材料力学性能实验精
材料力学性能试验
二、实验原理及方法
3. 维氏硬度试验
维氏硬度试验是用一个相 对面夹角为136º的金刚石 正四棱锥体压头，在一定 载荷P（公斤力）作用下 压入试样表面如图3。
Hale Waihona Puke 图3维氏硬度实验原理图
在一般情况下，建议选用30公斤力的载荷。 载荷保持时间对黑色金属为10～15秒， 对有色金属为30±2秒。 维氏硬度广泛用来测定金属薄镀层或化学热处理后表面层 的硬度，以及较小工件的硬度试验。 的硬度，以及较小工件的硬度试验。
2. 显微硬度试验
显微硬度试验原理与维氏硬度完全相同，不过所加载荷更低一些， 一般小于200克力。所得压痕对角线长度也只有几微米至几十微米。
显微硬度试验可用于： （1）测定表面光洁度▽9以上的细小或片状零件的硬度， 零件表面薄层硬度及脆性材料硬度； （2）测定金相组织中某个相或组织硬度。
三、实验仪器及材料
四、实验内容及步骤
5.疲劳断口
金属构件在变动载荷长期作用下，由于累计损伤而引 起无征兆的低应力脆断叫疲劳断裂。典型的疲劳断口 形貌可分为三区：疲劳源、疲劳区、瞬断区。其断口 形貌如图所示。
四、实验内容及步骤
2.深入分析与理解几种典型断口的断裂机理
二、实验设备
KYKY －2800型扫描电子显微镜
三、实验原理及方法
利用二次电子信号 二次电子信号观察断口形 二次电子信号 貌。扫描电子显微镜是利用细 聚焦高能电子束在样品上逐点 扫描而激发出各种物理信息， 通过对这些信息的接收、放大 和显示成像，以便对试样微区 进行分析。扫描电镜观察样品 特点景深大、分辨本领比较高 ，是进行样品表面分析研究的 有效工具，尤其适合比较粗造 试样表面，如金属断口和显微 组织三维的形貌观察。
四、实验内容及步骤
材料力学性能实验
实验一、金属光滑试样静拉伸试验
过D作弹性直线段的平行线DB,交曲线于B点，B点所对应的 力值即Fp0.2。
F
Fp0.2
0.2%Le.n
图1-2 Fp0.2的确定
实验一、金属光滑试样静拉伸试验
3．抗拉强度Rm 将试样加载至断裂，由测力度盘或拉伸曲线上读出试样拉 断前的最大载荷Fm，Fm所对应的应力即为抗拉强度Rm。 Rm=Fm/S0 (N/mm2) 4．断后伸长率A 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比，即 A=(Lu-L0)/L0 *100% 式中，L0为试样原始标距，Lu为试样拉断后的标距。 由于试样断裂位置对A有影响，其中以断在正中的试样伸 长率最大。因此，测量断后标距部分长度Lu时，规定以断在正 中试样的L1为标准，若不是断在正中者，则应换算到相当于在 正中的Lu。 为此，试样在拉伸前应将标距部分划为10等分，划上标记。 测量Lu时分为两种情况：
强度，用以表征材料在试验力作用下抵抗微量塑性变形的抗力。
图解法：在拉伸过程中绘制具有足够大倍数的力-伸长曲线（见
图1-2）。曲线高度应使规定非比例伸长的力值Fp0.2处于力轴的
1/2以上。伸长放大倍数n的选择应使图中OD段长度不小于5mm。
自弹性直线段与横座标轴的交点O起，截取一段相应于规定非
比例伸长的OD（OD=0.2%Len,Le为引伸计计算距）。
实验二、系列冲击试验
JBD-30夏氏冲击试验机的使用方法如下： 实验前对试验机进行检查并进行空击试验，较正指针零点。 安放试样时采用专用样规，以保证试样缺口与支座跨距中心相重 合。 试验时，首先将摆锤用支撑铁支托，使其偏离中心位置，在 支座上放好试样。然后按取摆按钮将摆锤举起。然后，按冲击按 钮，使摆锤落下冲断试样。当摆锤冲断试样后运动到最高点并向 回摆动时，按刹车按钮，使摆锤停止摆动。记录试验机指针在表 盘上所指的数值，即为冲断试样所消耗的冲击功Aku（或Akv）以 此计计算试样的冲击韧性aku(或akv)。整个操作过程都应特别注意 安全，防止摆锤和击断的试样飞出伤人。 2. 加热及冷却介质与装置 （1）介质：室温～90℃用水浴。80℃～200℃可用油浴，室温 以下用干冰或液氮和低凝固点液体的混合物作为冷却剂。本实验
材料力学性能实验报告
大连理工大学实验报告学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程班级：材0701姓名：学号：组：___指导教师签字：成绩：实验一金属拉伸实验Metal Tensile Test一、实验目的Experiment Objective1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS，抗拉强度σb，延伸率δ和断面收缩率φ的测定方法。
2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。
3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。
4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。
二、实验概述Experiment Summary金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一，是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。
此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上，温度、应力状态和加载速率确定的条件下，对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。
通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。
在实验过程中，试样发生屈服和条件屈服时，以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积，求的该材料的屈服点σS，屈服强度σ0.2和强度极限σb。
用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量，分别除以试样的原始标距长度，及试样的原始横截面积，求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。
三、实验用设备The Equipment of Experiment拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺，拉力实验机主要有机械式和液压式两种，该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。
液压式万能实验机是最常用的一种实验机。
它不仅能作拉伸试验，而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。
（一）加载部分The Part of Applied load这是对试样施加载荷的机构，它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形，使试样受到力或能量的作用。
其加载方式是液压式的。
在机座上装有两根立柱，其上端有大横梁和工作油缸。
力学性能实验报告
力学性能实验报告实验名称：力学性能实验实验目的：1.熟悉力学性能实验的基本操作流程和实验仪器的使用方法；2.了解材料的力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、断裂强度等；3.学习实验数据的处理和分析方法。
实验原理：材料的力学性能是指材料在外力作用下所发生的弯曲、拉伸、压缩等变形行为。
常用的力学性能指标包括弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
实验仪器：1.材料力学性能实验机；2.称重器；3.温度计；4.实验样品。
实验步骤：1.将实验样品放入力学性能实验机中，固定好；2.设置合适的加载速度和加载方式，进行材料的拉伸或压缩试验；3.在试验过程中记录下变形值和力值；4.当材料发生破裂时停止试验，记录下此时的最大力值；5.移除实验样品，进行下一组样品的实验。
实验数据处理与分析：1.根据实验数据计算实验样品的应变和应力；2.绘制应力-应变曲线，通过曲线的线性段来计算材料的弹性模量；3.根据应力-应变曲线的非线性段或材料破裂前的最大应力来计算材料的屈服强度；4.根据破裂时的最大力值来计算材料的断裂强度。
实验结果：1.绘制应力-应变曲线，通过斜率计算得出材料的弹性模量；2.通过非线性段或最大应力计算得出材料的屈服强度；3.通过破裂时的最大力值计算得出材料的断裂强度。
实验结论：通过力学性能实验，得出了材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等指标。
这些指标可以为材料的选用和设计提供参考依据，也可以为相关材料的研究提供实验数据支持。
此外，实验过程中的数据处理和分析方法也是力学性能实验的重要内容，掌握了这些方法可以更准确地评估材料的力学性能。
实验改进意见：1.增加实验样品数量和种类，以提高实验数据的准确性和可靠性；2.注意在实验过程中的温度控制，以减小温度对材料力学性能的影响；3.结合理论知识，对实验结果进行更详细的分析和解释。
以上是力学性能实验的实验报告，总字数为298字。
您可以根据实际情况进行修改和补充。
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。
材料力学性能-实验指导书
实验一 低碳钢的拉伸试验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。
例如：弹性模量E 、比例极限σp 、上和下屈服强度σeu 和σeL 、强度极限σm 、延伸率δ、收缩率Ψ。
除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。
按国标GB/T228-2002，拉伸试样如图1所示。
实验段直径mm d 100=,标距mm l 1000=。
一、实验目的1．研究低碳钢的应力——应变曲线拉伸图。
2．确定低碳钢在拉伸时的力学指标（比例极限σp 、下屈服强度σeL 、强度极限σm 、延伸率δ、断面收缩率Ψ）。
3. 观察低碳钢拉伸时的断口特征，并与其他形式的断口相比较。
二、实验原理在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径0d 和标距0l 。
实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量实验段的变形。
然后开动实验机，缓慢加载，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（l F ∆-曲线，见图2）或应力-应变曲线（εσ-曲线，见图3），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：σεa b c e f αP σb σgf 'h s σo d d 'Δl Fs F b F 图2 图3 0d 0l 图1 拉伸试件（1）弹性阶段（Ob 段）在拉伸的初始阶段，εσ-曲线（Oa 段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。
线性段的最高点称为材料的比例极限（P σ），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E 。
线性阶段后，εσ-曲线不为直线（ab 段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。
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。
材料的力学性能实验报告
材料的力学性能实验报告材料的力学性能实验报告1. 引言材料的力学性能是衡量材料质量和可靠性的重要指标之一。
通过力学性能实验，可以对材料的强度、硬度、韧性等进行评估，从而为材料的选择和应用提供科学依据。
本实验旨在通过一系列实验方法和测试手段，对某种材料的力学性能进行全面分析和评价。
2. 实验目的本实验的主要目的是：- 测定材料的拉伸强度和屈服强度；- 测定材料的硬度和韧性；- 分析材料的断裂特性和疲劳性能。
3. 实验方法3.1 拉伸实验通过拉伸实验，可以测定材料在受力下的变形和破坏行为。
首先，从样品中制备出一定尺寸的试样，然后将试样放置在拉伸试验机上，施加逐渐增加的拉力，记录拉伸过程中的应力和应变数据，最终得到拉伸强度和屈服强度等指标。
3.2 硬度实验硬度是材料抵抗外界压力的能力，也是材料的一种重要力学性能指标。
硬度实验常用的方法有布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度等。
通过在材料表面施加一定的压力，然后测量压痕的大小或深度，可以得到材料的硬度值。
3.3 韧性实验韧性是材料在受力下发生塑性变形和吸收能量的能力。
韧性实验主要通过冲击试验来评估材料的韧性。
在冲击试验中，将标准试样固定在冲击机上，然后施加冲击力，观察试样的破裂形态和吸能能力，从而得到材料的韧性指标。
3.4 断裂特性分析通过断裂特性分析，可以了解材料在破坏过程中的断裂形态和机制。
常用的断裂特性分析方法有金相显微镜观察、扫描电镜观察和断口形貌分析等。
通过对破坏试样进行断口观察和形貌分析，可以揭示材料的断裂行为和破坏机制。
3.5 疲劳性能测试疲劳性能是材料在交变载荷下的抗疲劳破坏能力。
疲劳性能测试常用的方法有拉伸疲劳试验和弯曲疲劳试验等。
通过施加交变载荷，观察材料在不同循环次数下的变形和破坏情况，可以评估材料的疲劳寿命和抗疲劳性能。
4. 实验结果与分析通过上述实验方法和测试手段，得到了某种材料的力学性能数据。
在拉伸实验中，测得该材料的拉伸强度为XXX，屈服强度为XXX。
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1．测定低碳钢压缩屈服点s sc
F Fsc 拉伸试验
O
压缩屈服点 ：
s
sc ?
Fsc A0
?l
压缩试验
低碳钢压缩试验现象：
低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于两 端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。
压缩试验
2．测定灰铸铁抗压强度 s bc
取平均值： G ? ? Gi 或采用最小二乘法计算切变模量 n
扭转试验
2．测定低碳钢屈服切应力 ts、抗切强度tb
T
Tb
TT==< TTbs
tb
d?
ts
Ts
?
O
?
ts
tb
屈服切 应力：
t
s
?
3 4
Ms Wp
抗切 强度
：t
b
?
3 4
Mb Wp
扭转试验
低碳钢扭转试验现象： 屈服：
t max引起
断裂：
d0
扭转试验
四、试验原理
1．低碳钢切变模量G
材料的剪切弹性模量G是在扭转过程中，线弹性范围内切应
力和切应变之比。切变弹性模量是计算构件扭转变形的基本
参数。
采用图解法：通过试验机配备的扭转
T
传感器及小角度扭角仪，可自动记录
扭矩—扭转角（T—? ）曲线，如图：
?T
??
?
O
在所记录的曲线的弹性段,选取增量? T, 和相应的扭转角??
扭转试验
一、试验目的
1．测定低碳钢切变模量 G；
2．测定低碳钢屈服切应力 ts、抗切强度tb； 3．测定灰铸铁抗切强度 t b；
4．分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破 坏情况。
二、试验仪器
1．微机控制扭转试验机 ； 2．小扭角传感器 。 3．游标卡尺 。
扭转试验
三、试样 采用直径 10mm，标距50mm的圆形截面 标准试样
?? ? ?Tl
GIp
G? ?Tl ? Fal
Ip?? Ip??
扭转试验
采用逐级加载法:先通过试验机采用手动形式施加初始扭矩 T0，然后采用等量逐级加载，加载后的扭矩为：
Ti ? T0 ? i?T
记录下每级载荷下的扭转角? i ，各级加载过程中的切变 模量为：
? ? Gi ?
? Til0
? i ? ? i?1 I ?
6、测量试样直径 7、测试
8、打印
9、卸载并取出试样，测量断后标距和断口直径
10、关机；进行试验数据处理
压缩试验
一、试验目的
1．测定低碳钢压缩屈服点 s sc； 2．测定灰铸铁抗压强度 s bc。
二、试验仪器
万能材料试验机；游标卡尺
三、试样 标准试样 ：
d0 h0
粗短圆柱体： h0=1~3d0
压缩试验
F
Fb 颈缩阶段
Fe FpFs屈服阶强段化阶段
冷作硬化 线弹性阶段
?l O
屈服点：
s
s?
Fs A0
抗拉强度：
s
b?
Fb A0
伸长率： d ? l1 ? l0 ?100%
l0
断面
收缩率：y
?
A0 ? A1 ?100% A0
拉伸试验
பைடு நூலகம்
低碳钢拉伸试验现象： 屈服：
t max引起
颈缩：
断裂：
低碳钢拉伸试验动画：
扭转试验
3．测定灰铸铁抗切强度 tb
T
Tb ?
抗切 强度
：
t
b
?
Tb Wp
O
灰铸铁扭转试验现象 ：
断裂：
拉应力引起
扭转试验
五、试验步骤：
1、测定试样尺寸 2、实验机准备 3、安装试样 4、测定低碳钢切变模量G；
5、测定低碳钢屈服切应力t s 、抗切强度tb ；
6、测定灰铸铁抗切强度t b 7、关机；进行试验数据处理
《材料力学》实验
力学性能试验 一、拉伸试验 二、压缩试验 三、扭转试验
拉伸试验
一、试验目的
1．测定低碳钢拉伸强度性能指标 (s s、 s b) 2．测定低碳钢塑性性能指标 (d、 y )
3．测定铸铁抗拉强度 s b
4．比较两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象 二、试验仪器
1．万能材料试验机 ； 2．电子引伸仪； 3．游标卡尺。
标距
l0
拉伸试验
三、试样
1．材料类型 低碳钢：塑性材料的典型代表 灰铸铁：脆性材料的典型代表
d0
标点
2．标准试样：尺寸符合国标的试样 标距：等截面测试部分长度
拉伸试验
1)圆形截面
2)矩形截面
t b
l0
l0 ? 11.3 A0 或 l0 ? 5.65 A0
l0=10d0 l0= 5d0
拉伸试验
四、试验原理
F
F bc
强度极限 ：
拉伸试验
O
s
bc ?
Fbc A0
?l
灰铸铁压缩 试验现象 ：
t max引起
压缩试验
五、试验步骤：
1、开机：打开电源开关，启动计算机进入试验机软件 测试系统
2、测量试样直径 3、装夹试样，软件参数调零 4、试验基本参数设置 5、测试 6、卸载并取出试样 7、关机；进行试验数据处理
F
将试样安装在实验机的上下夹头中， 引伸计装卡在试样上，启动实验机对 ? l/2 试样加载，实验机将自动绘出载荷位 移曲线（F—? l 曲线）
l
观察试样的受力、变形直至破坏的全 ?l/2 过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的
四个阶段（弹性阶段，屈服阶段、强 化阶段和颈缩阶段）
F
拉伸试验
低碳钢拉伸机械性能 (s s、 s b 、 d、 y )
拉伸试验
灰铸铁拉伸时没有屈服阶段，在变形很小的情况下断裂，断 口为平端口，只能测得其抗拉强度。
测定灰铸铁抗拉强度 s b
F
抗拉强度 ：
Fb
s
b?
Fb A0
?l
O
拉伸试验
五、试验步骤：
1、开机：打开电源开关，启动计算机进入试验机软件 测试系统
2、系统参数设置
3、试验基本参数设置
4、试验过程设置
5、装夹试样，安装引伸计