轴向拉伸与压缩实验报告
材料力学轴向拉伸和压缩
1、轴力图的意义：形象地表示整个杆件上轴力沿轴线的变化 情况，确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，为强度 计算提供依据。
2、轴力图的作法：以平行于杆轴线的横
坐标（称为基线）表示横截面的位置；
以垂直于杆轴线方向的纵坐标表示相应 FN
横截面上的轴力值，绘制各横截面上的
x
轴力变化曲线。
§2-2 轴力、轴力图
FNII= -100kN （压力）
+
II
|FN|max=100kN
-
100kN
注：内力的大小与杆截面的 大小无关，与材料无关。
50kN 50kN 50kN
FN图
§2-2 轴力、轴力图
I
II
注：求解轴力时，一律先
150kN
100kN 假定为正方向，则结果是
I
II
I
FNI
I
II
150kN FNII
正值则为拉力，是负值则 为压力，且与轴力的符号 约定相一致。
➢求截面上 M点的应力
➢包围 M 点取一微面积 A
➢设A上内力的总和为 F
A面积上内力的平均 集度
pm
ΔF ΔA
pm——A面积上的平均应力
F
MA
➢由于截面上内力的分布一般是不均匀的，如果让A趋于零， 则 pm 的极限值即为M点处的内力集度，也称为m-m截面上M 点处的总应力
p lim ΔF ΔA0 ΔA
该横截面任意一侧杆段上所有外力在轴线方向上投影的代
数和。
8kN
5kN
3kN
5kN +
8kN –
FN图
3kN
轴力图的特点： 突变值 = 集中载荷
[例] 杆受力如图所示。试画出杆的轴力图。
轴向拉伸与压缩1(内力与应力)
在轴向压缩过程中，内力是抵抗压 缩变形的主要力量，应力则表示单 位面积上的内力，是衡量物体抵抗 变形能力的物理量。
内力与应力的定义
内力定义
内力是指物体受到外力作用时，物体 内部各部分之间产生的相互作用力。 在轴向拉伸与压缩过程中，内力主要 用于抵抗外力引起的变形。
应力定义
应力是指单位面积上的内力，用于描 述物体抵抗变形的能力。在轴向拉伸 与压缩过程中，应力的大小决定了物 体变形的程度。
轴向拉伸与压缩1(内力与 应力)
• 引言 • 轴向拉伸与压缩的概念 • 内力的计算 • 应力的计算 • 轴向拉伸与压缩的应力分析 • 轴向拉伸与压缩的实验研究 • 总结与展望
01
引言
主题简介
01
轴向拉伸与压缩是材料力学中的 基本概念，主要研究物体在轴向 拉力和压力作用下的变形和应力 分布。
02
03
内力的计算
内力计算公式
截面法
通过选取一个或多个横截面，将杆件分为两部分，然后根据力的平衡原理计算 横截面上的内力。
截面法公式
$F = frac{F_{1} - F_{2}}{L}$，其中 $F$ 是内力，$F_{1}$ 和 $F_{2}$ 是作用在 杆件上的外力，$L$ 是杆件的长度。
内力计算实例
结论
总结实验结果，得出材料在轴向拉伸与压缩过程中的内力、 应力变化规律以及材料的弹性模量，为工程应用提供参考依 据。
07
总结与展望
本章内容总结
01
02
03Βιβλιοθήκη 04轴向拉伸与压缩的概念 和定义
内力的计算方法和公式
应力分布和应力的计算
轴向拉伸与压缩的实验 方法和应用
下一步学习计划
材料拉伸与压缩试验报告
材料的拉伸压缩实验【实验目的】1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限R p 、下屈服强度R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、断面收缩率Z 等等）。
3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。
4.研究和比较塑性材料与脆性材料在室温下单向压缩时的力学性能。
【实验设备】1. 微机控制电子万能试验机；2. 游标卡尺。
3、记号笔4、低碳钢、铸铁试件【实验原理】 1、拉伸实验低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D 转换和处理，并输入计算机，得到F-?l 曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图1。
对于低碳钢材料，由图1曲线中发现OA 直线，说明F 正比于?l ，此阶段称为弹性阶段。
屈服阶段（B-C ）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。
其中，B ?点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；B 点为下屈服点。
下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。
测定屈服载荷Fs 时，必须缓慢而均匀地加载，并应用?s =F s / A 0（A 0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。
图1低碳钢拉伸曲线屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。
当载荷达到强度载荷F b 后，在试件的某一局部发生显着变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。
应用公式?b =F b /A 0计算强度极限（A 0为试件变形前的横截面积）。
根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率?和端面收缩率?，即%100001⨯-=l l l δ，%100010⨯-=A A A ψ 式中，l 0、l 1为试件拉伸前后的标距长度，A 1为颈缩处的横截面积。
2、压缩实验 铸铁试件压缩过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D 转换和处理，并输入计算机，得到F-?l曲线，即铸铁压缩曲线，见图2。
常温单轴拉伸实验、压缩实验、扭转实验
常温单轴拉伸实验、压缩实验、扭转实验实验1 常温单轴拉伸实验马杭编写单轴拉伸实验是研究材料机械性能的最基本、应⽤最⼴泛的实验。
由于试验⽅法简单⽽且易于得到较为可靠的试验数据，在⼯程上和实验室中都⼴泛利⽤单轴拉伸实验来测取材料的机械性能。
多数⼯程材料拉伸曲线的特性介于低碳钢和铸铁之间，但其强度和塑性指标的定义与测试⽅法基本相同，因此通过单轴拉伸实验分析⽐较两种材料的拉伸过程，测定其机械性能，在机械性能的试验研究中具有典型的意义，掌握其拉伸和破坏过程的特点有助于正确合理地认识和选⽤材料，了解静载条件下结构材料的许⽤应⼒的内涵。
⼀、实验⽬的1.通过单轴拉伸实验，观察分析典型的塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的拉伸过程，观察断⼝，⽐较其机械性能。
2.测定材料的强度指标（屈服极限S σ、强度极限b σ）和塑性指标（延伸率δ和⾯缩率ψ）。
⼆、实验设备1.电⼦万能材料试验机WDW-100A(见附录⼀)。
2.计算机、打印机。
3.游标卡尺。
图1-1 圆棒拉伸试样简图三、试样材料性能的测试是通过试样进⾏的，试样制备是试验的重要环节，国家标准GB6397-86对此有详细的规定。
本试验采⽤圆棒试样，如图1-1所⽰。
试样的⼯作部分（即均匀部分，其长度为C l ）应保持均匀光滑以确保材料的单向应⼒状态。
均匀部分的有效⼯作长度0l 称为标距，0d 和0A 分别为⼯作部分的直径和⾯积。
试样的过渡部分应有适当的圆⾓以降低应⼒集中，两端的夹持部分⽤以传递载荷，其形状与尺⼨应与试验机的钳⼝相匹配。
材料性能的测试结果与试样的形状、尺⼨有关，为了⽐较不同材料的性能，特别是为了使得采⽤不同的实验设备、在不同的实验场所测试的试验数据具有可⽐性，试样的形状与尺⼨应符合国家标准（GB6397-86）。
例如，由于颈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，同种材料的延伸率不仅取决于材质，⽽且还取决于试样标距。
按国家标准规定，材料延伸率的测试应优先采⽤两类⽐例试样：（1）长试样：0010d l =（圆形截⾯试样），或003.11A l =（矩形截⾯试样）（2）短试样：005d l =（圆形截⾯试样），或0065.5A l =（矩形截⾯试样）⽤长试样和短试样测得的断后延伸率分别记做10δ和5δ，国家标准推荐使⽤短⽐例试样。
实验一、二 拉伸和压缩实验
实验一 拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。
工矿企业、研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，通过拉伸和压缩实验所测得的力学性能指标，可用于评定材质和进行强度、刚度计算，因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试验具有工程实际意义。
不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。
低碳钢和铸铁分别是典型的塑性材料和脆性材料，因此，本次实验将选用低碳钢和铸铁分别做拉伸实验和压缩实验。
低碳钢具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清楚。
低碳钢在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相同，但最后只能被压扁而不能被压断，无法测定其压缩强度极限bc σ值。
因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而不进行压缩试验。
铸铁材料受拉时处于脆性状态，其破坏是拉应力拉断。
铸铁压缩时有明显的塑性变形，其破坏是由切应力引起的，破坏面是沿45︒～55︒的斜面。
铸铁材料的抗压强度bc σ远远大于抗拉强度b σ。
通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。
一、 实验目的1．测定低碳钢的屈服极限s σ（包括sm σ、sl σ），强度极限b σ，断后伸长率δ和截面收缩率ψ；测定铸铁拉伸和压缩过程中的强度极限b σ和bc σ。
2．观察低碳纲的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P —L ∆曲线的特征。
3．掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。
二、 实验设备和工具1． 液压摆式万能材料试验机。
2． 游标卡尺(0.02mm)。
三、 拉伸和压缩试件材料的力学性能sm s σσ(、sl σ）、b σ、δ和ψ是通过拉伸和压缩试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸或压缩的试件。
试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有一定影响。
为了减少这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果可进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉伸试件应按国标GB ／T6397—1986《金属拉伸试验试样》进行加工，压缩试件应按国标GB ／T7314—1987《金属压缩试验方法》进行加工。
轴向拉升实验报告
一、实验目的1. 了解轴向拉伸实验的基本原理和操作步骤。
2. 掌握使用拉伸试验机进行材料力学性能测试的方法。
3. 学习如何测定材料的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等力学性能指标。
4. 通过实验，加深对材料力学性能的理解。
二、实验原理轴向拉伸实验是材料力学实验中最基本的实验之一，主要用于测定材料的弹性、塑性、强度等力学性能。
在实验过程中，将试件固定在拉伸试验机上，施加轴向拉伸力，直到试件断裂。
通过测量试件在不同拉伸力下的变形和断裂情况，可以计算出材料的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等指标。
三、实验设备1. YDD-1型多功能材料力学试验机2. 150mm游标卡尺3. 标准低碳钢拉伸试件4. 计算器四、实验步骤1. 准备工作- 将拉伸试验机预热至规定温度。
- 使用150mm游标卡尺测量试件的直径，记录数据。
2. 安装试件- 将试件安装到拉伸试验机上，确保试件与试验机夹具接触良好。
- 调整试验机夹具，使试件轴线与拉伸方向一致。
3. 施加拉伸力- 打开试验机电源，启动拉伸试验程序。
- 按照实验要求，逐步增加拉伸力，观察试件的变形和断裂情况。
4. 记录数据- 在实验过程中，记录试件在不同拉伸力下的变形和断裂情况。
- 记录实验数据，包括拉伸力、变形量、断裂时间等。
5. 数据处理- 根据实验数据，绘制拉伸曲线。
- 计算材料的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等指标。
五、实验结果与分析1. 拉伸曲线- 通过实验，绘制了低碳钢的拉伸曲线。
曲线显示了试件在拉伸过程中的变形和断裂情况。
2. 屈服极限- 根据拉伸曲线，确定低碳钢的屈服极限为（数值）MPa。
3. 强度极限- 根据拉伸曲线，确定低碳钢的强度极限为（数值）MPa。
4. 延伸率- 根据实验数据，计算低碳钢的延伸率为（数值）%。
5. 断面收缩率- 根据实验数据，计算低碳钢的断面收缩率为（数值）%。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了轴向拉伸实验的基本原理和操作步骤。
材料力学--轴向拉伸和压缩
2、轴力图的作法：以平行于杆轴线的横坐标（称为基
线）表示横截面的位置；以垂直于杆轴线方向的纵坐
标表示相应横截面上的轴力值，绘制各横截面上的轴 FN
力变化曲线。
x
§2-2 轴力、轴力图
三、轴力图
FN
3、轴力图的作图步骤：
x
①先画基线（横坐标x轴），基线‖轴线；
②画纵坐标，正、负轴力各绘在基线的一侧；
③标注正负号、各控制截面处 、单位及图形名称。
FN
4、作轴力图的注意事项： ①基线一定平行于杆的轴线，轴力图与原图上下截面对齐； ②正负分绘两侧， “拉在上，压在下”，封闭图形； ③正负号标注在图形内，图形上下方相应的地方只标注轴力绝对值，不带正负号； ④整个轴力图比例一致。
50kN 50kN 50kN
第二章 轴向拉伸和压缩
第二章
轴向拉伸和压缩
第二章 轴向拉伸和压缩
§2 — 1 概述
§2 — 2 轴力 轴力图
目
§2 — 3 拉（压）杆截面上的应力
§2 — 4 拉（压）杆的变形 胡克定律 泊松比
录
§2 — 5 材料在拉伸与压缩时的力学性质
§2 — 6 拉（压）杆的强度计算
§2 — 7 拉（压）杆超静定问题
FN
作轴力图的注意事项： ①多力作用时要分段求解，一律先假定为正方向，优先考虑直接法； ②基线‖轴线，正负分绘两侧， “拉在上，压在下”，比例一致，封闭图形； ③正负号标注在图形内，图形上下方相应的地方只标注轴力绝对值，不带正负号； ④阴影线一定垂直于基线，阴影线可画可不画。
§ 2-3拉（压）杆截面上的应力
§2 — 8 连接件的实用计算
§2-1 概述 §2-1 概述
——轴向拉伸或压缩，简称为拉伸或压缩，是最简单也是做基本的变形。
拉伸、压缩实验word精品文档28页
金属材料的压缩试验[实验目的]1、测定低碳钢的压缩屈服极限σsc 。
2、测定铸铁的抗拉强度σbc 。
3、观察并分析两种材料在压缩过程中的各种现象（主要是变形和破坏形式）。
4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）压缩机械性能的特点。
[使用设备]万能试验机、游标卡尺等。
[试样]本试验我们采用机加工的侧向无约束的φ10×20的圆柱体低碳钢试样和φ10×15的圆柱体铸铁试样（见图3－1）。
[实验原理] 将试样放在试验机的两压板之间，开动试验机缓慢进行加载，使试样受到缓慢增加的压力作用，示力指针缓慢匀速转动，并利用试验机的绘图装置自动绘出压缩图（见图3－2）。
由于试样两端不可能理想的平行，试验时必须使用球形承垫（见图3－3），并且试样应置于球形承垫中心，藉以球形承垫的自动调节作用实现试样的轴向受压。
1、低碳钢的压缩试样开始变形时服从虎克定律，压缩曲线呈直线（见图3－2a ）。
在开始出现变形增长很快的非图3－1 侧向无约束圆柱体试样（a ）低碳钢压缩图 （b ）铸铁压缩图 图3－3 压缩试验时图3－2试验机绘出的压缩图 的球形承垫线性小段时，表示材料到达了屈服，但这时并不象拉伸那样有明显的屈服阶段，只是示力指针暂停转动或稍有返回，这暂停或返回的最小值即为压缩屈服荷载P sc 。
此后，图形呈曲线上升，材料产生显著的残余变形，试样长度显著缩短，而直径增大。
由于试验机压板与试样两端面之间的摩擦力，使试样两端的横向变形受到阻碍，因而试样被压成鼓形。
随着荷载的逐渐增加，塑性变形迅速增长，试样的横截面面积也随之增大，而增大的面积又能承受更大的荷载，因此试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼状而不破裂，所以无法测出其最大荷载P bc 和抗压强度σbc 。
根据测出的压缩屈服荷载P sc ，由公式σs c =P s c /S 0即可求出材料的压缩屈服极限。
2、铸铁的压缩铸铁试样在压缩时与拉伸明显不同，其压缩曲线上虽然仍没有明显的直线阶段和屈服阶段，但曲线明显变弯（见图3－2b ），表明试样在达到最大荷载P bc 前就出现了明显的塑性变形，而其最大荷载P bc 也要比拉伸时的P b 大很多倍。
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轴向拉伸与压缩实验报告
轴向拉伸与压缩实验报告是用来测试材料在轴向加载下的拉伸和压缩性能的实验报告。
它是判断材料的机械性能的重要依据，也是结构安全设计的参考依据之一。
轴向拉伸与压缩实验通常采用标准化的试验机，如压缩机、拉伸机等，通过测试物体的抗压强度、拉伸强度等数据，对材料的机械性能进行研究和评价。
实验报告中应当有试验机型号、试验台负荷档位、试验负荷单位、试样尺寸、试样标记及外观、试样厚度、试验温度、试验湿度、试验时间、试验结果等内容。
轴向拉伸与压缩实验的步骤分为预处理步骤和试验步骤。
在预处理步骤中，首先应将试样充分清洗，然后按照规定的尺寸切割，并进行粗加工。
接着，将试样放在试验机上，确保试样处于安全状态，完成试样的支承及固定工作。
最后，根据试验要求设定相应的参数，并校准试验机，使其能够按照设定参数进行测试。
在试验步骤中，首先应当按照要求设定负荷量，在试验开始时，应随时观察试样的变形情况，并将记录在报告中。
当负荷量达到设定值时，应立即停止试验，并记录试样的变形情况。
最后，应将试验结果数据统计出来，并对试验结果进行分析，得出结论。
轴向拉伸与压缩实验报告是对材料机械性能的重要评价依据，可以提供关于材料的抗压强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数，为设计者提供有效的参考依据。
同时，实验报告还可以提供关于材料在不同温度、湿度、应力条件下的变形情况，为材料的选择和使用提供参考，以确保结构安全性能。