材料力学实验

材料力学实验Last revision on 21 December 2020

实验一实验绪论

一、材料力学实验室实验仪器

1、大型仪器：

100kN（10T）微机控制电子万能试验机；200kN（20T）微机控制电子万能试验机；WEW-300C微机屏显式液压万能试验机；WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机

2、小型仪器：

弯曲测试系统；静态数字应变仪

二、应变电桥的工作原理

三、材料力学实验与材料力学的关系

四、材料力学实验的要求

1、课前预习

2、独立完成

3、性能实验结果表达执行修约规定

4、曲线图一律用方格纸描述，并用平滑曲线连接

5、应力分析保留小数后一到二位

实验二轴向压缩实验

一、实验预习

1、实验目的

I、测定低碳钢压缩屈服点

II、测定灰铸铁抗压强度

2、实验原理及方法

金属的压缩试样一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的倍~3倍。混凝土、石料等则制成立方形的试块。

低碳钢压缩时的曲线如图所示。实验表明：低碳钢压缩时的弹性模量E 和屈服极限σε，都与拉伸时大致相同。进入屈服阶段以后，试样越压越扁，

横截面面积不断增大，试样抗压能力也继续增强，因而得不到压缩时的强度

极限。

3、实验步骤

I、放试样

II、计算机程序清零

III、开始加载

IV、取试样，记录数据

二、轴向压缩实验原始数据

指导老师签名：徐

三、轴向压缩数据处理

测试的压缩力学性能汇总

强度确定的计算过程：

实验三轴向拉伸实验

一、实验预习

1、实验目的

（1）、用引伸计测定低碳钢材料的弹性模量E；

（2）、测定低碳钢的屈服强度，抗拉强度。断后伸长率δ和断面收缩率；

（3）、测定铸铁的抗拉强度，比较两种材料的拉伸力学性能和断口特征。

2、实验原理及方法

I．弹性模量E及强度指标的测定。（见图）

低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线

（1）测弹性模量用等增量加载方法：F o＝（10%～20%）F s， F n＝（70%～80%）F s 加载方案为：F0=5，F1=8，F2=11，F3=14，F4=17 ，F5 =20 （单位：kN）

数据处理方法：

平均增量法

)

,

(

)

(

0取三位有效数

GPa

l

A

l

F

E

m

om

∆

⋅

∆

=

δ（1）

线性拟合法

()

GPa

A

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l

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n

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i

i

i

i

i

i⋅

∆

∑

-

∑∆

∑

∑

-

∑

=

2

2

)

(

（2）

l o — 原始标距

A om — 原始标距范围内横截面面积的平均值 )1~0()()(1-=∆-∆∑=∆+n i n l l l i i m δ－引伸计伸长增量的平均值；

（2）、强度指标

屈服强度 0A F s s =

σ（N/mm 2或MPa ） 抗拉强度

0A F b b =

σ（N/mm 2或MPa ） II 、塑性指标 ψ

δ、的测定: 断后伸长率 %1001⨯-=

o o l l l δ

断面收缩率

%100010⨯-=A A A ψ l 1－拉断后的标距长度 A 0－原始横截面积的最小值。 A 1－颈缩处的最小横截面积。

2、 通过预习回答下列问题

（1） 如何测定试样的原始横截面面积 游标卡尺

（2） 低碳钢的屈服强度通常取屈服阶段的哪个载荷进行计算 下屈服阶段

（3） 对低碳钢试样拉断后的标距测量，什么情况可以直接对接测量什么情况要求

用断口移中法测量（要仔细阅读标距测量断口移中法） 1/3*l0内，否则且

测量结果不合格的时候可采用断口移中法测量。

二、实验原始数据

三、数据处理

（一）低碳钢拉伸弹性模量E的测定

（二）E值

（三）强度指标和塑性指标的测定

指导老师签名：徐

强度和断面收缩率确定的计算过程：

思考题

1、测定E时为何要加初载荷F0，限制最高载荷Fn采用分级加载的目的是什么

为了减小误差。分级加载目的是使测得的弹性模量E减小误差，同时验证材料是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。

实验四扭转破坏实验

一、实验预习

I、实验目的

II、实验原理及方法

低碳钢实验步骤：

1、测量试样；

2、检查设备线路，并打开设备电源以及配套软件操作界面；

3、安装扭角测试装置，将一个定位环夹盒套在试样的一端，装上卡盘，将螺钉拧紧，再将另一个定位环夹套在试样的另一端，装上另一卡盘；根据不同的试样标距要求，将试样搁放在相应的V形块上，使卡盘和V形块的两端贴紧，保证卡盘与试样垂直，以确保标距准确，将卡盘上的螺母拧紧；

4、将试验机两端夹头对正，装夹试件，进行保护，清零；

5、记录实验数据；

6、实验结束后，取下试件，观察试样破坏断口形貌，打印实验结果，关闭软件，关闭电源。

铸铁实验步骤：

与低碳钢扭转实验步骤相同。铸铁是脆性材料，只需记录试件的最大扭矩无需安装扭角测量装置。

二、实验原始数据

指导老师签名：徐