工程力学实验报告
学生姓名：
学号：
专业班级：
南昌大学工程力学实验中心
目录
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 2 实验二金属材料的压缩试验 6 实验三复合材料拉伸实验9 实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定12 实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验16 实验六弯曲正应力电测实验19 实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验23 实验八弯扭组合变形的主应力测定32实验九偏心拉伸实验37 实验十偏心压缩实验41 实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验45 实验十三冲击实验47 实验十四压杆稳定实验49 实验十五组合压杆的稳定性分析实验53 实验十六光弹性实验59 实验十七单转子动力学实验62 实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验65
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
引伸仪标距l = mm
实验前
材料标距
l0(mm)
直径d0(mm) 平均横
截面积
A（mm2）
最小横
截面积
A0（mm2）截面I 截面II 截面III
1 2 平均 1 2 平均 1 2 平均
低碳钢
铸铁
低碳钢弹性模量测定
载荷F (kN) 变形Δl (mm) 变形增量()l
δ?(mm) F0 =
F1 =
F2 =
F3 =
F4 =
F5 =
ΔF = ()l
δ?=
()F l
E l A
δ??=
?? =
实验后
材 料
标距l 1(mm)
断裂处直径d 1(mm) 断裂处横截面积A 1（mm 2）
1
2 平均 低碳钢 铸 铁
屈服载荷和强度极限载荷 材 料 上屈服载荷
下屈服载荷
最大载荷 断口形状
F su (kN) Δl (mm) F sl (kN) Δl (mm)
F b (kN) Δl (mm)
低碳钢 铸 铁
载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及结果 材 料
低碳钢
铸 铁
F ―Δl 曲线
断口形状
实验结果上屈服极限
su
σ=
下屈服极限
sl
σ=
强度极限
b
σ=
延伸率δ=
断面收缩率ψ=
强度极限
b
σ=
延伸率δ=
四、问题讨论
（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；
（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
金属材料的拉伸及弹性模量测定原始试验数据记录
实验指导教师：
20 年月日
实验二金属材料的压缩试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
材料
直径d0(mm) 高度
l(mm) 0
l
d
截面积A0
（mm2）
屈服载荷
F s(kN)
最大载荷
F b(kN)
1 2 平均
低碳钢铸铁
载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及结果
材 料
低碳钢
铸 铁
F ―Δl 曲线
断口形状
实验结果
屈服极限s σ= 强度极限b σ=
四、问题讨论
（1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因；
（2）分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
金属材料的压缩试验原始试验数据记录
实验指导教师：
20 年月日
实验三复合材料拉伸实验
实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
试件尺寸
试件编号
宽度b(mm) 平均
宽度
（mm）
厚度h(mm) 平均
厚度
(mm)
平均面积
（mm2）1 2 3 1 2 3
1 2 3
力学实验报告 篇一：工程力学实验(全) 工程力学实验学生姓名：学号：专业班级：南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验 1 2 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前 2低碳钢弹性模量测定 E? 实验后 ?F?l = (?l)?A 屈服载荷和强度极限载荷 3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。 4篇二：工程力学实验报告工程力学实验报告自动化12级实验班 1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度ReH，下屈服强度ReL和抗拉强度Rm 。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。 3．测定铸铁的抗拉强度Rm。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。 5．学习试验机的使用方法。二、设备和仪器 1．试验机（见附录）。 2．电子引伸计。 3．游标卡尺。三、试样 (a) (b) 图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较，必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度： 一、实验目的 1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢的弹性模量E。 3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限；强度极限，伸长率和截面收缩率 4、测定铸铁的强度极限。 5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。 6、了解CMT微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。 二、实验设备和仪器 1．CMT微机控制电子万能实验机 2．电子式引伸计仪 3．游标卡尺 4．钢尺 三.实验原理 试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。 试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。
低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。 铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。抗拉强度σb 较低，无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。 取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 l1，由下述公式 A Fs s = σ A F b b = σ %1000 1?-= l l l δ %1000 1 0?-= A A A ψ 可计算低碳钢的拉伸屈服点σs 。、抗拉强度σb 、伸长率δ，和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度σb 。 低碳钢的弹性模量E 由以下公式计算： l A Fl E ??= 00 式中ΔF 为相等的加载等级，Δl 为与ΔF 相对应的变形增量。 四、实验步骤 (1)低碳钢拉伸试验步骤
工程力学实验报告 自动化12级实验班 §1-1 金属材料的拉伸实验 一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度R eH，下屈服强度R eL和抗拉强度R m 。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。 3．测定铸铁的抗拉强度R m。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。 5．学习试验机的使用方法。 二、设备和仪器 1．试验机（见附录）。 2．电子引伸计。 3．游标卡尺。 三、试样 (a) (b) 图1-1 试样 拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较，必须对试
样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228－2002 “金属材料 室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分中测量伸长用的长度称为标距。受力前的标距称为原始标距，记作l 0，通常在其两端划细线标志。 国标GB/T228-2002中，对试样形状、尺寸、公差和表面粗糙度均有明确规定。 四、实验原理 低碳钢（Q235 钢）拉伸实验（图解方法） 将试样安装在试验机的上下夹头中，引伸计装卡在试样上，启动试验机对试样加载，试验机将自动绘制出载荷位移曲线（F-ΔL 曲线），如图（1-2）。观察试样的受力、变形直至破坏的全过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段）。 屈服阶段反映在F-ΔL 曲线图上为一水平波动线。上屈服力eH F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。下屈服力eL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。最大力R m 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。相应的强度指标由以下公式计算： 上屈服强度R eH ：0 S F R eH eH = （1-1） 下屈服强度R eL ：0 S F R eL eL = (1-2 ) 抗拉强度R m ： 0 S F R m m = （1-3） 在强化阶段任一时刻卸载、再加载，可以观察加载、御载规律和冷作硬化现象。 在F m 以前，变形是均匀的。从F m 开始，产生局部伸长和颈缩，由于颈缩，使颈缩处截面减小，致使载荷随之下降，最后断裂。断口呈杯锥形。
试验目的： 1. 测定低碳钢（塑性材料）的弹性摸量E；屈服极限σs 等机械性能。 2．测定灰铸铁（脆性材料）的强度极限σb 3．了解塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。 材料拉伸与压缩实验指导书 低碳钢拉伸试验 拉伸试验的意义: 单向拉伸试验是在常温下以缓慢均匀的速度对专门制备的试件施加轴向载荷，在试件加载过程中观测载荷与变形的关系，从而决定材料有关力学性能。通过拉伸试验可以测定材料在单向拉应力作用下的弹性模量及屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等指标。其试验方法简单且易于得到较可靠的试验数据，所以是研究材料力学性能最基本、应用最广泛的试验。 操作步骤： 1．试验设备：WDW－3050电子万能试验机 2．试件准备：用游标卡尺测量试件试验段长度l0和截面直径d0，并作记录。 3．打开试验机主机及计算机等相关设备。 4．试件安装（详见WDW3050电子万能试验机使用与操作三．拉伸试件的安装）。 5．引伸计安装（用于测量E, 详见WDW3050电子万能试验机使用与操作四．引伸计安装）。 6．测量参数的设定: 7．再认真检查一遍试件安装等试验准备工作。 8．负荷清零，轴向变形清零，位移清零。 9．开始进行试验，点击试验开始。 10．根据提示摘除引伸计。 11．进入强化阶段以后，进行冷作硬化试验，按主机控制面板停止，再按▼，先卸载到10kN，再加载，按▲，接下来计算机控制，一直到试件断裂（此过程中计算机一直工作，注意观察负荷位移曲线所显示的冷作硬化现象．）． 12．断裂以后记录力峰值。 13．点击试验结束（不要点击停止）。
14．材料刚度特征值中的弹性模量E的测定 试验结束后，在试验程序界面选定本试验的试验编号，并选择应力─应变曲线。在曲线上较均匀地选择若干点，记录各点的值，分别为及 (如i =0,1,2,3,4),并计算出相应的 计算E i的平均值，得到该材料的弹性模量E的值。 15．材料强度特征值屈服极限和强度极限的测定 试验结束后，在试验程序界面选定本试验的试验编号，并选择负荷─位移曲线，找到的曲线屈服阶段的下屈服点，即为屈服载荷F s, 找到的曲线上最大载荷值，即为极限载荷P b. 计算屈服极限：；计算强度极限：； 16．材料的塑性特征值延伸率及截面收缩率的测定 试件拉断后，取下试件，沿断裂面拼合，用游标卡尺测定试验段长度，和颈缩断裂处截面直径。 计算材料延伸率 计算截面收缩率 低碳钢拉伸试验报告 试验目的： 1. 掌握电子万能试验机操作； 2. 理解塑性材料拉伸时的力学性能； 3. 观察低碳钢拉伸时的变形特点； 4. 观察低碳钢材料的冷作硬化现象； 5. 测定低碳钢材料弹性模量E ； 6. 测定材料屈服极限和强度极限； 7. 测定材料伸长率δ和截面收缩率Ψ 试验设备：
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 实验时间：设备编号：温度：湿度： 一、实验目的 1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢的弹性模量E。 3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限；强度极限，伸长率和截面收缩率 4、测定铸铁的强度极限。 5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。 6、了解CMT微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。 二、实验设备和仪器 1．CMT微机控制电子万能实验机 2．电子式引伸计仪 3．游标卡尺 4．钢尺 三.实验原理 试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。 试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。 1 分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈—12a)低碳钢试件的拉伸曲线
(图缩四个阶段。比较简单，既没有明显的直线段，也没有—2b)铸 铁试件的拉伸曲线(图1屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断 口与横截面重合，断口形貌粗较低，无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型σb糙。抗拉强度和铸铁试件、最大载荷Fb电子计 算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs Fb。的最大载荷 l1，由下述公式取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 A??lAFlFs????10b01%%?100????100?bs AAlA 0000，和断面收缩δσb、伸长率。可计算低碳钢的拉伸屈服点σs、抗拉强度。σbψ率；铸铁的抗拉强度由以下公式计算：低碳钢的弹 性模量E Fl?0?E l?A0相对应的变形增量。ΔΔl为与F为相等的加载等级，Δ式中F四、实验步骤 低碳钢拉伸试验步骤(1) 2 按照式样、设备的准备及测试工作，大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下： do lo。在式样标距段的及标距首先，将式样标记标距点，测量式样直 径两端和中间3处测量式样直径，每处直径取两个相互垂直方向的平均值，do。用扎规和钢板尺处直径的最小值取作试验的初始直径做好记录。3lo测量低碳钢式样的初始标距长度。接着，安装试件。按照微机控制电子万能试验机的操作方法，运行电子万能试验机程序， 并开启控制器电源。先将有力传感器的夹具夹住式样的一端，在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零；在移动横梁，使式样的另一端缓慢插入另型卡板中，锁紧夹头，进行保护从而消除
扭 转 实 验 一．实验目的： 1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理，并进行操作练习。 2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限、剪切强度极限。 3.确定铸铁试样的剪切强度极限。 4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。 二．实验设备及工具 扭转试验机，游标卡尺、扳手。 三．试验原理： 塑性材料和脆性材料扭转时的力学性能。（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。） 四．实验步骤 1.a 低碳钢实验（华龙试验机） （1）量直径： 用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。。 （2）安装试样： 启动扭转试验机，手动控制器上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。 （3）调整试验机并对试样施加载荷： 在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点；根据你所安装试样的材料，在“实验方案读取”中选择“教学低碳钢试验”，并点击“加载”而确定；用键盘输入实验编号，回车确定（按Enter 键）；鼠标点“开始测试”键，给试样施加扭矩；在加载过程中，注意观察屈服扭矩的变化，记录屈服扭矩的下限值，当扭矩达到最大值时，试样突然断裂，后按下“终止测试”键，使试验机停止转动。 （4）试样断裂后，从峰值中读取最大扭矩 。从夹头上取下试样。 （5）观察试样断裂后的形状。 1.b 低碳钢实验（青山试验机） （1）量直径： 用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。 （2）安装试样： 启动扭转试验机，手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，s τb τb τ 0d S M b M 0d
金属材料轴向拉伸、压缩实验 预习要求： 1、复习教材中有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容； 2、预习本实验内容及微控电子万能试验机的原理和使用方法； 一、实验目的 1、观察低碳钢在拉伸时的各种现象，并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限 σ， s 强度极限 σ，延伸率δ和断面收缩率ψ； b 2、观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象； 3、观察低碳钢和铸铁在轴向压缩过程中的各种现象； 4、掌握微控电子万能试验机的操作方法。 二、实验设备与仪器 1、微控电子万能试验机； 2、游标卡尺。 三、试件 试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响。为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。根据国家标准（GB6397—86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下： 本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件（图一），试验段直径
d 0=10mm ，标距l 0=100mm.。 本实验的压缩试件采用国家标准（GB7314-87 h /d 0=2, d 0=10mm, h =20mm (图二)。 四、实验原理和方法 （一）低碳钢的拉伸试验 实验时，首先将试件安装在试验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量试验段的变形。然后开动试验机，缓慢加载，同时，与试验机 相联的微机会自动绘制出载荷—变形曲线 （F —?l 曲线，见图三）或应力—应变 曲线（σ—ε曲线，见图四）。随着载荷的逐渐增大， 材料呈现出不同的力学性能： 1、线性阶段 在拉伸的初始阶段，σ—ε曲线为一直线，说明应力σ与应变ε成正比，即满足胡克定律。线性段的最高点称为材料的比例极限（σp ），线性段的直线斜率即 图二 图一 σ σσσ图四 ?l F 图三
工程力学实验报告（附测试曲线） 实验名称：金属材料拉伸实验 实验地点 实验日期 指导教师 班 级 小组成员 报告人 一、实验目的： 二、实验设备及仪器 试验机型号、名称： 量 具型号、名称： 三、试件 1) 试件材料：试件①：低碳钢20，试件②：灰口铸铁HT150 2) 成 绩 批阅人
四、 实验数据及计算结果 注：1. 数据的有效位数按实验指导书附录的修约规定； 2. 弹性模量() l A l F E ????= δ0 (由试验曲线的弹性直线段上确定两点，测出F ?和)(l ?δ。 五、 拉伸曲线示意图 六、回答题 1) 参考低碳钢拉伸图，分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象。 2) 由低碳钢、铸铁的拉伸图和试件断口形状及其测试结果，回答二者机械性能有什么不同。 3) 回忆本次实验过程，你从中学到了哪些知识。 七、体会与建议
工程力学实验报告（附测试曲线） 实验名称：金属材料压缩实验 实验地点 实验日期 指导教师 班 级 小组成员 报告人 一、实验目的： 二、实验设备及仪器 试验机型号、名称： 量 具型号、名称： 三、 试件 3) 试件材料：试件①：低碳钢(20)，试件②：灰口铸铁(HT150) 4) 成 绩 批阅人
六、 实验数据及计算结果 注：数据的有效位数按实验指导书附录的修约规定。 七、 压缩曲线示意图 六、回答问题 4) 参考低碳钢与与铸铁的压缩图，分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象。 5) 由低碳钢、铸铁的压缩图和试件断口形状及其测试结果，回答二者机械性能有什么不同。 6) 回忆本次实验过程，你从中学到了哪些知识。 七、体会与建议
工程力学实验报告 学院： 班级： 学号： 姓名：
报告一金属拉伸和压缩实验报告 一、实验目的： 二、实验设备： 三、实验纪录： 四、实验数据整理与计算: 1、绘制试验中的拉伸图和压缩图 P P P P o Δl o Δl o Δl o Δl 低碳钢拉伸图铸铁拉伸图低碳钢压缩图铸铁压缩图
2、对低碳钢冷作硬化的观察 3、计算结果: 五、分析总结 1、低碳钢拉伸与压缩的机械性质有何相同点与不同点？ 2、铸铁拉伸与压缩的机械性质有何相同点与不同点？ 3、低碳钢拉伸时断口破坏是什么形状？即是那种应力破坏？ 4、铸铁拉伸与压缩时其断口破坏是什么形状？是那种应力破坏?
报告二 测定低碳钢弹性模量E 的实验报告 一、实验目的： 二、实验设备： 三、实验纪录： 四、数据处理 △A 平= △P = △ε 平 = A =b ╳h = =???= %100P A E 平ε 五、分析误差原因：
报告三扭转实验报告 一、实验目的： 二、实验设备： 三、实验纪录： 1、对比两种材料的扭转机械性质。 2、低碳钢与铸铁的断口破坏是什么形状？并分别说明是那种应力。
报告四 测定低碳钢切变模量G 的报告 一、实验目的： 二、实验设备： 平均读数差mm =?A ；百分表放大倍数k=100； 标距mm = l ； 试件直径mm = d ； 百分表触头到试件轴线的距离mm =b 。 四、计算结果： 44 mm 32 = = d I P π； )(r a d b K A =?= ???； )(G P a I l T G P = ??= ??? 五、分析误差：
（实验报告） 姓名: 学号: 班级: 实验指导老师：__________________ 成绩：____________________ 一、实验目的 1. 熟悉THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用； 2. 熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟； 3. 测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。 二、实验数据或曲线 1. 比例（P ）环节 对应参数如下： K=1时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K 对应参数如下： 系数K=2时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=200K 。
2. 积分（I）环节 对应参数如下： 时间常数T=1S， R=100K，C=10uF(T=RC=100K×10uF=1) 对应参数如下： 时间常数T=0.1S，电路中的参数取：R=100K，C=1uF(T=RC=100K×1uF=0.1)
对应参数如下： 例系数K=1、积分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=10uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 2C=100K ×10uF=1) 对应参数如下： 例系数K=1、积分时间常数T=0.1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=1uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 2C=100K ×1uF=0.1S )
对应参数如下： 比例系数K=1、微分时间常数T=0.1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=1uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 1C=100K ×1uF=0.1S) 对应参数如下： 比例系数K=1、微分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=10uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 1C=100K ×10uF=1S)
工程力学实验报告 实验名称： 试验班级： 实验组号： 试验成员： 实验日期：
一、试验目的 1、测定低碳钢的屈服点 σ，强度极限bσ，延伸率δ，断面收缩率ψ。 s 2、测定铸铁的强度极限 σ。 b 3、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。 4、熟悉试验机和其它有关仪器的使用。 二、实验设备 1．液压式万能实验机； 2．游标卡尺 三、设备简介 万能试验机简介 具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成； 1、加载部分：利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。 2、测控部分：指示试件所受载荷大小及变形情况。 四、实验原理 低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段： σe
（1）弹性阶段（Ob段） 在拉伸的初始阶段，σ-ε曲线（oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限（σ p ），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。 线性阶段后，σ-ε曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全 消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（σ e ），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。 （2）屈服阶段（bc段） 超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极 限（σ s ）。 当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力，这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。 （3）强化阶段（ce段） 经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点，该最高点对应的应力称为材料的 强度极限（σ b ），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷F b 。 （4）局部变形阶段（ef段） 试样拉伸达到强度极限σ b 之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增 大至强度极限σ b 之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现
中学物理力学的实验报告 篇一：工程力学实验报告 拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和 重要的实验之一。这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。 实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号） 1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。 2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。 3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A和断面收缩率Z 4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm 5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。 实验设备和仪器 万能试验机、游标卡尺，引伸仪 实验试样 实验原理 按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属
材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。 将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。 应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，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。 1.低碳钢（典型的塑性材料） 当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP 后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。 在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。 当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的
（2014 ——2015 学年第二学期） 成绩 评定 课程： 班级： 学号： 座号： 姓名：
实验一：金属材料的拉伸实验 ①实验步骤 1．测量试样尺寸 直径d0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。用三个平均值中最小者计算横截面面积，数据列表记录。 标距长度L 0量取计算长度L 0（取L 0=10 d0，或L 0=5 d0），在试样两端划细线标志，用刻线机将其划分成10等分（或5等分）。 2. 开机 打开电源开关；启动计算机进入Windos操作系统；点击试验机控制软件，进入试验操作界面；按复位按扭使控制系统上电。 3. 系统参数设置 点击“模式设置”选项，选择试验模式--拉伸实验。 4. 试验基本参数设置 点击“操作”按扭，进入“试验基本参数”界面，选择变形测量模式—引伸计。 5. 试验过程设置 主要有：试样基本参数设定；试验力档位设定；变形调零；变形档位设定；曲线参数设定等。 6．装夹试样，安装引伸计 上下夹头均为斜锲夹块，将试样的夹持部位放入V型槽中央。注意低碳钢拉伸实验须测定标距范围内的变形，因此试样上下夹持部位均须留出5-10mm，以便安装引伸计。铸铁拉伸实验则不用安装引伸计。 7．测试 待一切准备工作完成后，点击“上行”按扭，开始拉伸实验。测试完毕保存实验文件。注意实验过程中观察图形和数据显示窗口以及试样破坏情况。特别提请注意的是，当实验曲线出现水平线一定程度后，试样开始进入局部变形阶段时，点击“取引伸计”按扭，迅速取下引伸计，以免引伸计损伤。 8．打印 点击“报告打印”，输出实验曲线。 9．卸载并取出试样 卸载并取出试样，注意保护试样断口形貌。 10．测量断后标距L1和断后颈缩处最小直径d1（仅对低碳钢拉伸实验） 测量时应注意将低碳钢试样两段的断口紧密对接，若断口到邻近标距端距离小于 或等于 03 L时，则应用所谓移位法（亦称为补偿法）测定断后标距长度 1 L。测量颈缩处最小直径d u时，在最小处互相垂直的两个方向测量直径。注意应用卡尺测量前端较窄的部位，以免由于弧线的影响而测量不到实际的最小值。 11．关机 注意清理实验现场，将相关仪器还原。 ②实验分析： 铸铁拉伸试验——断口是平面，属于拉伸破坏。 通过实验数据可得铸铁（脆性材料）的抗拉强度远低于低碳钢（塑性材料）的抗拉强度。断口位置大多在根部的原因：夹具夹得太紧了，铸铁在受拉的同时还受到夹具给试件的力，试件的中部只受到拉应力而根部除了拉应力外还会受到来自夹具的扭转力，故一般端口会在根部。 低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化（或者说稍微缩小的圆截面），破坏断口与横截面重合，断口粗糙，呈凹凸颗粒状。原因是因
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中学物理力学的实验报告文档 前言语料：温馨提醒，报告一般是指适用于下级向上级机关汇报工作，反映情况，答复上级机关的询问。按性质的不同，报告可划分为：综合报告和专题报告；按行文的直接目的不同，可将报告划分为：呈报性报告和呈转性报告。体会指的是接触一件事、一篇文章、或者其他什么东西之后，对你接触的事物产生的一些内心的想法和自己的理解 本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】 篇一：工程力学实验报告 拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。 实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号） 1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。 2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。 3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A和断面收缩率Z 4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm 5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。
实验设备和仪器 万能试验机、游标卡尺，引伸仪 实验试样 实验原理 按我国目前执行的国家GB/T228―20xx标准――《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。 将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。 应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，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。 1.低碳钢（典型的塑性材料） 当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP 后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。 在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性
力学实验报告 篇一：工程力学实验报告(全) 工程力学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 南昌大学工程力学实验中心 目录 实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验 实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定 实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验 实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验 实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验 实验十四压杆稳定实验 实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验 实验十七单转子动力学实验 实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验 1
2 6 9 12 16 19 2 3 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65 实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的 二、实验设备和仪器 三、实验数据及处理 引伸仪标距l =mm 实验前 2 低碳钢弹性模量测定 E? ?F?l ?(?l)?A = 实验后 屈服载荷和强度极限载荷 3 载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果 四、问题讨论 （1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能； （2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。 4 篇二：力学实验报告标准答案
力学实验报告 标准答案 长安大学力学实验教学中心 目录 一、拉伸实验...............................................................................2 二、压缩实验...............................................................................4 三、拉压弹性模量E 测定实验...................................................6 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验.......................................8 五、扭转破坏实验....................................................................10 六、纯弯曲梁正应力实验..........................................................12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验..................................15 八、压杆稳定实验. (18)
实验一拉伸时材料弹性模量的测定 一、实验目的 1、在比例极限内，验证虎克定律。 2、测定低碳钢的弹性模量Eo 二、实验设备 1、游标卡尺 2、球铰式引伸仪 用来测量微小线变形的仪器称为引伸仪，它可以将微小变形放大许多倍，提高测量精度。引伸仪种类很多，现介绍常用的球铰式引伸仪，此仪器的原理示意图如图1所示。试件夹持于上、下标距叉内，当试件标距L伸长△L时，下标距叉绕球铰B转动，试件伸长△L=AA’，由于AB=AC，所以CC’=2AA=2△L，千分表(或百分表)测出的距离则为2△L，又因千分表(或百分表)的放大倍数为1000(或100)倍，故球铰式引伸仪总的放大倍数 为K=2000倍(或K=200倍)。仪器标距有L=100mm和L=50mm两种。 3、油压式万能材料试验机 油压式万能材料试验机可以作拉伸、压缩、弯曲等多种试验，其构造可分为加载、测力和绘图三个部分。试验机的类型很多，下面以实验室使用的WE—10B型液压式万能试验机为例说明，图2是其构造原理示意图。 (1)加载部分 拉伸试件夹紧于上、下横梁1和2的夹头之间，上横梁1通过前后两光杆3与试验台4固结在一起，下横梁2则通过传动螺母支持在前后两丝杆5上。开动油泵电动机带动油泵6工作，将油箱中的油经油管(1)和控制阀7送入工作油缸8，推动工作活塞9使试验台4、光杆3及上横梁l上升，下横梁2不动，从而使试件受拉伸。如将试件放在下横梁2和试验台4之间，则试验台上升时，试件将承受压力。 为便于装夹不同长度的试件，可开启升降电机，通过减速器10传动链子，使丝杆5旋转，从而使下横梁2快速移动到适当位置。必须注意： 当试件已经夹紧或受力后，严禁再开启升降电机，以免损坏机器。
工程力学实验报告答案 评分标准 拉伸实验报告 一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。 二、实验设备（1分） 机器型号名称电子万能试验机 测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据（2分）
0A P s s = σ ＝300MPa 左右 0A P b b = σ ＝420MPa 左右 ％1000 1?-= L L L δ ＝20～30％左右 ％＝ 1000 1 0?-A A A ψ ＝60～75％左右 五、回答下列问题（2分，每题0.5分） 1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。 略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。 低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同 延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。 压缩实验报告 一、实验目的（1分） 1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。 二、实验设备（1分） 机器型号名称电子万能试验机（0.5分） 测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm （0.5分） 三、实验数据（1分）
0A P b b = σ =740MPa 左右 五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。 略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。 略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？ 当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。
金属材料轴向拉伸、压缩实验 预习要求: 1、复习教材中有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容; 2、预习本实验内容及微控电子万能试验机的原理与使用方法; 一、实验目的 1、 观察低碳钢在拉伸时的各种现象,并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限s σ,强度极限b σ,延伸率δ与断面收缩率ψ; 2、 观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象; 3、 观察低碳钢与铸铁在轴向压缩过程中的各种现象; 4、 掌握微控电子万能试验机的操作方法。 二、实验设备与仪器 1、微控电子万能试验机; 2、游标卡尺。 三、试件 试验表明,试件的尺寸与形状对试验结果有影响。为了便于比较各种材料的机械性能,国家标准中对试件的尺寸与形状有统一规定。根据国家标准(GB6397—86),将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下: d 0=10mm ,标距l 0=100mm 、。 本实验的压缩试件采用国家标准(GB7314-87)/d 0=2, d 0=10mm, h =20mm (图二)。 (一)图二 图一
实验时,首先将试件安装在试验机的上、下夹头内,并在实验段的标记处安装引伸仪,以测量试验段的变形。然后开动试验机,缓慢加载,同时,与试验机相联的微机会自动绘制出载荷—变形曲线(F —?l 曲线,见图三)或应力—应变曲线(σ—ε曲线,见图四)。随着载荷的逐渐增大,材料呈现出不同的力学性能: 1、线性阶段 在拉伸的初始阶段,σ—ε曲线为一直线,说明应力σ与应变ε成正比,即满足胡克定律。线性段的最高点称为材料的比例极限(σp ),线性段的直线斜率即为材料的弹性模量E 。 若在此阶段卸载,应力应变曲线会沿原曲线返回,载荷卸到零时,变形也完全消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限(σe )。一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。 2、屈服阶段 超过比例极限之后,应力与应变不再成正比,当载荷增加到一定值时,应力几乎不变,只就是在某一微小范围内上下波动,而应变却急剧增长,这种现象称为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限(σs )。 实验曲线在屈服阶段有两个特征点,上屈服点B 与下屈服点B’(见图五),上屈服点对应于实验曲线上应力波动的起始点,下屈服点对应于实验曲线上应力完成首次波动之后的最低点。上屈服点受加载速率以及试件形状等的影响较大,而下屈服点B’则比较稳定,故工程上以B’点对应的应力作为材料的屈服极限σs 。 当材料屈服时,如果用砂纸将试件表面打磨,会发现试件表面呈现出与轴线成45o 的斜纹。这就是由于试件的45o 斜截面上作用有最大切应力,这些斜纹就是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的,故称为滑移线。 3、硬化阶段 经过屈服阶段后,应力应变曲线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了,这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线,其斜率与比例阶 σ σσσ图四 ?l F 图三
工程力学实验报告 成绩评定 班级: 姓名: 学号: 四川大学 材料力学实验室
试验报告须知 一、实验报告是实验者最后交出的成果，是实验资料的分析总结，应严肃认真地完成实验报告、认真填好实验目的、试验用材料、实验用器具，等内容。 二、要认真如实地填写试验数据，填写后的试验数据须经教师认可。 三、要严格按照实验步骤进行试验。试验报告应当数据完整，图表清晰整洁、字体清楚、美观。 四、报告中“思考习题”项空白不够用时，可自己用白纸书写贴入该栏。
试验一常温下静载金属拉伸性能试验报告 日期年月日实验室温度℃ 姓名：同组人 一、实验目的 二、实验仪器设备 三、原始数据记录
低 碳 钢 材 料 数 据 记 录 铸 铁 试 样 原 始 数 据 四、数据处理（计算结果保留到整数位） 1） 低碳钢拉伸 （ 1MPa=1 2 mm N ） 屈服极限 0A P S S = σ= 强度极限 0 A P b b = σ= 延 伸 率 () %1000 01?-= L L L δ= 截面收缩率 () () %100%1002 2 120 001?-= ?-=d d d A A A ψ= 2） 铸铁拉伸 强度极限 0 A P b b = σ=
低碳钢材料计算结果 五、简答下列问题 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试 件延伸率是否相同? 2、绘制低碳钢拉伸应力-应变曲线，并说明该曲线的四个阶段及特点? 3、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征。
试验二常温静载下金属压缩性能试验报告 日期年月日实验室温度℃ 姓名：同组人 一、实验目的 二、实验仪器设备 三、原始数据记录