材料力学指导书-资源勘查与土木工程系-成都理工大学工程
材料力学指导书.
昆明理工大学《材料力学》实验指导书工程力学实验中心二〇一一年一月前言材料力学实验是材料力学课程教学中的一个重要环节。
通过这一环节，不仅丰富了同学的书本知识，使同学们学到测定材料力学性能的基本知识和技能，初步掌握验证材料力学理论的方法，而且对培养同学的实践技能和科学习惯十分重要。
材料力学实验的主要目的在于：1．测定代表各种材料力学性能的力学参数，如屈服极限、强度极限、弹性模量等。
2．验证材料力学的一些理论公式和结论，如梁受纯弯曲时截面上的正应力分布规律，各种受力情况下的变形规律等。
3．对不便于或无法用理论公式进行计算和分析的受力情况，如形状和受力均较复杂的构件，可用实验应力分析的方法解决。
4．通过实验掌握材料力学实验的基本方法和测试技术。
材料力学实验是工程技术人员和各类工科专业的学生所必须掌握的基本技能，在进行实验时同学们应注意以下几点：1．注意了解实验条件和观察实验中的各种现象，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。
2．尽可能将观察到的实验现象与学过的理论知识相结合，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、更巩固。
3．了解机器及仪表的使用方法和工作原理，以便正确地操作和使用。
4．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理解。
5．根据教学安排，实验前先复习教材并预习实验指导书中有关内容，使实验有较大收获。
目录§1 金属材料的拉伸实验 (1)§2 金属材料的压缩实验 (5)§3 钢的弹性模量和泊松比测定实验 (8)§4 金属材料的扭转实验 (10)§5 梁的弯曲正应力实验 (14)§6 弯扭组合变形的应力电测实验 (18)§7 附录一电子万能试验机 (21)§8 附录二液压式万能材料试验机 (23)§9 附录三电阻应变测量简介 (26)附：实验报告单 ................................... 第1～14页共14页§1 金属材料的拉伸实验一、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。
成都理工大学工程技术学院
门类 主要院系
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都理工大学工程技术学院院系设置及专业、审计学、国际贸易、会计与审 计、会计电算化、金融保险 工商管理、旅游管理、物流管理、信息管理与信息系统、电子商务、 工商企业管理、经济信息管理、旅游管理、电子商务、文秘、商务管 理 英语、应用英语、商务日语 艺术设计、工业设计、广告设计与制作 核工程与核技术、热能与动力工程、环境工程、应用物理学、水利水 电工程、热能动力设备与应用 信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、电子科学与技术、电子 信息工程、计算机科学与技术、软件工程、计算机通信、应用电子科 技、计算机应用与技术 机械工程及自动化、材料成型机控制工程、电气工程及其自动化、测 控技术与仪器、自动化、工业设计 土木工程、工程管理、地理信息系统、给水排水工程、地质学、开叉 技术与工程、建筑经理管理、建筑工程管理、宝玉石鉴定与加工
材料力学实验指导书(土木专业)
材料力学实验指导书（适用于土木工程各专业，6学时）专业：_____________班级：_____________学号：_____________姓名：_____________学期：_____________指导教师：_____________华中科技大学力学系基本要求实验前：1. 通过网上预约实验时间和实验项目。
按每个学生小班进行预约。
2. 必须预习并完成每项实验后面所附的思考题。
3. 必须了解实验室有关注意事项。
实验中：4. 遵守各实验室相关规定和课程时间安排。
5. 按照实验指导书要求进行实验。
6. 实验中遇到问题及时向指导老师报告。
7. 保质保量完成实验项目。
实验后：8. 将本实验指导书打印并装订成册 9. 认真完成实验报告。
10. 全部完成实验后，提交给材料力学任课教师。
实验一 金属材料的拉伸和压缩实验实验日期：_____年____月____日 同组人：_____________________________实验1.1 金属材料的拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度sU σ，下屈服强度sL σ和抗拉强度b σ。
2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率δ和断面收缩率ψ。
3．测定铸铁的强度性能指标：抗拉强度b σ。
4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。
5. 学习试验机的使用方法。
二、设备和仪器1．材料试验机。
2．电子引伸计。
3．游标卡尺。
三、试样本次实验采用d 0=10mm 的圆形截面短比例试样。
比例试样的0L =K ＝5.65。
四、实验步骤试样材质辩识：铸铁试样颜色较深，表面可见凸起的小颗粒，竖直落地时声音沉闷；而低碳钢颜色较亮，表面可见刀纹，竖直落地时声音轻脆。
1．测量试样尺寸直径d 0在试样标距两端和中间三个截面上测量直径，每个截面在相互垂直方向各测量一次，取其平均值。
成都理工大学2017年硕士建筑与土木工程参考书目
成都理工大学2017年硕士建筑与土木工程参考书目建筑与土木工程（旅游与城乡规划学院）建筑设计原理：《建筑设计原理》，白旭主编，华中科技大学出版社，2008城市规划原理：《城市规划原理》第四版，同济大学吴志强李德华主编，中国建筑工业出版社，2010建筑设计快题（4小时）：相关建筑设计类书籍及期刊化学工程:分析化学：《分析化学》（第五版上册），武汉大学主编,高等教育出版社，2006化工原理：《化工原理》(上、下)，柴诚敬主编，高等教育出版社，2010物理化学：《物理化学》（第五版）,傅献彩主编,高等教育出版社，2005仪器分析：《仪器分析》（第四版），朱明华主编,高等教育出版社，2008有机合成：《有机合成化学》，王玉炉，科学出版社地质工程（能源学院）沉积岩石学：《沉积岩石学》，曾允孚等，地质出版社石油与天然气地质学：《石油与天然气地质学》，徐国盛等,地质出版社,2012普通地质学：《普通地质学》，陶晓风、吴德超，科学出版社，2007油层物理学：《油层物理学》，王允诚等，四川省科学出版社,2006测井地质学：《测井地质学》，王贵文等，石油工业出版社，2000地震地层学：《地震地层学》，牟中海等，石油工业出版社，2013地球物理测井：《地球物理测井》，宋延杰，石油工业出版社，2011地质工程（环境与土木工程学院）：工程与环境地质学基础：《地质学基础》，宋春青等编著，高等教育出版社，2005《构造地质学》第三版，李忠权，刘顺，地质出版社，2010土力学：《土力学》（第三版），东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技大学合编，建筑工业出版社工程地质学：《工程地质分析原理》（第三版），张倬元等编，地质出版社，2008《工程地质勘察》，张倬元编，地质出版社，1981《工程岩土学》，孔德坊，地质出版社，1992水文地质学：《水文地质学基础》（第六版），王大纯编，地质出版社，2011岩土钻掘工程学：《岩土钻掘工程学》，鄢泰宁，中国地质大学出版社，2009《岩土钻掘工艺学》，鄢泰宁，中南大学出版社，2014工程岩土学：《工程岩土学》，孔德坊等编，地质出版社，1992地貌及第四纪地质：《第四纪地质学与地貌学》，王运生，成都理工大学自编教材文章来源：文彦考研。
材料力学实验指导书.
工程力学实验指导书主讲：林植慧机械与汽车工程学院SCHOOL OF MECHANICAL AND AUTOMOTIVE ENGINEERING实验一, 二 低碳钢(Q235钢)、铸铁的轴向拉伸试验一、实验目的与要求1．观察低碳钢(Q235钢)和铸铁在拉伸试验中的各种现象。
2．测绘低碳钢和铸铁试件的载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及应力―应变曲线(σ―ε曲线)。
3．测定低碳钢拉伸时的比例极限P σ，屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ、断面收缩率ψ和铸铁拉伸时的强度极限b σ。
4．测定低碳钢的弹性模量E 。
5．观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。
6．比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的拉伸力学性能。
二、实验设备、仪器和试件1．微机控制电子万能试验机。
2．电子式引伸计。
3．游标卡尺。
4．低碳钢、铸铁拉伸试件。
三、实验原理与方法材料的力学性能主要是指材料在外力作用下，在强度和变形方面表现出来的性质，它是通过实验进行研究的。
低碳钢和铸铁是工程中广泛使用的两种材料，而且它们的力学性质也较典型。
试验采用的圆截面短比例试样按国家标准（GB/T 228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》）制成，标距0l 与直径0d 之比为51000或=d l ，如图1-1所示。
这样可以避免因试样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：0d 为试样直径，0l 为试样的标距。
国家标准中还规定了其他形状截面的试样。
图 1-1金属拉伸试验在微机控制电子万能试验机上进行，在实验过程中，与电子万能试验机联机的计算机显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―l ∆曲线)，如图1-2所示。
低碳钢试样的拉伸曲线(图1-2a)分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段及局部变形阶段。
如果在强化阶段卸载，F ―l ∆曲线会从卸载点开始向下绘出平行于初始加载线弹性阶段直线的一条斜直线，表明它服从弹性规律。
材料力学实验指导书工科类专业
材料力学实验指导书(工科类专业)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验一 拉伸实验一、 实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。
2.测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。
3.比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。
注：括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。
二、 设备及试样 1.电液伺服万能试验机。
2.0.02mm 游标卡尺。
3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。
把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。
4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。
注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。
比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。
比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。
非比例试样0L 与0S 无关。
三、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，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。
F （轴向拉力）ΔL （标距段伸长量）初始瞬时效应F eL F eH F mOA 'A BCD低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线）以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。
低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。
F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。
为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。
《材料力学》课程教学大纲6页word文档
成都理工大学工程技术学院《材料力学》课程教学大纲自动化工程系、机械工程教研室2019年2月一、课程适用层次、专业、参考课时1、课程适用层次：本科和专科2、课程适用专业：机械工程类本专科各专业3、考学时：56学时（本），50学时（专）二、课程性质、目的和任务1、课程性质：材料力学是机械工程类专业的重要技术基础课。
2、课程目的：通过材料力学的学习，使学生对机械工程中的构件的强度、刚度和稳定性的概念有深刻认识。
3、课程任务：使学生掌握从外力到内力的基础力学知识，初步掌握力学分析和力学计算能力，了解一些力学试验方法和实验设备。
三、课程内容的基本要求、重点和难点1、课程内容的基本要求通过教学，使学生对拉（压）、扭、弯、剪切、挤压几种受里状态的受力，变形，内力，内应力到强度、刚度条件建立，具有系统的认识和正确地理解，能初步应用这些理论解决一些工程实际问题。
对复杂应力状态下的材力计算能初步应用四个强度理论公式去解决。
了解压杆稳定的力学概念和稳定校核，截面设计，许用载荷计算。
初步了解材力实验内容，方法；验证一些力学状态下的试验假设；对碳钢拉伸的应力——应变图能说出力学含义。
2、课程内容重点用截面法计算内力，内力正负判别，内力图示法。
强度、刚度条件建立和应用。
材料极限应力、许用应力、安全因数的选择确定。
正确计算支反力，构件简单截面形状的截面系数计算。
用积分法（叠加法）计算梁弯曲的转角和绕度，以及四个强度理论应用。
3、程内容难点（1）变形叠加原理和节点位段、能量法求变形和解静不足问题。
（2）变截面杆扭转的计算（3）用dM/dx=F s和d2M/dx2=q判别剪力、弯矩图绘制和形状。
截面形心、惯性矩、静矩的求取方法。
积分常数确定（本科）（4）复杂应力状态下斜截面应力计算解析式和应力图应用，确定主平面、主应力。
（本科）四、课程总体安排和学时分配1、总学时：本科56学时，专科50学时2、理论教学：本科50学时，专科44学时3、材力试验：6学时4、理论教学内容及学时分配：主要内容学时分配第一章绪论材料力学的任务与研究对象，基本假设 1第二章轴向拉压应力与材料的力学性能1第一、二节引言轴力与轴力图第三节拉压杆的应力与圣维南原理2第四节材料拉伸时的力学性能第五节材料拉压力学性能进一步研究第六节应力集中概念3第七节许用应力与强度条件第八节连接部分的强度计算第三章轴向拉压变形第一、二、三节引言轴向拉压变2+2（3）形与叠加原理，桁架的节点位移第四、五节拉压与剪切应变能，简单拉压静不定问题 2第四章扭转第一、二、三节引言扭力偶矩计算与扭矩 2第三、四节圆轴扭转横截面上的应力，圆轴扭转强度条2 件与合理设计第五、六、七、八节：圆轴扭转变形与刚度条件，简单静2 不定问题，非圆截面扭转第五章弯曲内应力第一、二、三节引言梁的约束与类型，剪力与弯矩 2第四节剪力，弯矩方程与剪力，弯矩图2+2（3）第五节剪力，弯矩与载荷集度间的微分关系 2第六章弯曲应力第一至四节引言弯曲正应力，弯曲切应力 2第五、六节梁的强度条件，梁的合理强度设计弯拉（压）2+2（3）组合第七章弯曲变形第一、二、三节引言挠曲轴的近似微分方程，计算梁位2+2（3）移的积分法第四、五、六节计算梁位移的叠加法，简单静不足问题，2+2（3）梁的刚度条件与合理刚度设计第八章应力应变状态分析第一、二、三、四节平面应力状态，应力圆，极限应力2+2（3）与主应力第九章复杂应力状态强度问题第一、二、三节引言关于断裂的强度理论，关于屈服的2+2（3）强度理论第十章压杆稳定问题 1注：1、2+2表示理论课2节，习题课2节2、（3）表示用于专科实验教学的实验内容几及学时分配实验内容学时分配1 碳钢拉伸实验 1.52 铸钢压缩试验13 碳钢弯曲实验 1.54 碳钢扭转演示实验15 碳钢冲击演示实验1五、课程教学内容和教学基本要求（一）绪论1、基本要求（1）了解材料力学的任务，明确构件具有足够的能力负担，其应当承受载荷时，须具备强度、刚度、稳定性三大要求。
成都理工大学A区9号楼地基岩土工程勘察
成都理工大学A区9号楼地基岩土工程勘察3.1.前言3.1.1工程概况成都理工大学创新实验楼（甲方）委托2010级地质工程承担了岩土工程勘察任务。
总建筑面积：240m2（长度20m，宽12m），整体呈良好对称性长方形。
其中基底面积为（）。
建筑规模：拟建构筑物为七层实验楼，无地下室，总高约23m。
线性荷载30KN/M/层（基础宽1米为条形基础），基底压力为240KPa。
拟建具体位置：位于明江三级阶地上（主要成分成都粘土），东风区旁，成都理工大学国家重点实验室北8米处。
交通情况：位于成都市二、三环线之间，校园主入口位于成都一级干道成华大道和成南高速的交界处（成都市成华区二仙桥东三路1号）。
这样的地理位置决定拟建位置交通较为便利。
交通图：3.1.2地基岩土工程勘察任务及技术要求3.1.2.1主要依据（1）《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009年版）（2）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（3）《成都地区建筑地基设计规范》GB51/T 5026-2001（4）《高层建筑岩土工程勘察规范》JGJ72-90(5)《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112-87（6）《土工试验规程》GBLT 50123-1999(7)《工程地质手册》第四版20073.1.2.2岩土工程勘察等级根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第3.1条及《高层建筑岩土工程勘察规范》JGJ72-2004第3.0.1条的有关规定确定拟建建筑为一般的工业和民用建筑，安全等级为二级。
根据地震烈度区划图拟建场地地震烈度为7度。
可确定场地复杂程度为二级。
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材料力学实验指导书编写：宋帅成都理工大学工程技术学院土木系结构实验室2011年5月目录试验一拉伸实验 (1)试验二压缩实验 (7)试验三扭转实验 (10)试验四电测法测定材料的弹性模量E、柏松比μ实验 (16)实验一拉伸实验拉伸试验是测定在静载荷作用下材料力学性能的一个最基本最重要试验。
通过拉伸试验中得到的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标，是工程中强度和钢度计算的主要依据，也为工程设计中各种材料的选择提供了数据。
在本次拉伸试验中，我们选择低碳钢与铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，分别进行试验。
一、试验目的1、测定低碳钢材料拉伸时的屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ和截面收缩率Ψ。
2、测定铸铁材料拉伸时的强度极限σb。
3、观察两种材料拉伸过程中的各种现象、拉断后的断口情况，分析二者的力学性能。
二、试验设备1、WE-300型、WE-600型液压式万能材料试验机2、试样打点机3、游标卡尺三、拉伸试样根据不同的材料和要求，对试样的形状、尺寸和加工在国家标准中有规定，必须遵照执行。
在拉伸试验中，试样按试件长度不同可划分为长试样（L0=10d）和短试样（L=5d）。
本次材料拉伸试验采用L 0=10d（L为标距即工作段长度，d为直径，d=10mm）圆形截面试样，见图1-1。
为确保材料处于单向拉伸状态以衡量它的各种性能，拉伸试样有工作部分、过渡部分和夹持部分。
其中工作部分即标距处必须表面光滑，以保证材料表面的单向应力状态；过渡部分必须有适当的台肩和圆角，以降低应力集中，保证该处不会变形或断裂；试样两端的夹持部分是装入试验机夹头中的，起传递拉力的作用。
试验前，需对低碳钢试样打标距，用试样打点机或手工的方法在试样工作段确定L=100mm的标记。
由于塑性材料径缩局部及其影响区的塑性变形在断后延伸率中占很大比重，显然同种材料的断后延伸率不仅取决于材质、而且取决于试样的标距。
试样越短，局部变形所占比例越大，δ也就越大。
为便于相互比较，试样的长度应当标准化。
图1—1 拉伸试样四、液压式万能材料试验机液压式万能材料试验机可以完成拉伸、压缩、弯曲等试验，其主要特点是以相对紧凑的结构产生较大的工作载荷。
主要由加力装置、测力装置组成。
如图1—2所示。
图1—2 液压式万能材料试验机结构简图1构造原理加力装置由机座、立柱、横梁构成固定框架，由动横梁、拉杆、上横梁构成活动框架，再两个框架的横梁之间安置了一个由油缸与活塞组成的油压千斤顶，加载时，来自高压油泵的高压油经过送油阀、油管进入工作油缸，向上举起活塞和活动框架，活动平台上升，在活动平台下方形成拉伸区，上方为压缩区。
控制送油阀的大小可以控制加力速率。
试验完成后，开启回油阀可将油缸内的油放回油箱。
此外，试验前装夹试样时，动横梁调至5～10mm，装夹上夹头，在开动下夹头的电机调整下夹头位置，但切忌用此电机给试样加载。
测力装置采用摆砣式重力平衡测力装置，测力度盘表示为相应的工作载荷。
试验机一般配有A、B、C三个砣以便获得不同的量程，单用A砣对应最小量程，A+B砣对应中间量程，A+B+C砣对应最大量程，试验前必须合理选定摆砣配置，使得试样的特征力（屈服力、最大力）所选量程的30%~80%范围内。
2 液压式万能材料试验机操作规程1）开启总电源。
2）估算所测材料破坏时的最大载荷，选择测力度盘。
3）按开试验机操作面板上的电源开关、油泵开关，通电10分钟，使油路通畅。
4）打开送油阀，动横梁上升5～10mm后关闭送油阀。
5）调节主动指针、从动指针均在零点上。
6）安装试样：拉伸试样先装上夹头后装下夹头；压缩试样放于下平台的中央。
7）开启送油阀，缓慢送油，读出特征力。
8）试样破坏后关闭送油阀，取下试样。
9）开启回油阀，动横梁回复到零位后关闭回油阀。
10）关闭油泵与电源，关闭总电源。
11）清理实验现场。
五、试验方法1、试验前的准备工作接到试样后，核对试样是否与要测试的材料相符，然后检查外观是否符合要求。
对低碳钢材料打标距。
2、试样的测量。
工程中，对试验前用游标卡尺测量低碳钢、铸铁材料的直径d于长试样，测量时取试件的两端及中间三处两个相互垂直的方向各测一次，记录实验报告的表格中。
3、启动与调整试验机试验前，试验机须预热半小时。
试验时，按电源开关，然后再按油泵开关，使试验机启动。
根据经验，在试验机上选择合适的测力度盘，调节测力指针与从动指针，使二指针与零位冲齐，最后调整好自动绘图仪。
4、安装试样将动横梁由零位上升5～10mm ，把试样拿到试验机的主机前，打开试验机上夹头装夹试样的一端，然后一直拉住下夹头，按住立柱上的上行按扭，直到试样的另一端处于下夹头中间位置，放松按扭后再放松下夹头。
夹好试样后分别反复提拉上、下夹头，使试样对中并加紧。
图1—3 拉伸试样的装夹 5、进行试验装夹完试样后，按照试验机操作规程操作。
打开送油阀，使试验机测力计的主动指针带动从动指针缓慢均速转动。
表盘上读出从动指针所指的屈服载荷P S 、最大载荷P b ，将其记录在表中。
低碳钢拉伸过程：a 、 弹性阶段：包括正比例阶段，其正切值tg а为E 弹性模量，此阶段任意一点处卸载，试样能沿着原来的曲线恢复到零点的状态。
b 、 屈服阶段：载荷不增加而变形急剧增大，材料失去抵抗变形的能力，产生屈服。
对于未经过加工的低碳钢材料来说，屈服强度是其应用时的强度极限。
c 、 强化阶段：继续加载，材料继续产生变形，这一阶段，低碳钢材料重新恢复了抵抗变形的能力，实际的生产中，对低碳钢加工，使其达到强化阶段，可使材料的强度极限提高，达到节约材料的目的。
d 、 局部径缩阶段：低碳钢产生明显的径缩现象，断口处有热量产生。
图1—4低碳钢拉伸图 铸铁拉伸图 铸铁的拉伸过程：变形很小时被拉断。
6、试验后的测量和断口的观察低碳钢材料拉断后，须计算其延伸率和截面收缩率，因此要测量断后标距长度和断口(颈缩)处直径。
分析拉伸试样的断口，对于评价材料的质量是很重要的，而且还有助于判断材料的塑性、强度及其综合性能。
观察低碳钢铸铁两种材料的断口，并分析原因。
低碳钢：断后有较大的宏观塑性变形，断口呈灰暗色纤维状，不完全杯锥状，周边为45°的剪切唇——塑性较好铸铁：断口与正应力方向垂直，没有颈缩现象，长度没有变化，断口齐平为闪光的结晶状组织——脆性 7、试验后力学性能比较对不同材料力学性能的比较，我们主要从拉伸过程中材料表现出的不同现象和试样拉断后断裂的现象进行比较。
同学们试验过程中要仔细观察。
六、低碳钢与铸铁强度指标与塑性指标的计算1）低碳钢材料屈服极限 0A P S S =σ（MP a ） 1MPa=12mm N强度极限 0A P bb =σ（MP a ）延伸率 ()%100001⨯-=L L L δ截面收缩率 ()()%100%1002212001⨯-=⨯-=d d dA A A ψ 2）铸铁材料强度极限 0A P bb =σ（MP a ）实验二 压缩实验在实际工程中有些构件承受压力，而材料由于受力形式的不同，其表现的机械性能也不同，因此除了通过拉伸试验了解金属材料的拉伸性能外，有时还要作压缩试验来了解金属材料的压缩性能。
一般对于铸铁、水泥、砖、石头等主要承受压力的脆性材料才进行压缩试验，而对塑性金属或合金进行压缩试验的主要目的是为了材料研究。
例如灰铸铁在拉伸和压缩时的极限不同，因此工程上就利用铸铁压缩强度较高这一特点来制造机床底座、床身、汽缸、泵体等。
一、压缩试验目的1、测定在压缩时低碳钢的屈服极限σS ，铸铁的强度极限σb 。
2、观察两种材料的破坏现象，并比较这两种材料受压时的特性。
二、试验设备：1、WE-300型、WE-600型液压式万能材料试验机2、游标卡尺三、压缩试样本次压缩试验用短形试样见图所示。
试样两端须经研磨平整，互相平行，且端面须垂直于轴线。
试样尺寸DH对压缩变形量和变形抗力均有很大影响。
为使结果能互相比较，必须采取相同的DH值。
此外试样端部的摩擦力不仅影响试验结果，而且改变破断形式，应尽量减少。
本次试验试样规格H ：D=5：3。
图2—1 压缩试样四、试验方法与步骤1、试验前的准备工作接到试样后，核对压缩试样是否与要测试的材料相符，然后检查外观是否符合要求。
工程中，对于短试样用游标卡尺正交测量两次，将数据记入表中。
2、启动与调整试验机试验前，试验机须预热半小时。
根据经验，在试验机上选择合适的测力度盘，调节测力指针与从动指针，使二指针与零位冲齐。
3、安装试样将压缩试样放入试验机下平台的中心，多角度调正，使压缩时试样不产生歪斜。
打开送油阀，使下平台缓慢上移，待试样上端与上平台快接触时关闭送油阀，最后调整好自动绘图仪。
4、进行试验打开送油阀，使试验机测力计的主动指针带动从动指针缓慢均速转动。
试样逐渐压扁，待记录好低碳钢材料屈服载荷后，继续开送油阀直至压成圆鼓形，观察其变形。
对铸铁材料加载时，要眼睛盯住主动指针加载，破坏时，记录最大载荷，迅速关闭送油阀，打开回油阀，取出试样观察其变形。
图2—2 低碳钢压缩图铸铁压缩图五、试验后材料破坏情况观察低碳钢铸铁两种材料的破坏变形情况，分析原因：低碳钢：试样逐渐被压扁，形成圆鼓状。
这种材料延展性很好，不会被压断，压缩时产生很大的变形，上下两端面受摩擦力的牵制变形小，而中间受其影响逐渐减弱。
铸铁：压缩时变形很小，承受很大的力之后在大约45度方向产生剪切断裂，说明铸铁材料受压时其抗剪能力小于抗压能力。
图2—3 低碳钢、铸铁压缩后变形图六、强度指标的计算1）低碳钢材料屈服极限 0A P S S =σ（MP a ） 1MPa=12mm N2） 铸铁材料强度极限 0A P bb =σ（MP a ）实验三扭转实验在实际工程机械中，有很多传动是在扭转情况下工作。
设计扭转轴所用的许用剪应力，是根据材料在扭转破坏试验时，所测出的扭转剪切屈服极限τS或剪切强度极限τb而求得的。
在扭转试验时，即使韧性极好的金属也能在扭转时发生断裂，由于扭转断裂后外形无明显变化，从而可以精确地计算应力和应变情况。
一、试验目的1、测定低碳钢材料的扭转时剪切屈服极限τs，剪切强度极限τb。
2、测定铸铁材料的扭转时剪切强度极限τb。
3、观察两种材料扭转时现象，断后断口情况，进行比较。
二、试验设备1、NJ—50B型扭转试验机2、游标卡尺三、扭转试样根据国家标准，扭转试样一般采用圆形截面试样，与拉伸试样相似。
不同的是两端加持部分被磨出两平行平面，以便装夹。
本次试验也用低碳钢与铸铁材料两种材料作为塑性材料和脆性材料的代表。
图3—1 扭转试样四、扭转试验机扭转试验机用于实施扭转试验以测定材料的抗扭力学性能。
本次扭转试验采用NJ-50B型扭转试验机。
见图3-2。
图3—1 NJ-50B型扭转试验机1、构造原理由加力装置和测力装置组成。