工程力学实验报告标准答案
工程力学课后习题标准答案静力学基本概念与物体受力分析标准答案
第一章静力学基本概念与物体的受力分析下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。
1.1试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。
解：如图1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。
解：如图1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。
在定滑轮上吊有重为W的物体H。
试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。
解：如图1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转方向如图所示。
试分别画出两齿轮的受力图。
解：1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。
解：第二章汇交力系2.1在刚体的A点作用有四个平面汇交力。
其中F1＝2kN，F2=3kN，F3=lkN，F4=2.5kN，方向如题2.1图所示。
用解读法求该力系的合成结果。
解2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F1＝1kN，F2=2kN，F3=l.5kN。
求该力系的合成结果。
解：2.2图示可简化为如右图所示2.3 力系如题2.3图所示。
已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。
解：2.3图示可简化为如右图所示2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4图所示。
已知，试求绳所受的拉力及墙所受的压力。
解：2.4图示可简化为如右图所示墙所受的压力F=57.74N2.5 均质杆AB 重为W 、长为 l ，两端置于相互垂直的两光滑斜面上，如题2.5图所示。
己知一斜面与水平成角，求平衡时杆与水平所成的角及距离OA 。
解：取 AB 杆为研究对象，受力如图所示由于杆件再三力作用下保持平衡，故三力应汇交于C 点。
AB 杆为均质杆，重力作用在杆的中点，则W 作用线为矩形ACBO 的对角线。
由几何关系得 所以 又因为 所以2.6 一重物重为20kN ，用不可伸长的柔索AB 及BC悬挂于题2.6图所示的平衡位置。
工程力学课后习题答案-工程力学实验课后题答案之欧阳地创编
题3-1图
3-2 图示力系中，F1=100N，F2=300N，F3=200N，各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化
题3-2图
3-3 边长为a的等边三角形板，用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶，其矩为M，不计板重，试求各杆的内力。
题3-3图
3-4如图所示的空间构架由三根杆件组成，在D端用球铰链连接，A、B和C端也用球铰链固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN，若各杆自重不计，求各杆的内力。
题2-8图
作两曲杆的受力图，BC是二力杆，AB只受力偶作用，因此A、B构成一对力偶。
即
2-9 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束反力。
题2-9图
1作受力图
2、BC只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡
3、构件ADC三力汇交
2-10 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m,CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计，求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。
3-9求下列各截面重心的位置。
1.建立图示坐标系
(a)
(b)
题3-8图
3-10试求振动打桩机中的偏心块（图中阴影线部分）的重心。已知 ， ， 。
题3-9图
3-11试求图示型材截面形心的位置。
3-12试求图示两平面图形的形心位置。
第四章
4-1何谓构件的承载力？它由几个方面来衡量？
4-2材料力学研究那些问题？它的主要任务是什么?
题2-3图
以AC段电线为研究对象，三力汇交
《工程力学实验》标准答案
《工程力学实验》标准答案（2006-2007学年第1学期）2007.1.12A 卷1 【单自由度系统自由振动】（15分）(1)简支梁单自由度系统的力学模型(3分)(2) 简支梁自由振动的有阻尼固有频率(3分)02375.0415=−=ΔT T T s 11.421=Δ=Tf d Hz (3) 简支梁的阻尼比(3分)029022025.0ln4151==A A δ 31062.42−×==πδς (4) 简支梁中点处的等效质量(3分)026.04'1'5'=−=ΔT T T s46.381'=Δ=ΔTf d Hz 504.0122=−Δ=Δd d f f m m kg(5) 简支梁中点处的等效刚度(3分)35268)2(222==≈=d d n f m m m k πωωN/m2 【单自由度系统强迫振动】（10分）（1）（6分） 答：单自由度系统强迫振动力学模型由质量、弹簧、阻尼和外部激振力组成，其基本方程为：t F kx x c xm ωsin 0=++&&&。
如右图所示。
（2）（4分）答：归一化的幅频特性曲线为mB B，由于0F B =，则 ()22222020244ωδωωωδ+−=mB B可见mB B跟外部激励力没有关系，只跟外部的激励频率，以及系统的固有频率0ω、阻尼系数δ有关，所以说归一化的幅频特性曲线为系统的固有特性曲线。
（注：答出其结果可得4分）在实验中测试得电压：B K K U 21=，1K 为传感器灵敏系数，2K 为放大器的灵敏系数 课件mm U UB B =与1K 、2K 都没有关系，即归一化的幅频特性曲线与测量仪器无关，是系统的固有特性曲线（注：答出其结果可得2分）。
3 【连杆质心与转动惯量测量】（15分）（1）秒表的读数误差;->提高秒表读数 （2）电子秤的精度误差;->提高电子秤精度（3）空气阻力;->尽量在空气流动少的地方做实验;甚至真空中 （4）质心对准误差;->用激光对准等. （5）g 值取舍误差（6）调节水平的误差;->用高精度的倾角仪校正 （7）水平晃动引起的误差;->该进晃动形式（8）测量绳子长度引起的误差;->应用没有伸缩性的绳子（9）周期计时的开始与结束误差;->应用秒表触发计时;取代人工 （10）线性化误差（11）连杆非对称性误差4 【拉伸与压缩】（10分）如断口到最近的标距端点的距离小于l0/3。
工程力学习题 及最终答案
——————————————工程力学习题——————————————第一章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征？2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类？试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R。
习题2-1图2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2习题2-2图(b)F 1F 1F 2习题2-3图(a )F 1习题2-4图2-5 二力作用如图，F 1=500N 。
为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和α角。
2-6 画出图中各物体的受力图。
F 12习题2-5图(b)(a)(c)(d)AC2-7 画出图中各物体的受力图。
(f)(g) 习题2-6图(b)(a )DC2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
(d)习题2-7图习题2-8图 P(d)(c)(a ) A2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-9图( a )1F 3 ( b )F 3F 2( c) 1F /m( d )F 32-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
2-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷，q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a 、b 的大小。
( a )q 1=600N/m2( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图第三章静力平衡问题习题3-1 图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径D=120mm，压力p=6N/mm2，若α=30︒, 求工件D所受到的夹紧力F D。
弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案 工程力学实验
弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案实验目的：见教材。
实验仪器：见教材。
实验数据记录及处理：(((次数载荷ΔP一 二 三 平均 一 二 三 平均 一 二 三 平均初始值 0 0 0 150N 114 -1 -111 250N 190 -2 -184 350N 265 -2 -257 450N 342 -3 -331 测点B 或(D) ε-45° ε0° ε45° 次数载荷ΔP一 二 三 平均 一 二 三 平均 一 二 三 平均初始值 0 0 0 150N 165 201 -31 250N 274 336 -52 350N 383 469 -74 450N 493 604 -95(四) 数据处理求出A 、B(或C'、D')点主应力大小及方向. 利用公式:A 点或(C 点) 载荷 计算结果150N250N350N450N备注σ31 6.08/-5.77 10.08/-9.56 14.16/-13.32 18.29/-17.14 MPa tg2α 35.5238.6139.1539.58B 点或(D 点)载荷 计算结果150N 250N 350N 450N 备注σ31 15.78/-1.78 26.22/-3.03 36.64/-4.36 47.17/-5.59 MPatg2α -0.73-0.72-0.72-0.72问题讨论：1、 画出指定A 、B 点的应力状态图.答：12234545450045245450454511()()()12222E tg μμσεεεεεεμεεαεεε-︒+︒-︒︒︒︒︒-︒︒︒-︒+-⎡⎤=+±-+-⎢⎥-⎣⎦-=--A 点τB 点σxσx τ2、 要测取弯曲正应力及扭转剪应力,应如何连接电桥电路?测取弯曲正应力 测取扭转剪应力教师签字:_________日 期:_________45C ε- 45A ε E U DB A BC D 45A ε- 45C ε E U DB A B CDR。
(完整版)工程力学课后详细答案
第一章静力学的基本概念受力图第二章 平面汇交力系2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故：22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故： 223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解：所有杆件均为二力杆件，受力沿直杆轴线。
（a ） 由平衡方程有：0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=（拉力）1.155AC F W=（压力）（b ） 由平衡方程有：0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=（拉力）0.364AC F W=（压力）（c ） 由平衡方程有：0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=（压力）（d ） 由平衡方程有：0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解：（a ）受力分析如图所示：由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解：受力分析如图所示：由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式，得：22.410RA RB F KN F KN==2-5解：几何法：系统受力如图所示三力汇交于点D ，其封闭的力三角形如图示所以：5RA F KN= （压力）5RB F KN=（与X 轴正向夹150度）2-6解：受力如图所示：已知，1R F G = ，2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解：受力分析如图所示，取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后，解得：0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解：杆AB ，AC 均为二力杆，取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式，解得：7.32AB F KN=-（受压）27.3AC F KN=（受压）2-9解：各处全为柔索约束，故反力全为拉力，以D ，B 点分别列平衡方程（1）取D 点，列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==（2）取B 点列平衡方程：由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解：取B 为研究对象：由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象：由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式，且有BCBC F F '= 解得：2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象：由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有：22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解：取A 点平衡：x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得： 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡，取如图坐标系：x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=2-12解：整体受力交于O 点，列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得：2.92RA F KN=1.33DC F KN=（压力）列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得： 1.67AC F KN=（拉力）1.0BC F KN=-（压力）2-13解：（1）取DEH 部分，对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得： 5RD F Q =2REF Q '=（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得： 22RA F Q =2RB F Q P=+（3）取BCE 部分。
工程力学实验报告(完整版)
报告编号：YT-FS-3164-69工程力学实验报告(完整版)After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.互惠互利共同繁荣Mutual Benefit And Common Prosperity工程力学实验报告(完整版)备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。
文档可根据实际情况进行修改和使用。
拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。
这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。
更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。
实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号）1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。
2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。
3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A 和断面收缩率Z4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。
实验设备和仪器万能试验机、游标卡尺，引伸仪实验试样实验原理按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。
将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。
工程力学实验报告答案
一、实验目的1. 了解工程力学实验的基本方法和步骤。
2. 通过实验，掌握力学基本理论在工程实际中的应用。
3. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
二、实验内容1. 材料力学实验：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验。
2. 建筑力学实验：静力平衡实验、超静定结构受力分析实验。
三、实验步骤1. 实验一：拉伸试验（1）将试样固定在拉伸试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量、屈服强度等指标。
2. 实验二：压缩试验（1）将试样固定在压缩试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度、弹性模量等指标。
3. 实验三：弯曲试验（1）将试样固定在弯曲试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度、弹性模量等指标。
4. 实验四：静力平衡实验（1）搭建静力平衡实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证静力平衡原理。
5. 实验五：超静定结构受力分析实验（1）搭建超静定结构实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证超静定结构受力分析原理。
四、实验结果与分析1. 拉伸试验根据实验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量E=...（单位：MPa），屈服强度σs=...（单位：MPa），抗拉强度σb=...（单位：MPa）。
2. 压缩试验根据实验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度σc=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
3. 弯曲试验根据实验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度σb=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
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6 4
2 1
3 5
7
y2
y2
1 y1
距中性层
Y1=10mm Y2=15mm
试件尺寸 b= 20mm L= 620mm h= 40mm a=150mm
F
h
a
a
b
12
3、记录及计算结果
载荷
应变(με)
测点
ε1
ε2
1
2
3
4
5
6
7 4、结果比较:
应力(MPa)
σ1 σ2 σ3 σ4 σ5 σ6 σ7
实验值
mm
试验后草图
强度指标:
Ps =__22.1___KN P b =__33.2___KN
塑性指标: 伸长率δ = L1-L ×100% = 33.24 %
L 低碳钢拉伸图:
屈服应力 σs= Ps/A __273.8___MPa 强度极限 σb= Pb /A __411.3___MPa
面积收缩率ψ = A − A1 ×100% = 68.40 % A
200mm
载荷 试件内径 试件外径
(N)
d
D
36mm 40mm
L1 L
L2
15
P
B
C d
A D
D
(三) 实验数据记录表格
测点 A 或(C)
次数 载荷ΔP
一
ε-45°
二 三 平均 一
初始值
0
150N
114
250N
190
350N
265
450N
342
ε0°
二 三 平均 一
0 -1 -2 -2 径 d= 10.16 mm 截面面积 A= 81.03 mm2 计算长度 L= 100 mm
试验前草图
试验后 最小直径 d= 10.15 mm 截面面积 A1= 80.91 mm2 计算长度 L1≈ 100 mm
试验后草图
强度指标: 最大载荷 Pb =__14.4___ KN
1
2
3
4
5
6
扭矩 ∆Mn
相对扭转角
G
=
∆MnL0 ∆ϕ IP
=
32∆MnL0 π d 4∆ϕ
=
(二)结果比较(μ=0.3) 理论计算
E
G理 =
= GPa
2(1+ µ)
实验值
G 实=
GPa
误差%
8
问题讨论： 1、 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。 2、 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。
强度极限σb= Pb / A = _177.7__ M Pa 问题讨论： 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.
250N
350N
450N 备注
26.22/-3.03 36.64/-4.36 47.17/-5.59 MPa
-0.72
-0.72
-0.72
问题讨论：
1、 画出指定 A、B 点的应力状态图. 答：
A点
B点
σx
所以铸铁断口和扭转方向有关。
教师签字:__________ 日 期:__________
11
六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理：
例：
1、原始数据记录: 试件材料 弹性模量 E 载荷 P
低碳钢 213GPa 4000N
灵敏系数 ；2.27 2、梁布片图:
14
教师签字:__________ 日 期:__________
七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理：
(一) 原始数据记录
试件计算长度 材料 E 值 泊松比
L1
70 GPa 0.33
300mm
(二) 弯扭组合试验台装置图
力臂长度 L2
试验前
试件形 状草图
试验后
屈服载荷 屈服应力
最大载荷 抗压强度
Ps = ___49_____KN σs= ____277.4__MPa
Pb = __ _153_ _KN σb= _ _866.2__MPa
问题讨论： 1、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。
教师签字:_________ 日 期:_________
9
五、扭转破坏实验报告标准答案
实验目的： 见教材。
实验仪器： 见教材。
实验数据记录及处理： (一) 试验数据记录
尺寸
直径 d(mm) 计算长度 L(mm)
抗扭截面模量 mm3 Wp = π d 3 ≈ 0.2d 3
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(二)
屈服扭矩 Ms 破坏扭矩 Mb 性能计算
教师签字:_ _______
日 期:___ _____
3
二、压缩实验报告标准答案
实验目的：
见教材。
实验原理：
见教材。
实验数据记录及处理：
例：(一)试验记录及计算结果
材料
低碳钢
试件尺寸
直径 d =_15__mm 长度 L =____20____mm 面积 A =__176.63 _mm2
铸铁
直径 d =__15____mm 长度 L =___20_____mm 面积 A =__176.63 _mm2
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一、拉伸实验报告标准答案
实验目的：
见教材。
实验仪器
见教材。
实验结果及数据处理：
例:(一)低碳钢试件
试验前 最小平均直径 d= 10.14 mm 截面面积 A= 80.71 mm2 计算长度 L= 100 mm
试验前草图
试验后
最小直径 d= 5.70 mm
截面面积 A1= 25.50 mm2
计算长度 L1= 133.24
试件材料
碳钢
铸铁
10
10
100
100
200
200
35.5 N·m 80.5 N·m
46.5 N·m
τ 1、碳钢:扭转屈服极限: s = Ms = 177.3 MPa
Wp
τ 扭转强度极限 b = Mn = 402.4 MPa
Wp
τ 2、铸铁:扭转强度极限: b = Mb = 232.5 MPa
Wp
10
碳钢弹性模量 E = ∆P ⋅ L =
MPa
(∆L ⋅ A)
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问题讨论： 1、 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。 2、 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。
（二）引伸仪测量记录:
左 载荷 P 读数 (KN) 读数 A1 (格) 12
表
读数差ΔA1 (格)
右
读数 A2 (格)
24
表
读数差ΔA2 (格)
36
48
5 10
6 12
7 14
（三）数据处理结果
平均(ΔA1)=
平均(ΔA2)=
左右两表读数差平均值:(∆A) = (∆Α1) + (∆A2) ＝ 2
平均伸长增量(ΔL)=__________mm
问题讨论： 1、 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。 2、 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 ，
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2、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。
二 三 平均
0 -111 -184 -257 -331
测点 B 或(D)
次数 载荷ΔP
一
初始值
150N
250N
350N
450N
ε-45°
二 三 平均 一
0 165 274 383 493
ε0°
二 三 平均 一
0 201 336 469 604
ε45°
二 三 平均
0 -31 -52 -74 -95