力学实验

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物理实验简单的力学实验

物理实验简单的力学实验

物理实验简单的力学实验力学实验是物理学中基础而重要的一部分,通过实验可以帮助我们理解物体的运动规律和力的作用方式。

在本文中,将介绍一些简单的力学实验,帮助读者更好地理解和掌握力学概念。

实验一:弹簧弹力实验实验材料:弹簧、测力计、托盘、质量块实验步骤:1. 将测力计固定在桌子上,并将弹簧挂在测力计的下方。

2. 在弹簧下方的托盘上放置质量块。

3. 测出托盘上的质量,并记录下对应的测力计示数。

4. 逐渐增加托盘上质量块的重量,记录每次的测力计示数。

实验原理:当质量块增加时,弹簧受到的弹力也随之增加,利用测力计可以直接测量到弹簧的弹力大小。

通过记录不同质量块对应的示数,我们可以验证胡克定律,即弹簧伸长的长度与所受弹力成正比。

实验二:摩擦力实验实验材料:水平细木板、滑轮、绳子、质量块、测力计实验步骤:1. 将绳子系在质量块上,通过滑轮将绳子拧绕在水平细木板上。

2. 使木板保持平稳,调整绳长和质量块的质量,使木板开始运动。

3. 通过调整施加的力的大小,使木板以匀速运动。

4. 不断调整质量块的质量和施加的力的大小,记录示数和所用力的大小。

实验原理:根据牛顿第二定律,当力平衡时,木板以匀速运动,施加在木板上的力大小等于摩擦力的大小。

通过测力计记录施加在木板上的力和所用力的大小,可以推算出摩擦力的大小。

实验三:斜面实验实验材料:光滑斜面、质量块、测力计、绳子实验步骤:1. 将光滑斜面固定在桌子上,并用绳子将质量块绑在测力计上。

2. 将质量块静止放在斜面上,并记录测力计示数为F1。

3. 逐渐加大斜面角度,记录不同角度下的测力计示数F2。

实验原理:根据牛顿第二定律,当质量块处于斜面上静止时,施加在质量块上的力平衡,即受重力和法向力的合力等于零。

通过测力计所示的力大小可以计算出受重力和法向力的大小,进而验证静态力学中的平衡条件。

以上是一些简单的力学实验,通过这些实验可以帮助我们更好地理解力学中的基本概念和原理。

当然,还有许多其他有趣的力学实验可以进行,读者可以根据自己的兴趣和实验条件进行进一步探索和学习。

小学生如何进行简单的力学实验

小学生如何进行简单的力学实验

小学生如何进行简单的力学实验力学是物理学的一个重要分支,它研究物体的运动和相互作用。

对于小学生来说,通过简单的力学实验,可以激发他们对科学的兴趣,培养观察、思考和动手能力。

下面就为小朋友们介绍几个有趣又容易操作的力学实验。

实验一:力与物体的运动材料准备:一个小球、一块光滑的木板、一块粗糙的地毯实验步骤:1、将木板倾斜放置,让小球从木板的高处自由滚落。

2、观察小球在木板上滚动的速度和距离。

3、再把粗糙的地毯铺在木板下方,让小球从相同的高度滚下。

4、对比小球在木板和地毯上滚动的情况。

实验原理:木板表面光滑,摩擦力小,小球滚动的速度快,距离远;地毯表面粗糙,摩擦力大,小球滚动的速度慢,距离近。

这说明摩擦力会影响物体的运动状态。

实验二:浮力的奥秘材料准备:一个装满水的水盆、一个塑料玩具小船、一些小石子实验步骤:1、把塑料玩具小船轻轻放入水盆中,观察小船漂浮在水面上的情况。

2、往小船里逐渐放入小石子,观察小船在水中的位置变化。

实验原理:物体在水中受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的水的重力。

当小船里的石子增多,重力增大,排开的水的体积也增大,直到浮力小于重力时,小船就会下沉。

实验三:重心与平衡材料准备:一块长方形的木板、几个不同重量的积木块实验步骤:1、把木板平放在桌子上,尝试让木板在一个支撑点上保持平衡。

2、逐渐改变支撑点的位置,观察木板的平衡情况。

3、把积木块放在木板的不同位置,再次尝试让木板平衡。

实验原理:物体的重心越低、支撑面越大,物体就越容易保持平衡。

改变积木块的位置会影响木板的重心位置,从而影响平衡。

实验四:弹性的力量材料准备:一根橡皮筋、几个砝码实验步骤:1、把橡皮筋一端固定,另一端挂上一个砝码,观察橡皮筋的伸长情况。

2、逐渐增加砝码的数量,观察橡皮筋的伸长变化。

实验原理:橡皮筋具有弹性,在受到外力拉伸时会发生形变,产生弹力。

挂的砝码越多,外力越大,橡皮筋的伸长量也就越大。

在进行这些力学实验时,小朋友们要注意以下几点:首先,一定要在家长或老师的陪同下进行实验,确保安全。

物理实验报告基本力学(3篇)

物理实验报告基本力学(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握力学实验的基本操作方法和实验技巧。

2. 学习使用力学实验仪器,如天平、弹簧测力计、刻度尺等。

3. 通过实验验证力学基本定律,如牛顿运动定律、胡克定律等。

4. 培养实验数据分析、处理和总结的能力。

二、实验原理1. 牛顿运动定律:物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即 F=ma。

2. 胡克定律:弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,即 F=kx,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的伸长量。

3. 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,即F浮 = G排= ρ液体gV排,其中ρ液体为液体的密度,g 为重力加速度,V 排为物体排开液体的体积。

三、实验仪器1. 天平:用于测量物体的质量。

2. 弹簧测力计:用于测量力的大小。

3. 刻度尺:用于测量物体的长度。

4. 金属小球:用于验证牛顿运动定律。

5. 弹簧:用于验证胡克定律。

6. 烧杯:用于验证阿基米德原理。

7. 水和盐:用于验证阿基米德原理。

四、实验步骤1. 验证牛顿运动定律(1)将金属小球放在水平面上,使用天平测量小球的质量。

(2)用弹簧测力计测量小球所受的重力。

(3)改变小球的质量,重复步骤(2),记录数据。

(4)根据 F=ma,计算小球的加速度。

2. 验证胡克定律(1)将弹簧一端固定在支架上,另一端连接弹簧测力计。

(2)逐渐增加弹簧的伸长量,记录弹簧测力计的示数。

(3)计算弹簧的劲度系数 k。

3. 验证阿基米德原理(1)在烧杯中装入适量的水,将金属小球浸入水中,使用天平和刻度尺测量小球的质量和体积。

(2)将金属小球浸入盐水中,重复步骤(1),记录数据。

(3)根据阿基米德原理,计算小球在水和盐水中所受的浮力。

五、实验数据及处理1. 验证牛顿运动定律物体质量:m = 0.2 kg重力:F = 1.96 N加速度:a = F/m = 9.8 m/s²2. 验证胡克定律弹簧伸长量:x = 0.1 m弹簧测力计示数:F = 0.98 N劲度系数:k = F/x = 9.8 N/m3. 验证阿基米德原理水中浮力:F水 = G排= ρ水gV排 = 0.98 N盐中浮力:F盐 = G排= ρ盐水gV排 = 1.02 N1. 实验验证了牛顿运动定律,物体受到的合外力与其质量成正比,与加速度成正比。

大一大二必修课力学实验教案

大一大二必修课力学实验教案

大一大二必修课力学实验教案一、实验教案简介力学实验是大一大二必修课程之一,旨在帮助学生理解和掌握物体的受力、运动等基本概念和实验方法。

本实验教案主要涉及力学实验的教学内容、目标、教学步骤、实验仪器和材料,以及实验建议和注意事项。

二、教学内容力学实验教学内容包括静力学和动力学两个方面。

静力学实验主要涉及平衡力和力的分解,动力学实验主要涉及运动学和动力学两个方面。

1. 静力学实验1.1 实验一:力的平衡实验1.1.1 实验目标:通过力的平衡实验,了解和验证物体受力平衡的条件和方法。

1.1.2 实验步骤:1. 将一个附有刻度的竖直杆立在水平桌面上,并用一根绳子的两端挂载重物。

2. 调整绳子的长度和重物的位置,使得杆保持平衡状态。

3. 记录下重物的质量、绳子的长度和重心位置等数据。

4. 分析数据,验证力的平衡条件。

1.2 实验二:力的分解实验1.2.1 实验目标:通过力的分解实验,了解和验证力的分解原理和方法。

1.2.2 实验步骤:1. 构建一个倾斜的平面,并在平面上放置一个物体。

2. 采用各种不同的方向和大小的力施加在物体上。

3. 测量物体在水平方向和竖直方向上的加速度,并记录下相关数据。

4. 分析数据,验证力的分解原理。

2. 动力学实验2.1 实验三:直线运动实验2.1.1 实验目标:通过直线运动实验,了解和验证运动学的基本概念和定律。

2.1.2 实验步骤:1. 在水平桌面上设置一个直线轨道,用滑块在轨道上进行摩擦实验。

2. 通过改变滑块的质量和施加的力的大小,观察滑块的加速度和位移变化。

3. 记录下滑块的质量、力的大小和加速度等数据。

4. 分析数据,验证运动学的基本概念和定律。

2.2 实验四:简谐振动实验2.2.1 实验目标:通过简谐振动实验,了解和验证振动的基本概念和定律。

2.2.2 实验步骤:1. 准备一个弹簧和一块挂在弹簧上的物体。

2. 在物体的自由状态下,测量弹簧的原长和物体的质量。

3. 用手轻轻拉伸或压缩弹簧,使物体做简谐振动。

高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全力学实验是高中物理实验的一个重要分支。

在力学实验中,主要研究物体运动的规律,探讨物体的运动状态,包括速度、加速度、力和能量等方面的变化。

本文将介绍十种高中物理力学实验的操作方法及实验结果。

1. 用动量定理验证牛顿第二定律实验目的:通过测量不同质量的小车在经过一定距离后达到的速度,验证牛顿第二定律。

实验器材:小车、导轨、时间计、尺子、重物、电子秤、数据采集器。

实验步骤:1) 在导轨的一端放置重物,使导轨处于倾斜状态。

2) 将小车放在导轨上,对小车进行称重,并记录下小车的质量。

3) 预先将电子秤放在小车所经过的终点,记录下电子秤显示的重量。

4) 启动计时器,放开小车,记录下小车经过一定距离后的时间t及对应的速度v。

5) 重复实验三次,并取平均值。

实验结果及分析:根据动量定理,p=mv,小车在倾斜导轨上的势能转化为动能,在对称点转化为最大动能,此处动能等于摩擦力的负功。

通过实验测量得到小车的速度和质量,可以计算出小车的动能和动量,进而验证牛顿第二定律。

实验结果表明,小车的速度与质量成正比,即v∝m,验证了牛顿第二定律的结论 F=ma。

2. 利用物体自由落体实验验证重力加速度的大小实验目的:通过测量不同高度的物体下落时间,验证物体自由落体时的加速度大小。

实验器材:计时器、绳、微型摆锤、质量块、电子秤、天平。

实验步骤:1) 在实验室地面下方放置微型摆锤,在与微型摆锤对称的另一侧放置重物。

2) 用绳把重物绑定在摆锤上方,让重物自由下落。

3) 同时启动计时器和下落状态的重物,记录下重物在不同高度下落所需的时间t。

4) 重复实验三次,并取平均值。

5) 根据公式s=1/2gt²计算出在不同高度下落的时间t 和自由落体加速度g。

实验结果及分析:通过实验结果计算可得,物体自由落体时的加速度大小为9.8 m/s²,验证了该定值的正确性。

由此还可以推导出万有引力常数 G 和地球质量 M 的数值。

10个让孩子尖叫的物理力学实验

10个让孩子尖叫的物理力学实验

10个让孩⼦尖叫的物理⼒学实验-01 穿透⼟⾖的吸管-这个实验借助了空⽓的⼒量,通过空⽓的作⽤⼒将⼟⾖扎穿。

我们将吸管的⼀端⽤⼿指堵住,吸管内空⽓的唯⼀出⼝就是扎⼊⼟⾖的那⼀端,吸管内空⽓体积在插⼊⼟⾖的那⼀瞬间变⼩,对周围的压强将增⼤。

但这个⼒不⾜以⼤到可以推开⼿指和吸管壁,只能从相对⽐较薄弱的⼟⾖中冲出去,所以我们就能够⽤吸管将⼟⾖穿透。

-02平衡鸟-平衡鸟之所以会平衡,是因为添加回形针后,重⼼由鸟⾝体中部前移到鸟嘴巴,也就是说整只鸟实际的重⼼在嘴尖这点的下⽅。

把鸟嘴巴放在⼿上,就像⼀个篮⼦挂在⼿指上⼀样,鸟就能够稳稳的被托住。

平衡⽊运动员,能在平衡⽊上完美展现各种⾼难度的体操动作,也是因为运动员能很好掌控⾃⼰的重⼼,所以能够达到平衡状态。

-03 奔跑的铁环-在本实验中,我们拉长橡⽪筋然后松开下⾯,由于弹性橡⽪筋向上收缩恢复原状,铁环与⽪筋之间有静摩擦⼒,会随着⽪筋⼀起上升。

⽽我们⽤⼿遮挡住逐渐变短的⽪筋,从视觉看上去好像是铁环在⾃⼰上升。

-04 智取纸币-将纸币⽤⼿指快速敲打下来,是运⽤了惯性的原理。

惯性是物体的⼀种固有属性,是会让物体保持静⽌或者迅速直线运动的状态,抵抗运动状态被改变的性质。

在快速抽取时,当纸币移动的加速度⼤于摩擦⼒能提供的最⼤加速度时,硬币和瓶⼦的移动速度相对落后,重⼒加上惯性,因此就不会移动。

-05 轨道怪坡-我们⽣活中的每个物体都会受到地球引⼒的作⽤,这个⼒就是重⼒。

由于重⼒的作⽤,物体的重⼼都有向下运动(落下或滚下)的趋势,让它的重⼼不断降低。

⽽本实验中,当两个操纵杆平⾏的时候,⼩球重⼼与两⽊杆平⾏,所以⼩球由⽊杆⾼处往低处滚动。

当⽊杆较⾼处慢慢分开时,⼩球在⽊杆开⼝最⼤地⽅,重⼼⽐⽊杆最低处更低。

所以⼩球趋向于向⽊杆开⼝更⼤、重⼼更低的⽅向滚动,形成“怪坡”现象。

-06 悬空硬币桥-本次实验,运⽤了⼀个基本⼒学原理:⼒矩。

⼒矩在物理学⾥是指作⽤⼒使物体绕着⽀点转动的趋向。

高中物理力学实验

高中物理力学实验

高中物理力学实验力学是物理学的一个重要分支,是研究物体运动规律的科学。

在高中物理学课程中,力学实验是非常重要的一部分,通过实验,学生可以更直观地感受物理规律,巩固所学知识。

本文将介绍几个常见的高中物理力学实验,帮助学生更好地理解力学知识。

一、简单机械实验1. 斜面静摩擦系数测定实验实验目的:通过斜面静摩擦系数测定实验,了解斜面上物体受力情况,掌握斜面静摩擦系数的测定方法。

实验器材:斜面、物块、滑轮、吊轮、测力计等。

实验步骤:1)将斜面安装在水平桌面上,测定斜面的角度θ。

2)在斜面上放置一个物块,调整物块位置使其保持静止。

3)利用滑轮和吊轮的组合,在物块上方悬挂一个测力计,测量斜面上物块所受静摩擦力的大小。

4)根据实验数据计算出斜面静摩擦系数μ。

2. 弹簧振子实验实验目的:通过弹簧振子实验,研究弹簧振子的振动规律,了解振动的基本特性。

实验器材:弹簧、振子、计时器等。

实验步骤:1)将一个挂有一定质量的物块的弹簧挂置于支架上,并拉开物块,使其产生振动。

2)用计时器测量振子的振动周期T。

3)改变物块的质量,重新测量振动周期T。

4)根据实验数据分析,探讨弹簧振子振动周期与质量、弹簧刚度之间的关系。

二、动力学实验1. 牛顿第二定律验证实验实验目的:通过牛顿第二定律验证实验,验证牛顿第二定律关于物体受力和加速度之间的定量关系。

实验器材:吊轮、吊坠、测力计等。

实验步骤:1)将一块质量为m的物块用细绳吊挂于吊轮上,并在物块下方挂上一个测力计。

2)测量物块的质量m,并在实验过程中测量不同拉力情况下的加速度a和物块所受拉力F。

3)利用牛顿第二定律公式F=ma,验证实验数据与理论计算值的符合程度。

2. 动量守恒实验实验目的:通过动量守恒实验,验证封闭系统内动量守恒定律。

实验器材:空气瞬时阀、气泵、气压计等。

实验步骤:1)将一根空气鼓吹管封闭在一根底部封盖的可移动塑料圆柱体中,在塑料圆柱体上钻一个小孔,紧靠塑料圆柱体底部,再在小孔处插上一根气压计,并用适当薄膜将气压计正面封闭,然后用适当胶裂封闭气压计所在口适当较高之处。

高中力学小实验报告

高中力学小实验报告

一、实验目的1. 通过实验验证牛顿第二定律的正确性。

2. 理解质量、力和加速度之间的关系。

3. 掌握实验操作和数据处理方法。

二、实验原理牛顿第二定律指出:物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比,加速度的方向与合外力的方向相同。

其数学表达式为:F=ma。

三、实验器材1. 弹簧测力计2. 小车3. 滑轮4. 细线5. 铅块6. 水平桌面7. 秒表8. 米尺9. 计算器四、实验步骤1. 将小车放在水平桌面上,用细线连接小车和铅块,铅块挂在滑轮的另一端。

2. 用弹簧测力计测出铅块的重力G,记录数据。

3. 将小车放在水平桌面上,用米尺测量小车与滑轮之间的距离L,记录数据。

4. 在小车的一端连接弹簧测力计,用米尺测量弹簧测力计与小车之间的距离D,记录数据。

5. 在小车的一端连接细线,另一端连接铅块,调整铅块的质量m,使小车能够顺利运动。

6. 用秒表测量小车通过距离L所需的时间t,记录数据。

7. 改变铅块的质量m,重复步骤5和6,共进行5次实验。

五、数据处理1. 计算每次实验中铅块的重力G与小车受到的合外力F之间的关系。

2. 计算每次实验中小车的加速度a。

3. 计算每次实验中小车的质量m与加速度a之间的关系。

六、实验结果与分析1. 通过实验数据,我们发现铅块的重力G与小车受到的合外力F成正比,符合牛顿第二定律。

2. 通过实验数据,我们发现小车的质量m与加速度a成反比,符合牛顿第二定律。

3. 实验结果与理论分析一致,验证了牛顿第二定律的正确性。

七、实验结论通过本次实验,我们成功验证了牛顿第二定律的正确性,了解了质量、力和加速度之间的关系。

在实验过程中,我们掌握了实验操作和数据处理方法,为以后的学习奠定了基础。

八、实验注意事项1. 在实验过程中,注意保持实验环境的安静,以免影响实验数据的准确性。

2. 在测量距离和力时,尽量保证精度,减小误差。

3. 在调整铅块质量时,注意观察小车运动情况,确保实验顺利进行。

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金属材料拉伸试验22107 第8周_星期二_第7--8节金属材料压缩试验,金属材料扭转试验22107 第10周_星期一_第5--6节梁弯曲正应力实验22214 第11周_星期一_第5--6节实验一拉伸试验一、概述拉伸试验是材料力学性能测试最基本、最常用的试验之一,它通过对各种材料在常温、静载、轴向受力状况下的拉伸破坏,测出材料相应的力学性能指标,这些指标是进行工程设计选材以及鉴定工程材料强度的主要依据。

金属材料的拉伸试验依据国家标准GB228-2002执行。

本试验采用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表,进行破坏性试验。

二、实验目的1.测定低碳钢的下屈服点(屈服强度)R el 、抗拉强度R m、断后伸长率A11.3和断面收缩率Z;2.测定铸铁的抗拉强度R m;3.观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的各种现象;4.掌握万能材料试验机自动测试系统的操作方法。

三、实验设备1.液压式万能材料试验机2.试件划线机3.游标卡尺4.计算机+智能变送器+材料性能测试系统四、试件制备试件的尺寸和形状对试验结果有影响,为了避免这种影响,使得所测各种材料的机械性能结果具有可比性,国家标准(GB228-2002)《金属材料室温拉伸试验方法》对试件尺寸和形状的加工制作有统一规定。

拉伸试样一般采用圆棒形和板形两种形式。

每个试样由三部分组成,即夹持部分、过渡部分和工作(平行长度)部分。

(见图1)图1常见拉伸试样工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态,均匀部分的有效工作长度L0称为标距。

d0、S0夹表示工作部分的直径和截面积。

过度部分必须有适当的圆弧过度并光滑,以降低应力集中,保证实验过程中该处不会断裂。

夾持部分用以传递荷载,其形状和尺寸应与试验机钳口相匹配。

平行部分长度对圆形试样不小于L0+d0,对矩形试样不小于L0+b0/2。

试验中如果因原材料尺寸或其他原因不能采用标准试样时,可选用比例试样或定标距试样:比例试样L o=Ks01/2其中系数K通常为5.65或11.3,前者称为短试样,后者称为长试样;S0为试样平行部分原始面积。

对圆棒试样来说,短试样和长试样的标距分别等于5d0和10d0定标距试样的L0与S0无上述关系。

本试验采用d0=10mm,标距L0=100mm的圆棒长比例试件。

五、实验原理应用DZXS-Ⅱ智能应力变送器接受液压万能材料试验机传感器的信号,并对其进行处理后送入JBK测试软件,实现静力材料力学性能的自动测试。

1、低碳钢拉伸低碳钢的拉伸图(图2-a)(如下);实验过程四个变形阶段,弹性阶段、屈服阶段、断裂破坏阶段,观察各阶段产生的现象,自动采集下屈服力F el、最大力F m;试样拉断后测量断后标距L1和缩颈处最小直径d1并记录。

由此计算试验结果:低碳钢的下屈服点(屈服强度)R el 、抗拉强度R m、断后伸长率A和断面收缩率Z;+图2- a低碳钢拉伸图图2-b铸铁拉伸图应当指出记录的拉伸变形Δl不只是标距部分的伸长,还包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动等,试件开始受力时,头部在夹头内的滑动较大,故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

对于低碳钢材料,屈服阶段(S-S′)出现峰、谷值。

上屈服点S受变形速度和试件形状等的影响较大,而下屈服点S′则相对稳定,故工程上以S′点对应的载荷作为材料下屈服力,用F el来表示。

确定下屈服力F el:当试验进入屈服阶段时,此时可观察曲线的若干谷值,国标GB228-2002规定:取最小谷值作为F el(而第一次谷值不计)。

试件拉伸达到最大力F m 之前,在标距范围内的变形基本是均匀的。

从最大力开始,出现局部轴向伸长加快和缩颈现象。

由于缩颈处的截面面积迅速减小,以同样的位移速度继续拉伸所需的载荷也相应的变小,直至E点断裂为止。

2、铸铁拉伸铸铁试样试验时,利用测试软件可得到拉伸图(图2-b);自动采集最大力F m;自动得到抗拉强度R m。

六、实验步骤1.试件准备打磨:打磨低碳钢试件工作部分,使其明亮光滑,有助于观察到屈服阶段产生的滑移线。

划线:为便于分析低碳钢试件变形情况,用划线机在试样工作部分表面划标距线。

测量:用游标卡尺测量。

在试样原始标距段内的两端及中间取三个截面,在每一截面分别沿互相垂直的两个方向各测一直径数值,取二者平均值,作为该截面直径数值。

三个截面中最小的数值作为原始直径数值。

2.估选试验机加载量程(挂砝码)根据试样材料的抗拉强度R m估计值和原始横截面面积A0估算试验的最大载荷。

再根据最大载荷的大小,选择合适的量程。

3.低碳钢试样①自动测试a.接通万能材料试验机,将万能试验机工作台上升10mm左右,设备调零(即调整摆锤刻度线与设备刻度线相重合,刻度线见万能试验机);启动测试软件系统,设置有关实验参数。

b.点击主菜单,选择“系统设置”再点击“测试方法”选择“调用”、接下来点击测试类型(如拉伸)、选中测试方法编号(询问指导老师)后,点击“下一步”。

在“信息登录”空格输入测试数据文件名(如班级、小组,十六字符以内),点击“下一步”。

c.在“运行”项执行测试,屏幕上点击“联机”。

点击“继续”输入试样编号和尺寸。

d.在万能机上安装试件,若需要还可在试件上安装引伸计。

e.点击计算机屏幕上的“启动”,然后打开万能试验机送油阀使试样开始加力,这时计算机自动绘制受力图并可随时观察送油阀进油量的大小,以控制加载速度和记录下屈服力、最大力直至试样断裂。

②手动测试a.打开送油阀将工作台上升10mm左右,设备调零,指针调零即调整测力主动指针对准读数度盘“零”点,并使副针与之靠拢,同时调整好自动绘图仪。

b.检查及试车请教师检查以上步骤的完成情况后,开动试验机,预加少量载荷(应力不应超过材料的比例极限)然后卸载至零点,以检查试验机工作是否正常。

c.进行试验Ⅰ开动试验机使之缓慢匀速加载。

注意观察测力指针的转动、自动绘图的情况和相应的试验现象。

当测力指针不动或反复波动时,说明材料开始屈服,记录下屈服力F el。

并观察试件上的滑移线。

Ⅱ继续加载,当试验进入强化阶段后但不到最大力时可进行卸载,在自动绘图纸上观察到卸载与加载的曲线变化,卸载到零点后,再开动机器继续加载,此时可以观察到冷作硬化现象。

Ⅲ继续加载,当试件受力超过最大力时,主动针开始后退,此时可观察试件上出现局部缩颈现象直至试件断裂。

关闭万能机送油阀,由副针读出最大力F m并记录之。

Ⅳ取下试件。

将断裂试件的两段对齐并尽量挤紧,用游标卡尺测量断裂后的标距L1,测量断口缩颈处的最小平均直径d1,计算断口处最小横截面面积S1。

4.铸铁试样自动测试、手动测试的方法类似于低碳钢的测试方法,测试结果只有一个强度指标R m。

七、实验结果的处理1.自动测试结果处理① 输入试样断后标距L 1和断口处最小平均直径d 1到计算机。

② 可用“逼近线”的方法(JBK 测试软件上的一种方法,可从“结果设置”中调出)来检验自动采集到的数据是否可靠,若不可靠可到主菜单上的“数据管理”中点击“查看数据点”从原始记录曲线上找出正确参数,点击“结果复算”将错误数据给予订正。

③ 结果确认正确后,打开“数据管理”点击“曲线处理”出现绘制曲线图,可将曲线图的比例调至最佳状态下进行打印。

④ 打开报告文件,可将本次试验结果用报告格式打印出来。

2.手动试验结果处理① 根据下屈服力F el 及最大力F m 计算下屈服点R el 及抗拉强度R m ,其值分别为el 0F elR S =0mm FR S =② 根据试验前后的标距长度和横截面面积计算断后伸长率δ和断面收缩率ψ其值分别为10100%L L A L -=⨯01100%S S z S -=⨯注:断后标距L 1的测量直接法:若断口到最邻近标距端点的距离大于1/3L 0时,直接测量标距两端间的距离. 位移法:若断口到最邻近标距端点的距离小于或等于1/3L 0。

时,则需按下述方法进行断口移中测定L 1在长段上从断口0处取基本等于短段的格数得B 点,若所余格数为偶数(图3-a )则取其一半得C 点。

此时L 1=AB+2BC若所余格数为奇数(图3-b ),则分别取所余格数减一的1/2得C 点和所余格数加一的1/2得C 1点。

此时L 1=AB+BC+BC 1 当断口在标距以外时,试验结果无效。

图3 用移位法确定断后伸长率 (a )余格为偶数;(b )余格为奇数八、金属材料拉伸断口分析金属质量的优劣常可以通过断口形状来判别。

此外,当构件发生破坏时,也可以通过断口分析,并结合其它辅助方法来弄清其破坏原因。

用光滑试件进行拉伸试验时,断裂往往发生在宏观或微观缺陷处,例如成分偏析、夹渣、气泡等,是属了材料质量问题,对于构件则由于加工工艺不当或有应力集中等,会造成各种裂纹。

断口分析可以从宏观和微观两个方面进行,宏观分析反映断口全貌,微观分析则可以揭示其本质,拉伸断口分为韧性断口(以低碳钢为代表)和脆性断口(以铸铁为代表)。

韧性断口形成过程:在颈缩形成之前,拉伸试样标距内各横截面上的应力分布是相同的、均匀的。

一旦颈缩开始,颈缩截面上的应力分布就与其他截面不同了,且其截面上的应力分布不再保持均匀,图4即为颈缩截面上的应力分布示意图。

设在离颈缩较远的均匀变形截面S b 处试样承受的单向轴向应力为σ1,但在颈缩处附近图中阴影体积部分将基本上处于无应力状态,所以,当颈缩处产生纵向伸长变形的同时横向发生收缩,但这部分体积将阻止其横向收缩变形,从而出现横向阻力。

所以,该处不再是单向受力而是处于三向受力状态,即图示的轴向应力σl ,径向应力σr 和切向应力σt ,而且由于σr 和σt 的出现,提高了塑性流变所需的轴向应力σl 。

因σl 在试样心部最大(见图4),裂纹开始于试样心部,起初在试样中心部分出现许多已明显可见的显微空洞(微孔),随后这些微孔增大,聚集而形成锯齿状的纤维断口,通常呈环状(图5)当此环状纤维区扩展到一定尺寸(裂纹临界尺寸)后,裂纹开始快速扩展而形成放射区。

放射区出现后,试样承载面积只剩下最外圈的环状面积,最后由最大剪应力所切断,形成剪切唇。

脆性断口一般断口平齐,并垂直于拉应力方向呈现脆性断裂图4 颈缩截面上的应力分布示意图图5 韧性断口示意图九、实验记录1 原始记录表格十、思考题:1.试比较低碳钢和铸铁在拉伸时的机械性能;试根据不同的断口形状说明材料的两种基本断裂形式。

2.用材料和直径相同而标距长度分别为5d0和10d0两种试件测定断后伸长率δ,试验结果有何差别?为什么?3.液压式万能材料试验机工作之前,为何要将工作台上升10mm左右?4.若受力试件的变形已超出弹性阶段,而进入强化阶段,则试件只有塑性变形而无弹性变形,这一结论对吗?为什么?5.用直径d=10.00mm的低碳钢试件做拉伸试验测得的有关数据已记录于下表,试计算其比例极限、屈服极限、强度极限、弹性模量和延伸率。

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