综合实验:灰铸铁力学性能测试
一、实验目的：
目的是培养学生，理论联系实际的学风，独立动脑分析问题，独立动手解决问题，独立设计实验方案，独立完成实验全过程，独立总结实验过程的实际工作能力和初步的创新能力。
二、实验内容
我们小组拿到的是灰铸铁试样，由小组8人进行不同的热处理工艺，如表所示：工艺编号 1 2 3 4 5 6 7 8
正火℃无860 无无无无无无
淬火℃无无860
（水）
860
（水）
860
（油）
860
（油）
860
（油）
860
（油）
回火℃无无无560 无560 460 260
我选择的工艺是第7组.
二、实验步骤：
2.对灰铸铁进行淬火，温度860℃，保温10分钟，淬火介质为油。
3.测试淬火后试样的硬度值（洛氏硬度试验机）。
4.对试样进行回火处理，温度460℃，保温60分钟，取出后空冷。
5.测试回火后的试样硬度值（洛氏硬度试验机）。
6.通过打磨、研磨、抛光、侵蚀，在金相显微镜下观察试样经过处理后的金相组织，观察后拍照。
三、实验结果：
1.试样硬度表（HRC）
试
样编号
次数
1 2 3 4 5 6 7 8 120.9 11.6 42.7 -10.0 —-5.5 8.9 28 221.0 13.3 41.9 0.0 —-6.3 4.7 31.2 319.6 11.1 40.6 -8.5 —-4.7 8.8 26.1 422.9 10.0 35 -20.0 —-3.7 7.0 30.9 521.7 10.3 54.6 -11.3 —-6.5 8.0 31.5
平均21.22 11.26 42.96 -9.96 23.01-5.34 7.48 29.54 45#2—15.0 60.0 21.0 26.0 16.0 ——
1、此数据为我的式样测得的平均值；
2、45钢的硬度数据综合了其他组同学的数据；
3、一般资料上面对于铸铁硬度的表示采用的是布氏硬度，但由于布氏硬度测量麻烦，故我们采用洛氏硬度表示，必要时可进行硬度换算。
四、实验分析：
灰口铸铁是指含有片状石墨组织的铸铁，这种铸铁因其断面呈灰黑色而得名，其基体组织则分为三种类型：铁素体、珠光体及铁素体+珠光体，从组织可以看出灰口铸铁中的碳大部或全部以片状石墨形式存在（如图8），片状石墨单晶体是由许多薄片晶层叠集而成，薄片晶之间存在着许多亚结构，普通铸铁的石墨晶体中，总是存在许多晶体缺陷。灰口铸铁中的石墨与钢的基体相比，可以把灰铸铁的组织看做是“钢的基体”加上片状石墨的夹杂，石墨的力学性能几乎可以看做为“0” ，而片状石墨的存在相当于基体中许多小的裂纹，破坏了材料的连续性和整体性，减少了基体受力的有效面积，而且很容易在石墨片的尖端形成应力集中，是材料形成脆性断裂，所以灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比钢低得多，石墨片的量愈多，尺寸愈大，其其影响也愈大。石墨虽然降低了铸铁的力学性能，但使铸铁获得了许多钢没有的优良性能。
灰铸铁的金属基体与碳钢基本相似，但由于灰铸铁内的硅、锰含量与碳钢相比较高，它们能溶解于铁素体中使铁素体得到强化。因此，铸铁中就金属基体而言，其本身的强度比碳钢要高。例如，碳钢中铁素体的硬度约为80HBS，而灰铸铁中铁素体的硬度约为100HBS，一般情况下铁素体灰口铸铁的硬度在143~229HBS(<0.9~22.5HRC)[布氏硬度值数据来自参考资料6，175页表7-1]。灰铸铁通常测定布氏硬度，因为布氏硬度试验范围适合测定铸铁，而且压痕面积大，能够覆盖较多显微组织，反映多相组织硬度综合值。但是由于实验室设备有限，以及我们操作能力不足，故而测定的是灰铸铁的洛氏硬度HRC，在必要条件下可通过查表换算出其大概的布氏硬度。有教材上说[7] ，灰口铸铁的布氏硬度值与同样基体的正火钢相近，这在上面硬度表中似乎得到说明。
基于以上原因老师指导我们按照45钢的热处理工艺处理灰铸铁，我们首先对灰铸铁试样进行了分析，在做金相分析后确定我们拿到的试样是铁素体基灰铸铁，如图1。我的试样按照预先设定的实验步骤进行处理。最后打硬度平均值为7.48，相当与布氏硬度170左右，属于143~229HBS范围之内，拍金相照片得到图6。
以下是不同工艺后拍的金相图片：
图1未热处理未腐蚀100×图2正火100×
图3 水淬100×图4油淬100×
图5油淬高温回火100×图6 油淬中温回火100×
图7油淬低温回火100×图8参考图片500×
图9 水淬高温回火100×
从硬度表中可以看出油淬之后回火硬度值在依次升高，但是有一个很大的问题就是水淬高温回火、油淬高温回火和中温回火之后铸铁硬度明显低于未经热处理或正火之后的铸铁硬度，其中油淬高温回火之后硬度变为负值为-5.34，这个硬度相当于布氏硬度156（洛氏0.9）之下。那么这到底是怎么回事呢？
同组同学在老师的指导下测量了油淬高温回火之后试样铁素体基体的显微硬度，经测量基体硬度值为324.6HV、314.6HV、332.5HV，平均值为323.9HV，相当于34.0~34.5HRC（高于45钢的16HRC），约为321HBS>100HBS。根据以上数据基本可以再次验证：
①铸铁中就金属基体而言，其本身的强度比碳钢要高；
②铸铁中石墨的存在不仅破坏基体的连续性，减少基体受力的有效面积，而且很容易在石墨片的尖端形成应力集中，明显降低了铸铁的硬度。
铁素体基体测量结果与45钢的硬度值进行比较基本符合事实，那么灰口铸铁硬度值在热处理之后为什么不升反降？
我分析其中原因，第一，估计是因为我们刚开始拿到的试样石墨含量不同导致试样开始硬度就差别很大，这一点可以对比图1、2、5、6、9，其中图5、9中的石墨相对粗大，而图6的石墨较图2明显多，所以可以推测石墨对灰铸铁低硬度有很大贡献，遗憾的是我们刚拿到试样时没有进行硬度测量对比，使得试样的可比性大大减弱，所以只能定性推测。
第二，淬火回火之后硬度降低，我估计还有一个原因就是灰铸铁中含石墨较多，而钢本身淬火之后就容易开裂出现裂纹，所以灰铸铁可能产生了许多微小裂纹（特别是水淬），回火时未能完全消失，导致硬度明显降低。
第三、有资料说道[6]，热处理只能改变灰铸铁的基体组织，而不能改变其石墨的存在状况，股利用热处理来提高灰口铸铁机械性能的效果并不大。通常仅有以下少数几种热处理：
（一）消除内应力的退火；
（二）改善切屑加工性的退火；
（三）表面淬火。
然而我们在热处理时按照45钢的热处理工艺处理灰铸铁，这是否会给灰铸铁造成其它意料之外的不良影响，尚不清楚。而这是否是造成以上结果的原因，我认为还有待进一步研究。另外一个原因就是我们测量的是洛氏硬度，对于硬度值应该也有影响。
能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发，和如何更高效的利用能源。 能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发，和如何更高效的利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源，也包括核能、风能、生物能等新能源，以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。2012年教育部新版高校本科专业目录中调整热能与动力工程为能源与动力工程。 这个行业可以说一直都是个热门行业。 1、目前来说火力发电依然是发电形式的主流，安全高效，虽污染环境但不会形成洪涝灾害，亦无辐射污染； 2、工业生产三要素：水、电、气。热能与动力工程可以说是必需的行业。 3、目前，国家紧跟世界形式。慢慢从“能否用”转变为“更好的使用”在这个转向智能化的时代里，相信你只要付出努力，必有一番建树 二级学科 编辑 考虑学生在宽厚基础上的专业发展，将热能与动力工程专业分成以下四个专业方向： （1）以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向(含能源环境工程、新能源开发和研究方向)； （2）以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程，船舶动力方向； （3）以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向； （4）以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。 即工程热物理过程及其自动控制、动力机械及其自动化、流体机械及其自动控制、电厂热能工程及其自动化四个二级学科。 能源与动力工程专业培养要求 编辑 该专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术，受到现代动力工程师的基本训练，具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； 2.较系统地掌握该专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括工程力学、机械学、工程热物理、流体力学、电工与电子学、控制理论、市场经济及企业管理等基础知识； 3.获得该专业领域的工程实践训练，具有较强的计算机和外语应用能力； 4.具有该专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势； 5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。 能源与动力工程专业培养目标 编辑 该专业主要培养能源转换与利用和热力环境保护领域具有扎实的理论基础，较强的实践、适应和创新能力，较高的道德素质和文化素质的高级人才，以满足社会对该能源动力学科领域的科研、设计、教学、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识，热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等宽厚理论基础、热能动力工程专业知识和实践能力，掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。毕业生能从事能源与动力工程及相关方面的研究、教学、开发、制造、安装、检修、策划、管理和营销等工作。也可在该专业或其它相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。 能源与动力工程专业主干学科
第一天延安桃园大桥 一、工程概况：桥梁全长437米，最大桥高112米，主桥最大墩高106米。120米跨连续钢构桥。主桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，下部结构为薄壁空心墩、分隔墩为空心墩、桩基础；引桥上部结构为预应力混凝土箱梁，采用先简支后连续的形式，下部结构为柱式墩、柱式台、桩基础。主桥箱梁、引桥箱梁、桥面铺装采用C50混凝土，主桥墩身采用C40混凝土，引桥墩身采用C30混凝土，主桥桩基采用C30混凝土，引桥桩基采用C25混凝土，桥面铺装表层为沥青混凝土。 二、实习进程： 主墩下部结构为钻孔灌注桩基础，桩径1.5米，单根桩长最长达到70m。每根墩下有12根桩基，左右幅下共有24根桩基。桩身为柔性的双肢薄壁矩形空心墩，尺寸为8.65米×2.5米，壁厚50厘米，每个节段长6米，使用137方混凝土，每个墩下有12根桩基。该桥墩的施工工艺采用液压自爬模系统，每个墩均设置两个塔吊进行墩身钢筋的吊装，所有的模板系统依靠自带的液压系统自动往上提升，不需要任何辅助设备，这大大减少了工作强度以及大型机械设备的周转。 工程目前进行到墩顶的第一个节段，即0号块的施工。0号块的模板系统，全部依靠墩顶的托架系统支撑，即通过与墩身的预埋钢板焊接形成支架。0号块完成后，就要通过挂篮进行悬臂段的现浇。挂篮采用三角式挂篮，重量接近80吨，每一节段浇筑的混凝土方量为87方左右，即挂篮须承受200吨左右的混凝土重量。 三、预应力体系 预应力体系为三向预应力。纵向采用高强度、低松弛的钢绞线，单根直径为15.2mm；竖向预应力采用直径32mm的精轧螺纹钢筋，单根承载力为56吨；横向预应力为普通钢绞线，每50厘米一束，每束3根。梁上的桥面铺装采用10厘米厚的C50的混凝土和10厘米厚的沥青混凝土。其作用在于调平标高，给车辆提供一个舒适的行车面。 四、地质条件 该地地质条件特殊，为失陷性黄土地质。在施工到地下5米左右的位置就遇到了地下水，发生坍孔，原本采用的旋挖钻成孔的工艺已不适应这种地质条件，故改用了冲击钻进行冲孔，在沟底挖出一个泥浆池，在此造浆后重新钻孔，并采用泥浆护壁保证孔壁的稳定性。处理由于特殊地质条件导致的坍孔现象也可采用粉质黏土或片石回填，重新成孔；或者采用钢腹筒，利用其自身刚度防止孔壁坍塌；以上方法均无效时，可以先灌注混凝土，在其基础上继续沉孔，这种方法成本最高。
验送2个试样，冷弯试验送1个 2、送样要求：取样部位见下图，截取长50cm、宽2-3cm的长条形试样： 不同种类型钢试验取样部位示意图 3、委托要求：委托时说明取样的位置及方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：取样部位见下图，试样长50cm，直径2.5cm为宜 4、委托要求：委托时说明取样的位置及方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：应在钢板宽度1/4处切取长50cm、宽2-3cm的长条形试样，见下图： 厚度t≤30mm的钢板取样部位厚度t＞30mm的钢板取样部位 3、委托要求：委托时说明原钢板的厚度及取样的位置和方向 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
2、送样要求：取样位置见下图，切取长50cm、宽2-3cm的长条形试样，试样厚度视钢管厚度而定 注：1、做弯曲试验时，应在钢产品表面切取样坯，保留至少一个表面，当厚度尺寸允许时应制备全截面试样 2、制备试样时应避免由于机加工时钢表面产生硬化及过热而改变其力学性能 3、试样边缘应平齐，表面无锈蚀
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公路学院 道路桥梁与渡河工程(公路工程) 本专业培养公路、城市道路及一般桥梁方面的高级工程技术人才。要求学生获得以下几方面的知识和能力：公路与城市道路勘测设计、施工、监理、养护与管理，常用桥梁设计与施工及交通工程方面的基本知识和能力，公路与城市道路方面的基本科学研究能力。 毕业生主要在交通或城建部门从事本专业的勘测、设计、施工、监理、管理和科学研究工作，以及从事大专院校的本专业教学工作。学制四年。授予工学学士学位。 道路桥梁与渡河工程(桥梁工程) 本专业培养桥梁方面的高级工程技术人才。要求学生获得以下几方面的知识和能力：公路、铁路、城市与地铁桥梁的设计、施工、监理、维护与管理以及科学研究的基本技能。 毕业生主要在交通、城建或其它部门的交通基建系统，从事桥梁工程方面的勘测、设计、施工、监控、管理和科学研究工作，以及从事大专院校的本专业教学工作。学制四年。授予工学学士学位。 道路桥梁与渡河工程(岩土与隧道工程) 本专业培养公路隧道工程与岩土工程方面的高级工程技术人才。主要学习公路隧道与岩土工程勘测、设计、施工和管理方面的基础理论及专业知识，要求学生具备从事公路隧道与岩土工程勘测、设计、施工、养护管理及科学研究的能力。 毕业生主要在交通部门或城建部门从事公路隧道工程与岩土工程勘测、设计、科研、施工及养护管理工作，以及从事大专院校的本专业教学工作。学制四年。授予工学学士学位。 道路桥梁与渡河工程(基地班) 本专业培养具有道路工程、桥梁工程、隧道与岩土工程等学科领域内的宽泛的基本理论素养和扎实的专业知识功底的优秀、尖端型人才。 要求学生获得以下几方面的知识和能力：公路与城市道路勘测设计、桥梁设计、公路隧道与地下结构勘测设计及施工、养护与管理方面的基本知识；具备科学研究的基本技能、解决工程技术问题的科学研究能力。 本专业学制六年，本科阶段学制4年，硕士阶段学制2年。成绩合格可获得工学学士学位和工学硕士学位。毕业生主要在交通或城建部门从事本专业的勘测、设计、施工、管理和科学研究工作，以及从事大专院校的本专业教学工作。 道路桥梁与渡河工程(国际班) 本专业面向国际工程市场和国内外资贷款项目建设的需要，培养既掌握道路、桥梁及隧道专业知识,又通晓英语的外向型高级工程技术人才。 本专业要求学生在入学前有良好的英语基础。在基础课程培养阶段，将进一步强化对英语语言的掌握，在专业基础及专业课程的培养过程中，将主要采用英文教材、双语方式授课。要求学生熟悉国际工程市场广泛使用的设计标准、施工规范，以及境内的外资贷款项目管理惯例，掌握道路桥梁与渡河工程学科的基本理论和专业知识，具有在外语语言环境下从事规划与设计、施工与管理以及工程咨询的能力。 毕业生可在科研院所、高等院校、企事业单位从事与本专业有关的国际工程项目和外资贷款项目的项目管理、工程设计、工程施工管理及咨询监理工作。学制四年。授予工学学士学位。 交通工程 本专业培养具备公路与城市交通规划、建设管理、运营组织、交通管理与控制方面理论及专业知识，掌握交通调查与规划、项目可行性研究、后评价、投资分析等决策层面的工作技能和公路与城市道路基础设施、交管设施、公交设施、安全设施、机电设施等工程层面的设计、运营维护与施工技术，能在交通部门、规划部门或公安部门从事公路交通与城市道路的规划、监理、设计、科研及组织管理及大专院校的专业教学等工作的高级技术和管理人才。 本专业学生除完成工科基础课程学习外，主要学习交通运输工程导论、交通工程导论、交通调查与分析、交通规划、交通安全及设施设计、交通管理与控制、综合交通枢纽设计及停车管理、道路经济与管理、
最适合男生报考的十大专业 NO.1采矿工程 适合指数：★★★★★ 专业解密 看到这个专业名称，许多考生和家长眼前就会发黑：翻山越岭找铁矿，钻洞下窑挖煤炭；不在荒郊，就在野外；不是寒冷，就是高温。现在的考生都是娇生惯养长大的，哪能受得了这个罪呀！ 与在写字楼里的白领阶层相比，地矿行业的工作条件确实比较艰苦，但是在世界形势变化日新月异的今天，采矿工程充分利用自动控制、计算机技术、通信技术等先进的科学技术，极大地促进了采矿工程理论研究和技术应用的发展，使这些传统的“老黑难”专业的就业环境发生了翻天覆地的变化：以前的勘探需要背个小帆布包拿个小铁锤翻山越岭去采矿，现在则是地球卫星定位系统勘测和自动绘图；以前采矿挖煤需要肩扛手刨，现在则是电脑控制机械操作。尤其是被企业视为“手心里的宝儿”的大学本科毕业生，实际上真正在“前线锻炼”的机会并不多。 采矿工程的任务是从地面开凿一系列井巷通达地壳中的矿床，然后用现代化的打眼爆破技术把含有矿物的矿石崩落下来，或用化学方法直接把有用矿物分离出来，并把它们运送到地面各用户。同时，采矿工程又是一个系统的学科，地质学、考古学、科学技术史，无一不在采矿工程专业方面渗透，对采矿工程专业研究具有理论上和事实上的借鉴意义。 据中国矿业大学招生与就业处统计，近几年来，该校采矿工程专业本科应届毕业生签约率一直是100％，位居全校各专业之首。每年该专业学生一进入大四，一些用人单位的领导就会亲顾“茅庐”现场蹲点揽才，为毕业生现场解答各种问题。虽然很多学生张口就问钱问待遇，用人单位还是乐此不疲地介绍单位的福利和优惠条件。由于人才日渐紧俏，一些用人
单位便把眼睛盯上了大二、大三的学生，提前到学生宿舍“挨门挨户”游说。辽宁工程技术大学的相关专业，有一个班离毕业还有2年时间，就被东南某省的地矿勘测局“指腹为婚”。 一滴水可以影射太阳的光辉，该专业全国的就业趋势由此可见一斑。 主要课程 理论力学、材料力学、矿山地质与工程地质、采矿学、电工与电子技术、采矿机械、固体矿床开采、岩土力学、矿井通风与安全、岩土测试技术等。 就业目标 工程技术人员：在煤矿、金属矿场、石油和天然气的开采、宝石的开采、矿务局、矿山管理处、特殊地下工程建设公司（隧道、蓄水坝等）、采矿设备配件供应公司、矿山测量工程所等作技术工作。公务员：在国土规划、环保和河道管理等与城市基础有关的政府机关工作。 院校推荐 一本院校：中国矿业大学、中国地质大学、东北大学、重庆大学、中南大学、太原理工大学、武汉理工大学、西安建筑科技大学、辽宁工程技术大学、新疆大学、贵州大学等。 二本院校：山东科技大学、河北工程大学、湖南科技大学、广东工业大学、西安科技大学、江西理工大学、昆明理工大学、华北科技学院、黑龙江科技学院等。 三本院校：山东科技大学泰山科技学院、河北理工大学轻工学院、西安科技大学高新学院等。 NO.2道路桥梁与渡河工程 适合指数：★★★★★ 专业解密 道路桥梁与渡河工程便是应国家交通运输网建设中的需要而设立的一门专业。
2008/09年长安大学岩土硕士研究生基础工程笔试试卷： 1、刚性扩大基础、桩基础、沉井基础的特点及适用条件。 2、影响埋置深度的因素、地基埋置深度对地基承载力和沉降的 影响。 3、横轴向荷载计算内力和位移的原理和方法。 4、简述钻孔灌注桩的施工步骤。 5、桩侧负摩阻力产生的条件及影响。 6、什么叫湿陷性黄土？什么叫软土？软土地基的处理方法并简 述换土垫层法处理软弱地基的原理和作用。
2008/09年长安大学岩土硕士研究生基础工程笔试试卷答案： 1、刚性扩大基础、桩基础、沉井基础的特点及使用条件？ 答：1）刚性扩大基础特点： 优点：稳定性好、施工简便、能承受较大荷载 缺点：自重大并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积有一定的限制，需要对 地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受荷载压力超过地基强度而影响建筑 物的正常使用。 适用条件：适用于浅层土质优良，适宜做为持力层的土层。 2）桩基础特点： 优点：桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材 料少，施工简便等特点。在深水河道中，可避免（或减少）水下工程，简化施工设 备和技术要求，加快施工速度并改善工作条件。 缺点：成本高 适用条件：1）荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅 基础或人工地基在技术上，经济上不合理。 2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结 构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷，如采用浅基础不能保证基础安全。 3）地基计算沉降过大或建筑物上部结构对不均匀沉降敏感时，采用桩基 础穿过松软土层，将荷载传到坚实土层，以减少建筑物沉降并使沉降叫均匀。 4）当建筑物承担较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时。 5）当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不方便或经济上不 合理时。 6）地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力，桩基 础能穿越可液化土层并深入下部密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。 3）沉井基础特点： 优点：埋深可以很大，整体性强，稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂 直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土围岩结构物，施工工 艺必不复杂；施工时对临近建筑物影响较小且内部空间可资利用。 缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉 井下沉过程中遇到大孤石、树干和井底岩层倾斜过大，均会给施工带来一定困难。 适用条件：1）上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工 作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基 础相比较，经济上较为合理。 2）在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大或河中有较大软石不便桩基 础施工时。 3）岩石表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深采用扩大基础施工围堰有困 难时。
材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044
[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：
1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
基础的埋置深度：基础的底面埋在地面（一般指设计地面）以下的深度，简称基础埋深。用d表示，m。 选择合理埋深的原则： 1）在保证地基稳定和满足变形要求的前提下，尽量浅埋。当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层 2）除岩石地基外，基础埋深不宜浅于0.5m，因为表土层一般较为松软，易受雨水及外界环境影响，不宜作为基础的持力层。 3）基础顶面应低于设计地面100mm以上，避免基础外露，遭受外界的破坏。4）高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。 影响确定基础埋深的因素： 1．建筑物的用途、基础的形式和构造及作用在地基上的荷载大小和性质； 1）建筑物的使用功能或本身特点；2）位于土质地基上的高层建筑、高耸结构物及水工建（构）筑物等应考虑稳定性、抗滑及抗倾覆的要求；3）地锚、输电塔等考虑抗拔力的要求； 2．建筑场地的工程地质条件 1)考虑地基土层的强度和变形的大小的影响 对中小建筑物而言，在建筑物荷载影响范围内:(1) 自上而下均为良好土层(2)自上而下均为软弱土层(3)上部为软弱土层下部为良好土层(4)上部为良好土层下部为软弱土层 2)按地基条件选择埋深时，要求从减少不均匀沉降的角度考虑 3)对墙基础，若地基持力层顶面倾斜，必要时可沿墙长将基础底面分段成高低不同的台阶状，以保证基础各段都有足够的埋深。L≥(1~2) 0h, 且大于1m。 3.建筑场地的水文地质条件 选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。有地下水存在时，基础底 面应尽量埋在地下水位以上。当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。 1)持力层含水层为潜水层时: 2)当持力层为隔水层且其下方存在承压水时:选择基础埋深必须考虑承压水的作用，以免在开挖基坑时坑底土被承压水冲破，从而引起突涌或流沙现象。必须控制基坑开挖深度，使坑底土的总覆盖压力大于承压含水层顶部的静水压力。 4.地基冻融条件 季节性冻土在寒冷的季节会冻结膨胀(冻胀)，在温暖的季节则会融化下降(融陷)，这一起一降会严重影响地基的稳定性，对上部的建构筑物造成严重的影响。 5.场地环境条件 1)在原有建筑物基础附近修筑新的基础的要求当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。 2)基础影响范围内有管道或坑沟等地下设施通过时，基础底面一般低于这些设备
钢材力学性能试验取样——焊接接头的取样 国家标准GB/T2649-1989《焊接接头机械性能试验取样方法》对金属材料熔焊和压焊焊接接头拉伸、冲击、弯曲、压扁、硬度等试验的取样做了详细的规定，其主要内容如下。 一、焊接试板的制备 所谓焊接试板就是模拟产品或构件的制造技术条件而焊接成的试验板或管接头。力学试验手的试样样坯一般都是从专门焊接的试板或管接头中切取，也可从结构件上切取。制备焊接试板时，试板的截取方向应符合相关的产品制造规范或冶金产品标准的规定，试板材料、焊接材料、焊接条件以及焊前热处理规范等等，均应与相关标准或产品的制造规范相同，或符合有关试验条件的规定。试板尺寸应根据样坯尺寸、数量、切口宽加工余量等综合考虑。 二、样坯的切取 （一）切取方法 从焊接试板上切取样坯时，尽量采用机械切削的方法，也可用冷剪法、火焰切割法或其他方法切取，但均应考虑其加工余量，在任何情况下都有必须保证受试部分的金属不在切割影响区内。从试板上切取样坯时，如相关标准或产品制造规范无另外注明时，样坯允许矫直。 （二）切取方位 1、冲击样坯焊接接头冲击样坯切取方位见表1-2。对于多层焊缝的样坯如无特殊规定时，应尽量靠近焊缝后焊一侧的表层切取，但封底焊除外。 表1-2 焊接接头冲击样坯切取方位（单位：mm） 试件厚度焊接方法样坯方位说明 压力焊 ＜16 电弧焊 或气焊 压力焊C=1～3
＞16～40电弧焊C=1～3电渣焊 ＞40～60电弧焊C=1～3电渣焊C＞6 ＞60～100 电弧焊C=1～3 电渣焊C＞6 H=18～40 H＞40～60 电弧焊C=1～3 注；S——试样厚度；C——从试件厚度表面至样坯边缘的距离：H——后焊一侧的焊缝厚度。 2 、拉伸样坯焊接接头拉伸样坯原则上取试板的全厚度，如试板厚度超过
钢材力学性能指标汇总表钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径，mm 公称横截面积mm 2 公称重量，Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注：表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs%
不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能（按下表规定的弯心直径弯曲180°后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹）牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光圆ΙR235 8~20 235 370 25 180°d=a 三、低碳钢热轧圆盘条GB/T701-1997 牌号屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯180°d弯心直径a公称直径 不小于 Q215 215 375 27 d=0 Q235 235 410 23 d=0.5a 四、冷轧扭钢筋JG3046-1999 表一轧扁厚度、节距
综合测试 路基部分 一．名词解释 1.冲刷防护：沿河滨海路堤和河滩路堤以及路基旁的岸堤等，容易遭受水的侵蚀、冲刷、淘蚀，波浪的侵袭以及流冰、漂流物等的撞击破坏，为此而采取的防护措施称为冲刷防护 2.临界高度：与分界稠度相对应的路基顶面距地下水水位或地表积水水位的高度 3.地基反应模量：作用于路基顶面任意一点的垂直压力与该点的弯沉量的比例系数 4.盐渍土：地表1m内易溶盐含量超过0.3%的土 5.膨胀土：黏粒主要是由蒙脱石、伊利石、高岭石等强亲水性矿物组成的，具有遇水膨胀和失水收缩性质的土 二．填空 1.公路路基典型断面形式，按填挖条件不同，可分为路堤、路堑、半填半挖路基和 零填挖路基四类。 2.根据路基湿度状况的不同，路基干湿类型可分为干燥、中湿、潮湿和 过湿四类。 3.目前，常用的地基承载力指标有回弹模量、地基反应模量和加州承载比三种。 4.按照挡土墙的设置位置，挡土墙可分为路基墙、路堤墙、路堑墙和山坡挡墙等类型。三．选择题 1.砂质土路基边坡稳定性分析常采用（ B ）。 A.圆弧法 B.直线法 C.等效内摩擦角法 D.力多边形 2.一般（ B ）重力式挡土墙所受主动土压力大。 A.仰斜 B.俯斜 C.垂直 3.设计阶段，新建公路路基干湿类型判断的依据是（C ）。 A.填方或挖方高度 B.当地气候条件 C.路基临界高度 D.分界相对含水量 4.公路自然区划中划分二级区划的标准是（ B ）。 A.地域特征 B.潮湿系数 C.工程特征 D.大气降水 5.公路路基路床范围是（ A ）。 A.填方路基路基顶面以下0～80cm B.填方路基路基顶面以下80～150m C.挖方路基路基顶面以下0～50cm D.挖方路基路基顶面以下50～80cm 6.在路面结构设计中，土基模量采用的是（ C ） A.初始切线模量 B.永久变形模量 C.回弹模量 D.劲度模量 7.判定路基承载力的力学指标为（ A ） A.CBR B.平均稠度 C.含水率 D.压缩性 8.下列不属于路基附属设施的是（ D ） A.取土坑 B.弃土堆 C.碎落台 D.土路肩 9.滑动面为折线倾斜面时，陡坡路堤稳定性的验算指标为（C ） A基地应力 B.抗倾覆稳定系数 C.剩余下滑力 D.结构抗力 10.对于主动土压力Ea、被动土压力Ep和静止土压力Eo，表达正确的是（ B ） A.Ep＞Ea＞Eo B.Ep＞Eo＞Ea C. Ea＞Ep＞Eo D. Ea＞Eo＞Ep 四．简答题 1.何为路基压实度？影响路基压实效果的因素有哪些?
材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉 至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图 1 所示， 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩 现象，接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩，E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲， 对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求
《结构设计原理》复习参考 总论 《结构设计原理》主要讨论土木基础工程施工中各种工程结构的基本构件的受力性能，计算方法和构造设计原理，它是学习和掌握桥梁工程和其他道路人工构造物设计的基础。 构件的 4 种基本受力：受弯构件(梁和板) ，受压构件，受拉构件和受扭构件。根据所使用的建筑材 料种类，常用的构件一般可分为： 1) 混凝土结构以混凝土为主的制作的结构，包括素混凝土结构，钢筋混凝土结构和预应力混凝土结 构等。 2) 钢结构以钢材为主制作的结构 3) 圬工结构以圬工砌体为主制作的结构，是砖结构，石结构和混凝土砌体结构的总称。 4) 木结构以木材为主制作的结构 0.1 各种工程结构的特点： 1) 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的。钢筋是一种抗拉性能很好的材料；混凝土材料具有较高的抗压强度，而抗拉强度很低。根据构件受力的情况，合理的配置钢筋 可形成承载能力较高，刚度较大的结构构件。 2) 预应力混凝土结构预应力混凝土结构是为解决钢筋混凝土结构在使用阶段容易开裂问题而发展起来 的结构。 它采用的是高强度钢筋和高强度混凝土材料，并采用相应钢筋张拉施工工艺在结构构件中建立预加应力的结构。 由于预应力混凝土结构采用了高强度材料和预应力工艺，节省了材料，减少了构件截面 尺寸，减轻了构件自重，因而预应力混凝土构件比钢筋混凝土构件轻巧，特别适用于建造由恒载控制设计的大跨径桥梁。 3) 圬工结构圬工结构是人类社会使用最早的结构。它是用胶结材料将砖，天然石料等块材按一定规则砌筑而成整体的结构，其特点是材料易于取材。当块材使用天然石料时，则具有良好的耐久性。但是，圬工结构的自重一般较大，施工中机械化程度较低。 5) 钢结构钢结构一般是由钢厂轧制的型钢或钢板通过焊接或螺栓等连接组成的结构。钢结构由于钢材的强度很高，构件所需的截面积很少，故钢结构和其他结构相比，尽管其容重很大，却是自重很轻的结构。钢材的组织均匀，最接近于各向同性体，弹性模量很高，是理想的弹塑性材料，故钢结构工作性很高。钢结构的基本构件可以在工厂中加工制作，机械化程度较高，同时已预制的构件可以在施工现场较快的装配连接，故施工率较高。 第一篇钢筋混凝土结构 第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 1.1 钢筋混凝土结构的基本概念 钢筋混凝土：钢筋混凝土是由受配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。 钢筋和混凝土能共同工作的原因： 1) 混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，使两者能可靠的结合成一个整体，在荷载的作用下能够很好的共同变形，完成其结构功能。 2) 钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，钢筋为( 1.2 X 10 -5)/C，混凝土为(1.0
钢筋机械性能试验参数 序 号直径截面积（mm2）刻痕长（mm）弯心直径（冲头）、弯曲角度1Φ32840.2160一、原材 2Φ28615.8140Ⅰ1d 180° 3 Φ25490.9125Ⅱ≤25 3d 180°＞25 4d 180° 4Φ22380.1110 5Φ20314.2100二、对接焊 6Φ18254.590Ⅰ≤25 2d 90° 7Φ16201.180＞25 3d 90° 8Φ14153.970Ⅱ≤25 4d 90° 9Φ12113.160＞25 5d 90° 10Φ1078.5450三、热轧带肋钢筋GB1499.2-2007 11Φ850.2780HRB335 6-25 3d、28-40 4d 12Φ6.533.270HRB400 6-25 4d 、28-40 5d 13Φ628.2760HRB500 6-25 6d 28-40 7d 钢筋修约 性能范围修约修约方法 屈服点抗拉强度（Mpa） ≤200N/m㎡1N/m㎡四舍六入五单双200-1000N/m㎡5N/m㎡二五进位 ＞1000N/m㎡10N/m㎡四舍六入五单双 伸长率(%) 0.5﹪二五进位 断面收缩率(%) 0.5﹪二五进位 注：1、热轧光圆（Ⅰ级纲）2根拉2根弯。 2、热轧带肋（Ⅱ级纲）2根拉，2根弯。低碳钢热轧圆盘条1根拉，2根弯 3、对接焊3根拉3根弯。 4、原材和焊接取样长度：拉伸取50㎝长，弯曲取30㎝长。 5、两支辊间的距离应等于弯心直径加2.5倍钢筋直径（支距=d+2.5a） 6、（1）热轧光圆钢屈服点235、抗拉强度≥370、伸长率≥25%；（2）热轧带肋钢屈服点335、抗拉强度≥455、伸长率≥17%；（3）低碳钢热轧圆盘条抗拉强度≤410、伸长率≥30%、 7、钢筋砼用钢热轧光圆钢筋GB1499.1-2008，钢筋砼用钢热轧光圆钢筋GB1499.1-2008替代《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701-1997中建筑用盘条部分； 8、钢筋砼用热轧带肋钢筋GB1499.2-2007； 9、《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701-2008； 9、金属材料室温拉伸试验方法GB/T228-2002； 10、金属材料弯曲试验方法GB/T232-1999； 11、钢筋焊接接头试验方法标准JGJ/T27-2001； 12、钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2003 光圆钢筋HPB235的是370MPa；HPB300的是400MPa；
长安大学理论力学教学大纲(多学时) 理论力学教学大纲 四年制本科土建、机械类各专业用 80学时（4学分） 一、本课程的性质和任务 理论力学是一门理论性较强的技术基础课，它是各门力学课和部分专业课的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。 本课程的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习有关后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分析，具有解决一些工程实际问题的素质与能力；结合本课程特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生具有对复杂（包括简单）工程实际问题正确地建立力学模型的能力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学、动力学（包括瞬时与过程）分析与计算能力，具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。 二、本课程的基本要求 1、对能力培养的要求 总的要求：对质点、质点系和刚体的机械运动（包括平衡）的规律有较系统全面的了解。掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用。 鉴于本课程是学生从学习纯基础理论课转到学习具有一定技术性的基本课乃至技术性专业课时的第一门课程，故应强调以下几种能力的培养：①逻辑思维能力（包括推理、分析、判断等）；②抽象化能力（包括将工程实际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描述，应用力学理论求解）；③自学能力，表达能力，能利用计算机课件自测练习，编制简单程序解决力学问题等，以及数值分析计算和应用机算机能力；④实际动手能力（包括完成理力相关实验，编写实验报告，撰写小论文等）。 2、本课程的重点和难点 静力学 重点：通过对物体系统的受力分析，对平面一般力系能熟练地进行力系的简化，并应 用各种形式的平衡方程求解其平衡问题。 难点：约束及约束反力，正确地进行受力分析；平面物系（含摩擦）的平衡问题；空
理论力学部分教学内容 第一章静力学基础 一、目的要求 1．深入地理解力、刚体、平衡和约束等重要概念。 2．静力学公理（或力的基本性质）是静力学的理论基础，要求深入理解。 3．明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法。 4．熟练而正确地对单个物体与物体系统进行受力分析，画出受力图。 5．掌握力多边形法则及平面汇交力系合成与平衡的几何条件。 二、基本内容 1．重要概念 1）平衡：物体机械运动的一种特殊状态。在静力学中，若物体相对于地面保持静止或作匀速直线平动，则称物体处于平衡。 2）刚体：在力作用下不变形的物体。刚体是静力学中的理想化力学模型。 3）约束：对非自由体的运动所加的限制条件。在刚体静力学中指限制研究对象运动的物体。约束对非自由体施加的力称为约束反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反。 4）力：物体之间的相互机械作用。其作用效果可使物体的运动状态发生改变和使物体产生变形。前者称为力的运动效应或外效应，后者称为力的变形效应或内效应，理论力学只研究力的外效应。力对物体作用的效应取决于力的大小、方向、作用点这三个要素，且满足平行四边形法则，故力是定位矢量。 5）力的分类： 6）力系：同时作用于物体上的一群力称为力系。按其作用线所在的位置，力系可以分为平面力系和空间力系，按其作用线的相互关系，力系分为共线力系、平行力系、汇交力系和任意力系等等。 7）等效力系：分别作用于同一刚体上的两组力系，如果它们对该刚体的作用效果完全相同，则此两组力系互为等效力系。 8）平衡力系：若物体在某力系作用下保持平衡，则称此力系为平衡力系。
9）力的合成与分解：若力系与一个力F R等效，则力F R称为力系的合力，而力系中的各力称为合力F R的分力。力系用其合力F R代替，称为力的合成；反之，一个力F R用其分力代替，称为力的分解。 2．静力学公理及其推论 公理1：二力平衡条件 指出了作用于刚体上最简单力系的平衡条件。对刚体而言，这个条件既必要又充分，但对非刚体而言，这个条件并不充分。 公理2：加减平衡力系公理 此公理是研究力系等效变换的依据，同样也只适用于刚体而不适用于变形体。 推论1：力的可传性 表明作用于刚体上的力是滑动矢量。 公理3：力的平行四边形法则 给出了最简单的力系的简化规律，也是较复杂力系简化的基础。另外，它也给出了将一个力分解为两个力的依据。 推论2：三力平衡条件 给出了三个不平行的共面力构成平衡力系的必要条件。当刚体受不平行的三力作用处于平衡时，常利用这个关系确定未知力的作用线方位 推论3：力的三角形法则——用几何法求两个共点力的合力 推论4：作用和反作用定律 揭示了物体之间相互作用力的定量关系，它是分析物体间受力关系时必须遵循的原则，也为研究多个物体组成的物体系统问题提供了基础。 公理5：刚化原理 阐明了变形体抽象为刚体模型的条件，并指出刚体平衡的必要和充分条件只是变形体平衡的必要条件。 3．工程中常见的约束类型及其反力的画法。 1）光滑接触面：其约束反力沿接触点的公法线，指向被约束物体。 2）光滑圆柱、铰链和颈轴承：其约束反力位于垂直于销钉轴线的平面内，经过轴心，通常用过轴心的两个大小未知的正交分力表示。 3）固定铰支座：其约束反力与光滑圆柱铰链相同。
2、实验目的 了解钢筋混凝土用钢筋力学性能的实验方法，熟悉国家标准的技术要求。 3、实验要求 实验钢筋混凝土用热轧带肋钢筋Φ14（牌号HRB335）的力学性能：屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能特征值；工艺性能：弯曲性能。 每一组进行钢筋的2拉2弯试验，并根据实验结果评定钢筋的质量。 4、主要仪器设备 4.1万能材料试验机准确度为1级或优于1级(示值误差不大于1%) 为保证设备安全和实验准确，其吨位选择应是使试件达到最大荷载时位于试验机量程的20%～80%范围内。 4.2支辊式弯曲装置（钢筋弯曲机） 4.3连续式打点机 4.4量具(游标卡尺) 精度为0.1mm 5、实验环境的温、湿度 温度18℃，湿度60%。 6、实验方法及步骤 6.1拉伸实验 6.1.1实验方法 采用标准GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中8.2有关“拉伸、弯曲、反向弯曲试验”和GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行。 6.1.2实验步骤 6.1.2.1钢筋力学性能 A、原始标距（L0）的标记 钢筋的原始标记用连续式打点机打点，每一点距离为10mm。 注：原始标距（L0）的标记应用小标记、细划线或细黑线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。6.5mm、8mm的钢筋原始标记L0＝10d；10～50mm 的钢筋原始标记L0＝5d（d为钢筋的公称直径）。 B、试验机指示系统调零(输入相关数据)。 C、夹固试件，确保试样受轴向拉力的作用。 D、开机，以1～2kN/s的速率加载，直至钢筋被拉断。 注：实验的应力速率为6MPa/s～60 MPa /s。 E、关闭送油阀，取下试件，再打开回油阀。 6.2弯曲实验 6.2.1实验方法 采用标准GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》中8.2有关“拉伸、弯曲、反向弯曲试验”和GB/T 232-1999 《金属材料弯曲试验方法》进行。 6.2.2实验步骤 A、调整两支辊间距离l=（3d＋3d）±0.5a＝84±7mm，并且在试验过程中不允许有变化。 B、试样放置于两个支点上，将弯心直径为3d＝42mm的弯心在试样的两个支点中间缓慢施加压力，使试样一次弯曲到180°，或出现裂纹、裂缝、断裂为止。 7、实验记录