晰地看到材料受剪切错动的痕迹。
三、实验步骤和数据处理实验步骤：1. 测量试件尺寸：用数显游标卡尺测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件原始直径d 0的值。
测量试件原始高度h 0的值一次。
2. 把试件放置在实验机球形支承座的中心位置上，设置限位保护，将限位杆上的挡圈调整到合适位置。
3．依次打开实验机主机、计算机。
按软件启动方式进入软件POWERTEST3.0界面。
4．在输入用户参数窗口选择实验方案，金属压缩实验。
并设置好用户参数、图形坐标、结果参数等。
5．输入试件尺寸及相关实验参数，可以一次输入一个试件的尺寸，也可以一次输入所有试件尺寸。
6．实验力清零、位移清零。
通过小键盘调节横梁位置，通过肉眼观察，直到上压盘离试件上平面还有一定缝隙时停止。
7．位移清零。
运行实验，软件自动切换到单图界面，观察实验过程。
注意铸铁破坏时，即出现裂缝时要及时关机，否则试件会压成粉末，损坏实验机。
实验结束，在实验教师指导下读取实验数据，并观察破坏的情况，比较两种不同材质的异同。
8．经实验指导教师检查实验结果后，退出实验软件，依次关闭计算机、实验机，清理实验现场。
数据处理：由于低碳钢的压缩实验不会发生断裂破坏，因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb ，只能根据公式计算屈服强度，即0A Fs s =σ。
铸铁是脆性材料，没有屈服强度只有抗压强度Fb ，即0A F bb =σ。
四、 实验注意事项1、请尽量将试件放在压盘的中心，如放偏的话对实验结果甚至是实验机都有影响。
2、请小心调节横梁，当横梁接近时用小键盘慢上慢下键调节，以免速度过快，不小心顶坏力传感器。
特别小心手不要放在压盘中间，以免造成事故。
3、压缩实验在进行中，人不要正对着实验机的方向观察实验，以免发生危险。
实验三 弯曲正应力电测实验一、 实验目的和要求1、学习使用应变片和电阻应变仪测定静态应力的基本原理和方法。
2、测定梁在纯弯曲下的弯曲正应力及其分布规律，验证弯曲正应力公式的适用范围。
二、实验装置和原理实验仪器设备：微机控制DZ8008电子材料实验台、微机控制BZ8001型多功能采集仪、纯弯曲梁、电阻应变片、连接导线及钢尺。
实验装置：本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁，其实验装置如图3—1所示。
图4—1 纯弯曲梁7、可调节底盘 8、压头 9、承力下梁 10、压力传杆器 11、蜗杆升降机构1、定位标尺2、弯曲梁3、支座4、加载杆5、手轮6、实验台后片架108911176电阻应变仪5432实验原理：电测法基本原理：是用电阻应变片测定构件表面的线应变，再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种应力分析实验方法。
本实验的加载方式如图4—2所示。
由材料力学可知，钢梁CD 段将承受纯弯曲，其弯矩大小为Pa M ∆=图3—2横截面上弯曲正应力公式为ZI My=σ 式中y 为被测点到中性轴Z 的距离，I Z 为梁截面对Z 轴的惯性矩。
123bh I Z =通过组合实验台架上的加载手轮对简支梁加载，在纯弯曲段段对称于中性层每隔4h 一个与轴线平行的电阻应变片，应变片3粘贴在梁的中性层处。
当梁受载时，应变片随梁变形而变形，由电阻应变仪测得各点处的应变值实ε，在弹性范围内，由胡克定律知应力应变关系：实实εσE =式中E 为钢梁的弹性模量。
由弯曲应力公式ZI My=σ，又可算出各点应力的理论值。
于是可将实测值和理论值进行比较。
实验采用增量法。
每增加等量载荷ΔP ，测得各点相应的应变增量Δ实ε一次。
因每次ΔP 相同，故Δ实ε应是基本上按比例增加。
三、实验步骤和数据处理实验步骤：1．试件准备测量钢梁横截面尺寸，准确地把钢梁搁在DZ8008电子材料实验台的支座上，测量两端支座到受力点段的距离，两者应严格相同。
如图4—1所示。
2．仪器准备和接线接通电阻应变仪电源，检查电阻应变仪灵敏系数K 仪，K 仪应与应变片灵敏系数K 片值一致，若不一致则须调整。
本实验采用1/4桥接线法，将公共线接在A 接线柱上，其余的线按顺序都接在B 接线柱上。
3．正式实验：打开“BZ2205C 静态应变采集分析系统”软件，先将实验机预热20分钟，串口选择设置为串口2，设置灵敏系数为2，本实验采用的是十个测点静态应变采集仪。
在开始实验前，先查看设置是否正确，然后平衡、测量，开始加载测量，根据材料的许可应力和实验装置的有关尺寸，拟定实验机加载方案，用加载手轮加载，本实验以力控制，初载荷P0=0.5kN ，初载测量完成之后，要在进行一次平衡和测量，使应变值为0，然后开始正式加载，加载速度为10N/S ，每增加ΔP=0.5kN ，保载40S ，依次记录各点相应的应变值，并应随时检查每级Δε是否大致相同。