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材料力学实验报告

材料力学实验报告
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扭转实验

一、实验目的

1.学习扭转实验机的构造原理,并进行操作练习。 2.测定低碳钢的剪切屈服极限

、剪切强度极限

和铸铁的剪切强度极限

3.观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形和破坏情况。

二、实验仪器

扭转实验机、游标卡尺 三.实验原理 1、低碳钢扭转

【抗扭屈服强度】(剪切屈服极限):

W Ts

s 43=

τ (Mpa )

[ 式中: T s – 屈服阶段最小扭矩值(N · mm ); W – 抗扭截面模量(mm 3);

3

16

d W π

=

(mm 3); d -- 试样横截面直径(mm )。]

【抗扭强度】(剪切强度极限):

W T b

b 43=

τ (Mpa )

[ 式中: Tb – 破坏前最大扭矩值(N · mm )] 在上述两式中都存在 3/4 的系数,来源见图一。

(a )初态 (b )中间态 (c )填满态 图 一 扭转等直圆轴进入屈服状态切应力变化图

当扭转等直圆轴到达初态时,T —φ试验曲线上的扭矩T 并没有进入屈服阶段,但此时截面边缘上的切应力已经达到τs ,进入实际屈服阶段,有D ·τρ= 2ρ·τs 。此时的扭矩:

33

2

2

)2(42D d D d dA T s D s D A

πτρρτπρπρρτρτρρ==

==???初

中间变化过程是塑性变形环逐渐变大直到填满整个截面的过程。达到填满态时的

扭矩:

322

2

)2

(3D

d d dA T s D s D s A

s πτρρτπρπρρτρτ=

===???满

结果:初T =43满T 。 [满T

对应T —φ试验曲线上的扭矩s T ]

抗扭强度式中系数也可如此推理。

图 二 低碳钢扭转试样

对低碳钢等直圆轴扭转在比例变形范围内符合剪切胡克定律,截面Ⅱ相对截面Ⅰ转角:

π

?180p GI TL =

( ° ) (见图二)

[ 式中:φ– 截面Ⅱ相对截面Ⅰ的转角(°); T – 截面扭矩值(N · mm ); L – 试样试验段长度(mm ); G --切变模量 (Mpa ;即N / mm 2);

Ip – 对截面中心的极惯性矩(mm 4

); Ip =W

d 2=4

32d π (mm 4)

]

【切变模量G 】:

π

?180p I TL G ?=

(Mpa ) ;

π

??180)()(1212--=

T T I L G p (Mpa )

[(见图三)T 2、T 1 --- 扭转弹性变形阶段选定两点对应的扭矩值(N · mm )。 φ2、φ1 -- 扭转弹性变形阶段选定两点对应的转角值(°)。] 2、铸铁扭转

【抗扭强度】(剪切强度极限):

W T b

b =

τ (Mpa )

[ 式中:Tb – 破坏前最大扭矩值(N · mm ); W – 抗扭截面模量(mm 3):

3

16

d W π

=

(mm 3); d -- 试样横截面直径(mm )。 ]

铸铁扭转不存在屈服阶段,所以式中系数是1 。

图 三 低碳钢、铸铁扭转(扭矩T —转角φ)试验曲线

四、实验步骤

1.低碳钢实验

(1)量取试件直径。在试件上选取3个位置,每个位置互相垂直地测量2次直径,取其平均值;然后从3个位置的平均直径值中取最小值作为试件的直径。

(2)将扭转实验机刻度盘的从动针调至靠近主动针。主动针的调零方式为自动调整,如果主动针不在零位,应通知老师,由老师进行调整。绝对不能用调从动针的方法,将两针调至零位。

(3)把试件安装在扭转试验机的夹头内,并将螺丝拧紧(勿太用力)。安装时,一定要注意主动夹头的夹块要保持水平(固定夹头的夹块总是水平的),以避免引起初始扭矩。如果已经出现小量的初始扭矩,只要不超过5N*m,可以开始加载。另外,试件在水平面和垂直面上不能歪斜,否则加载后试件将发生扭曲。

(4)打开绘图记录器的开关;将调速旋钮置于低速位置。开始用档慢速加载,每增加 5N*m 的扭矩,记录下相应的扭转角度。实验过程中,注意观察试件的变形情况和图,当材料发生流动时,记录流动时的扭矩值和

相应的扭转角度。另外,注意记录扭矩刚开始下降时的扭矩值和相应的扭转角度。扭矩值估读到0.1N*m。

(5)流动以后,继续加载,试件进入强化阶段,关闭记录器后,将电机速度选择在档,加快加载速度。这时由于变形速度较快,可每增加180

度取一次扭转角度。直至试件扭断为止,记下断裂时的扭矩值,注意观察断口的形状。注意,试件扭断后应立即停止加载,以便记录断裂时的扭转角度。

2.铸铁实验

操作步骤与低碳钢相同。因铸铁在变形很小时就破坏,所以只能用

档慢速加载。每增加5N*m的扭矩,记录下相应的扭转角度。注意观察铸铁试件在扭转过程中的变形及破坏情况,并记录试件扭断时的极限扭矩值和相应的扭转角度。注意,试件扭断后应立即停止加载,以便记录断裂时的扭转角度。

五、实验记录

注:低碳钢的剪切流动极限及强度极限的计算公式中应该乘一系数3/4。原因是这样:圆轴扭转在弹性变形范围内剪应力分布如参考图(a)所示,对于塑性材料,

当扭矩增大到一定数值后,试件表面应力首先达到流动极限,并逐渐向内扩展,形成环形塑性区,如参考图(b)所示。若扭矩逐渐增大,塑性区也不断扩大。当扭矩达到时,横截面上的剪应力大小近似为,如参考图(c)所示,在这种剪

应力分布形式下,剪应力公式为。

试件继续变形,材料进一步强化,当试件扭断时,假设整个截面的剪应力都达到,此时最大扭矩为,因此剪切强度极限和流动极限一样,近似地写为

由于铸铁是脆性材料,应力在截面上从开始受力直至破坏都保持线性分布,当边缘上的剪应力达到时。此时最大扭矩为,故仍用弹性阶段的应力公式计算强度极限。

六.预习思考题

1) 分析试件在扭转状态下各点的主应力大小和方向。

2) 低碳钢屈服极限和强度极限的计算公式中为什么会出现3/4?请分析并推导计算公式。

3) 为什么扭转试件两端较粗,中间较细?中间和两端采用光滑曲线过渡,而不是直角连接

4) 如果扭转试件是屈服失效,请用最大剪应力理论分析一下试件可能的断口形状。

5) 如果扭转试件是断裂失效,请用最大拉应力理论分析一下试件可能的断口形状。

6) 什么是塑性材料?什么是脆性材料?(如果在你做的其它实验中也有此题,回答一次即可)

七.分析思考题

1) 扭转实验中你是怎样测量试件直径的?为什么采用这种方法?你有其它方法测量直径吗?你的依据是什么?

2) 扭转实验对试件的放置有什么要求?为什么?

3) 夹紧试件后,如果读数盘的主动针偏离了零位,这是什么原因造成的?对实验结果有什么影响?应该怎样解决?

4) 两种扭转试件的断口形状分别是什么样的?怎样解释这种结果?

5) 通过实验你觉得低碳钢的塑性性能如何?你的依据是什么?铸铁呢?

6) 在拉伸、压缩、扭转三个试验中,你已经做了那些实验?请通过这些实验,总结一下低碳钢的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。同样地,请总结一下铸铁的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。

7) 结合你已经做过的实验(拉伸、压缩、扭转),请对比低碳钢和铸铁的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系。举例说明其使用范围。

8) 结合你已经做过的实验(拉伸、压缩、扭转),请分析低碳钢的荷载-位移曲线有什么共同点?

9) 对于本次实验,你的体会是什么?你有什么建议吗?

材料力学实验报告标准规定答案解析

力学实验报告标准答案

长安大学力学实验教学中心 目录 、拉伸实验? 、压缩实验? 三、拉压弹性模量E测定实验? 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验? 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"8

、拉伸实验报告标准答案实验目的: 见教材 实验仪器 见教材实验结果及数据处理:例:(一)低碳钢试件

服应力 (T s = P s /A _273.8 _MP a 屈度极限 (T b = P b /A _411.3 MP a 强试验前 试验后 最小平均直径d= 10.16 mm 最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm 2 截面面积A1= 80.91 mm 2 计算长度L= 100 mm 计算长度L 忤 100 mm 试验前草图 试验后草图 1 ' 1 ''1 1 最大载荷P b =__14.4 KN P s =_22.1 KN P b =_33.2 ____ KN 塑性指标: 伸长率 厘100% L 68.40 % 33.24 % A A 1 面积收缩率 - 100% A 低碳钢拉伸图:

强度极限c b= P b / A = _ 177.7 — M P a 问题讨论: 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? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有45 0的剪切唇, 断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织

材料力学实验报告册概要

实验日期_____________教师签字_____________ 同组者_____________审批日期_____________ 实验名称:拉伸和压缩试验 一、试验目的 1.测定低碳钢材料拉伸的屈服极限σs 、抗拉强度σb、断后延伸率δ及断 面收缩率ψ。 2.测定灰铸铁材料的抗拉强度σb、压缩的强度极限σb。 3.观察低碳钢和灰铸铁材料拉伸、压缩试验过程中的变形现象,并分析 比较其破坏断口特征。 二、试验仪器设备 1.微机控制电子万能材料试验机系统 2.微机屏显式液压万能材料试验机 3.游标卡尺 4.做标记用工具 三、试验原理(简述) 1

四、试验原始数据记录 1.拉伸试验 低碳钢材料屈服载荷 最大载荷 灰铸铁材料最大载荷 2.灰铸铁材料压缩试验 直径d0 最大载荷 教师签字:2

五、试验数据处理及结果 1.拉伸试验数据结果 低碳钢材料: 铸铁材料: 2.低碳钢材料的拉伸曲线 3.压缩试验数据结果 铸铁材料: 3

4.灰铸铁材料的拉伸及压缩曲线: 5.低碳钢及灰铸铁材料拉伸时的破坏情况,并分析破坏原因 ①试样的形状(可作图表示)及断口特征 ②分析两种材料的破坏原因 低碳钢材料: 灰铸铁材料: 4

6.灰铸铁压缩时的破坏情况,并分析破坏原因 六、思考讨论题 1.简述低碳钢和灰铸铁两种材料的拉伸力学性能,以及力-变形特性曲线 的特征。 2.试说明冷作硬化工艺的利与弊。 3.某塑性材料,按照国家标准加工成直径相同标距不同的拉伸试样,试 判断用这两种不同试样测得的断后延伸率是否相同,并对结论给予分析。 5

七、小结(结论、心得、建议等)6

材料力学性能静拉伸试验报告

静拉伸试验 一、实验目的 1、测45#钢的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 2、测定铝合金的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象。 二、使用设备 微机控制电子万能试验机、0.02mm 游标卡尺、试验分化器 三、试样 本试样采用经过机加工直径为10mm 左右的圆形截面比例试样,试样成分分别为铝合金和45#,各有数支。 四、实验原理 按照我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准—《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定,在室温1035℃℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头当中,然后开动试验机,使试样受到缓慢增加的拉力(一般应变速率应≤0.1m/s ),直到拉断为止,并且利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形L ?主要是整个试样,而不仅仅是标距部分的伸长,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,头部在头内的滑动较大,故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 塑性材料与脆性材料的区别: (1)塑性材料: 脆性材料是指断后伸长率5%δ≥的材料,其从开始承受拉力直至试样被拉断,变形都比较大。塑性材料在发生断裂时,会发生明显的塑性变形,也会出现屈服和颈缩等现象; (2)脆性材料: 脆性材料是指断后伸长率5%δ<的材料,其从开始承受拉力直至试样被拉断,变形都很小。并且,大多数脆性材料在拉伸时的应力—应变曲线上都没有明显的直线段,几乎没有塑性变形,在断裂前不会出现明显的征兆,不会出现屈服和颈缩等现象,只有断裂时的应力值—强度极限。 脆性材料在承受拉力、变形记小时,就可以达到m F 而突然发生断裂,其抗拉强度也远远 小于45钢的抗拉强度。同样,由公式0m m R F S =即可得到其抗拉强度,而根据公式,10 l l l δ-=。 五、实验步骤 1、试样准备 用笔在试样间距0L (10cm )处标记一下。用游标尺测量出中间横截面的平均直径,并且测出试样在拉伸前的一个总长度L 。 2、试验机准备:

《材料力学》实验报告

材料力学 实验报告 对应课程 学号 学生 专业 班级 指导教师 成绩总评 学年第学期

目录 1.低碳钢及铸铁拉伸破坏实验???????????????(3 ) 2.低碳钢及铸铁压缩破坏实验???????????????(8 ) 3.引伸计法测定材料的弹性模量??????????????( 12 ) 4.低碳钢及铸铁扭转破坏实验???????????????(15) 5.载荷识别实验?????????????????????( 19) 成绩总评定 : 拉伸压缩测E扭转载荷识别

低碳钢及铸铁拉伸破坏实验 实验日期: 同组成员: 一、实验目的及原理 二、实验设备和仪器 1、试验机名称及型号: 吨位: 精度: 2、量具名称: 精度: 三、实验步骤 (一)、低碳钢、铸铁拉伸实验步骤:

四、试样简图 低碳钢试样 实验前实验后试 样 简 图 铸铁试样 实验前实验后试 样 简 图

五、实验数据及计算 低碳钢拉伸试验 (一)试件尺寸 (a)试验前 试件标直径d0( mm )最小横截距 横截面 1横截面 2横截面 3面面积L0平平平A (1)(2)(1)(2)(1) ( 2)02 ( mm )均均均( mm ) (b)试验后 断后标断口直径 d 1 ( mm )距 L1 12平均( mm )断口(颈缩处)最小横截面面 积 A1 ( mm2 ) 屈服极限:强度极限:断后延伸率: F s s (MPa) A0 F b b (MPa) A0 ( L 1 L O ) 100% L0

A0 A1100% 断面收缩率: A0 铸铁拉伸试验 (a)试验前 试件标直径d0( mm )最小横截距 横截面 1横截面 2横截面 3面面积L0平平平A (1)(2)(1)(2)(1) ( 2)02 ( mm )均均均( mm ) (b)试验后 F b 强度极限:b(MPa ) (二)绘出低碳钢的“力—位移、及铸铁的“ 力-位移”曲线低碳钢铸铁

材料力学性能拉伸试验报告

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。

材料力学实验报告答案

篇一:材料力学实验报告答案 材料力学实验报告 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) 四、实验结果处理(4分) ?s??b? psa0pba0 =300mpa 左右=420mpa 左右 =20~30%左右=60~75%左右 ?? l1?l0 ?100% l0a0?a1 ?100% a0 ?= 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)四、实验结果处理(2分) ?b? pb =740mpaa0 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?

材 料 力 学 性 能 实 验 报 告.

材料 学性能实院系:材料学院姓名:王丽朦学号:200767027 验报力告 实验目的: 通过拉伸试验掌握测量屈服强度,断裂强度,试样伸长率,界面收缩率的方法;通过缺口拉伸试验来测试缺口对工件性能的相关影响; 通过冲击试验来测量材料的冲击韧性; 综合各项试验结果,来分析工件的各项性能; 通过本实验来验证材料力学性能课程中的相关结论,同时巩固知识点,进一步深刻理解相关知识; 实验原理: 1)屈服强度 金属材料拉伸试验时产生的屈服现象是其开始产生宏观的塑性变形的一种标志。弹性变形阶段向塑性变形阶段的过渡,表现在试验过程中的现象为,外力不增加即保持恒定试样仍能继续伸长,或外力增加到某一数值是突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形,这便是屈服现象。呈现屈服现象的金属材料拉伸时,试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力称为屈服点,记作σs; 屈服现象与三个因素有关:(1)材料变形前可动位错密度很小或虽有大量位错但被钉扎住,如钢中的位错为杂质原子或第二相质点所钉扎;(2)随塑性变形发生,位错快速增殖;(3)位错运动速率与外加应力有强烈的依存关系。影响屈服强度的因素有很多,大致可分为内因和外因。 内因包括:金属本性及晶格类型的影响;晶界大小和亚结构的影响;还有溶质元素和第二相的影响等等。通过对内因的分析可表征,金属微量塑性变形抗力的屈服强度是一个对成分、组织极为敏感的力学性能指标,受许多内在因素的影响,改变合金成分或热处理工艺都可使屈服强度产生明显变化。 外因包括:温度、应变速率和应力状态等等。总之,金属材料的屈服强度即受各种内在因素的影响,又因外在条件不同而变化,因而可以根据人们的要求予以改变,这在机件设计、选材、拟订加工工艺和使用时都必须考虑到。 2)缺口效应 由于缺口的存在,在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的“缺口效应”,从而影响金属材料的力学性能。 缺口的第一个效应是引起应力集中,并改变了缺口前方的应力状态,使缺口试样或机件所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态,也就是出现了σx(平面应力状态)或σy与σz(平面应变状态),这要视板厚或直径而定。

材料力学扭转实验实验报告

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

材料力学性能实验报告

大连理工大学实验报告 学院(系):材料科学与工程学院专业:材料成型及控制工程班级:材0701姓名:学号:组:___ 指导教师签字:成绩: 实验一金属拉伸实验 Metal Tensile Test 一、实验目的Experiment Objective 1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS,抗拉强度σb,延伸率δ和断面收缩率 φ的测定方法。 2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。 3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。 4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。 二、实验概述Experiment Summary 金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一,是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上,温度、应力状态和加载速率确定的条件下,对试样逐渐施加拉伸载荷,直至把试样拉断为止。通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式,即过量弹性变形,塑性变形和断裂。在实验过程中,试样发生屈服和条件屈服时,以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积,求的该材料的屈服点σS,屈服强度σ0.2和强度极限σb。用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量,分别除以试样的原始标距长度,及试样的原始横截面积,求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。 三、实验用设备The Equipment of Experiment 拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺,拉力

实验机主要有机械式和液压式两种,该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。液压式万能实验机是最常用的一种实验机。它不仅能作拉伸试验,而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。 (一)加载部分The Part of Applied load 这是对试样施加载荷的机构,它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形,使试样受到力或能量的作用。其加载方式是液压式的。在机座上装有两根立柱,其上端有大横梁和工作油缸。油缸中的工作活塞支持着小横梁。小横梁和拉杆、工作台组成工作框架,随工作活塞生降。工作台上方装有承压板和弯曲支架,其下方为钳口座,内装夹持拉伸试样用的上夹头。下夹头安装在下钳口座中,下钳口座固定在升降丝杆上。 当电动机带动油泵工作时,通过送油阀手轮打开送油阀,油液便从油箱经油管和进入工作油缸,从而推动活塞连同工作框架一起上升。于是在工作台与大横梁之间就可进行压缩、弯曲等实验,在工作台与下夹头之间就进行拉伸实验。实验完毕后,关闭送油阀、旋转手轮打开回油阀,则工作油缸中的油液便经油管泄回油箱,工作台下降到原始位置。 (二)测力部分The Part of Measuring Force 加载时,油缸中的油液推动工作活塞的力与试样所承受的力随时处于平衡状态。如果用油管和将工作油缸和测力油缸连同,此油压便推动测力活塞,通过连杆框架使摆锤绕支点转动而抬起。同时,摆锤上方的推板便推动水平齿杆,使齿轮带动指针旋转。指针旋转的角度与油压亦即与试样所承受的载荷成正比,因此在测力度盘上便可读出试样受力的量值。 四、试样Sample 拉伸试样,通常加工成圆型或矩形截面试样,其平行长度L0等于5d或10d (前者为长试样,后者为短试样),本实验用短试样,即L0=5d。本实验所用的试样形状尺寸如图1—1所示。 图1-1圆柱形拉伸试样及尺寸

金属材料力学性能实验报告

金属材料力学性能实验报告 姓名:班级:学号:成绩: 实验名称实验一金属材料静拉伸试验 实验设备1)电子拉伸材料试验机一台,型号HY-10080 2)位移传感器一个; 3)刻线机一台; 4)游标卡尺一把; 5)铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图 (和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口,几乎没有颈缩,可以知道为切应力达到极限,发生韧性断裂)

图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 (可以明显看出,试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域:1.试样中心的纤维区,表面有较大的起伏,有较大的塑性变形;2.放射区,表面较光亮平坦,有较细的放射状条纹;3.剪切唇,轴线成45°角左右的倾斜断口) 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据(单位:mm ) 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据(单位:mm ) 两试样的初始标距为050 L mm 。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录(单位:mm ) AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79 24.02 17.46 58.94 测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ,断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。

材料力学实验报告

青岛黄海学院实验指导书 课程名称:材料力学 课程编码: 04115003 主撰人:吕婧 青岛黄海学院

目录 实验一拉、压实验 (1) 实验二扭转实验 (6) 实验三材料弹性模量E和泊松比μ的测定 (8) 实验四纯弯曲梁的正应力实验 (12)

实验一低碳钢拉伸实验 一、实验目的要求: (一)目的 σ、延伸率δ,截面收缩率ψ。 1.测定低碳钢的屈服极限σS,强度极限 b σ,观察上述两种材料的拉伸和破坏现象,绘制拉伸时2.测定铸铁的强度极限 b 的P-l?曲线。 (二)要求 1.复习讲课中有关材料拉伸时力学性能的内容;阅读本次实验内容和实设备中介绍万能试验机的构造原理、操作方法、注意事项,以及有关千分表和卡尺的使用方法。 2.预习时思考下列问题:本次实验的内容和目的是什么?低碳钢在拉伸过程中可分哪几个阶段,各阶段有何特征?试验前、试验中、试验后需要测量和记录哪些数据?使用液压式万能试验机有哪些注意事项? 二、实验设备和工具 1.万能实验 2.千分尺和游标卡尺。 3.低碳钢和铸铁圆形截面试件。 三、实验性质: 验证性实验 四、实验步骤和内容: (一)步骤 1.取表距L =100mm.画线 2.取上,中,下三点,沿垂直方向测量直径.取平均值

3.实验机指针调零. 4.缓慢加载,读出 s P .b P .观察屈服及颈缩现象,观察是否出现滑移线. 5.测量低碳钢断裂后标距长度1l ,颈缩处最小直径1d (二)实验内容: 1.低碳钢试件 (1)试件 (2)计算结果 屈服荷载 s P =22.1KN 极限荷载 b P =33.2KN 屈服极限 s σ=s P /0A =273.8MPa 强度极限 b σ=b P /0A =411.3MPa 延伸率 δ=(1l -0l )/0l *100%=33.24% 截面收缩率ψ=(0A -1A )/0A *100%=68.40% (3)绘制低碳钢P~ l ? 曲线

材料力学实验报告答案

材料力学实验报告答案 Prepared on 22 November 2020

材料力学实验报告 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)

四、实验结果处理 (4分) 0A P s s = σ =300MPa 左右 0 A P b b = σ =420MPa 左右 %10000 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 (分) 测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm (分) 三、实验数据(1分) 四、实验结果处理 (2分) A 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

材料力学性能实验(2个)讲解

《材料力学性能》实验教学指导书 实验总学时:4 实验项目:1.准静态拉伸 2. 不同材料的冲击韧性 材料科学与工程学院实验中心 工程材料及机制基础实验室

实验一 准静态拉伸 一、实验目的 1.观察低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)在准静态拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和颈缩等现象),并绘制拉伸图。 2.测定低碳钢的屈服极限σs ,强度极限σb ,断后延伸率δ和断面收缩率ψ。 3.测定铸铁的强度极限σb 。 4.比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。 二、概述 静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。一方面,由静载拉伸试验测定的力学性能指标,可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据,具有重要的工程实际意义。另一方面,静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律,也是研究材料力学性能的基本试验方法。 静载拉伸试验,通常是在室温和轴向加载条件下进行的,其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合,载荷缓慢施加。 在材料试验机上进行静拉伸试验,试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂,可得出一系列的强度指标(屈服强度s σ和抗拉强度b σ)和塑性指标(伸长率δ和断面收缩率ψ)。通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线,即P —Δl 曲线,习惯上称此曲线为试样的拉伸图。图1即为低碳钢的拉伸图。 试样拉伸过程中,开始试样伸长随载荷成比例地增加,保持直线关系。当载荷增加到一定值时,拉伸图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或减小的情况下,试样还继续伸长的现象叫屈服,屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ,s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ: s s A P = σ 试样屈服后,要使其继续发生变形,则要克服不断增长的抗力,这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。这种随着塑性变形增大,变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。由于形变强化的作用,这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。当载荷达到最大值b P 后,试样的某一部位截面积开始急剧缩小,出现“缩颈”现象,此后的变形主要集中在缩颈附近,直至达到 P b 试样拉断。P b 除以试样原始横截面面积A 0即得到

材料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) 一、拉伸实验报告标准答案 问题讨论: 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? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,

断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。. 二、压缩实验报告标准答案 问题讨论: 1、分析铸铁试件压缩破坏的原因. 答:铸铁试件压缩破坏,其断口与轴线成45°~50°夹角,在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值,抗剪先于抗压达到极限,因而发生斜面剪切破坏。 2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这 两类不同性质的材料? 答:低碳钢为塑性材料,抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近,此时试件不会发生断裂,随荷载增加发生塑性形变;铸铁为脆性材料,抗压强度远大于抗拉强度,无屈服现象。压缩试验时,铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。 通过试验可以发现低碳钢材料塑性好,其抗剪能力弱于抗拉;抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差,其抗拉远小于抗压强度,抗剪优于抗拉低于抗压。 故在工程结构中塑性材料应用范围广,脆性材料最好处于受压状态,比如车床机座。 三、拉压弹性模量E测定试验报告 问题讨论: 1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么? 答: 弹性模量是材料的固有性质,与试件的尺寸和形状无关。 2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是 否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量? 答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同,采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差,同时可以验证材料此时是否处于弹性状态,以保证实验结果的可靠性。 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验报告标准答案 问题讨论: 1、试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么?应采取什么 措施? 答:检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限,应调整百分表位置。

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材料力学实验报告_实验报告_ 材料力学实验报告 材料力学实验报告不会写的话,下面请看给大家整理收集的材料力学实验报告相关内容,供大家阅读参考。材料力学实验报告格式 一、实验目的: 二、实验设备和仪器: 三、实验记录和处理结果: 四、实验原理和方法: 五、实验步骤及实验结果处理: 六、讨论:材料力学实验报告 一、用途 该实验台配上引伸仪,作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。 二、主要技术指标 1. 试样:Q235钢,直径d =10mm,标距l=100mm。 2. 载荷增量△F=1000N ①砝码四级加载,每个砝码重25N; ②初载砝码一个,重16N; ③采用1:40杠杆比放大。 3. 精度:一般误差小于5%。 三、操作步骤及注意事项 1. 调节吊杆螺母,使杠杆尾端上翘一些,使之与满载时关于水平位置大致对称。 注意:调节前,必须使两垫刀刃对正V型槽沟底,否则垫刀将由于受力不均而被压裂。 2. 把引伸仪装夹到试样上,必须使引伸仪不打滑。

①对于容易打滑的引伸仪,要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。②引伸仪为精密仪器,装夹时要特别小心,以免使其受损。③采用球铰式引伸仪时,引伸仪的架体平面与实验台的架体平面需成45o左右的角度。 3. 挂上砝码托。 4. 加上初载砝码,记下引伸仪的读数。 5. 分四次加等重砝码,每加一次记一次引伸仪的读数。 注意:加砝码时要缓慢放手,以使之为静载,并注意防止失落而砸伤人、物。 6. 实验完毕,先卸下砝码,再卸下引伸仪。 7. 加载过程中,要注意检查传力机构的零件是否受到干扰,若受干扰,需卸载调整。 四、计算试样横截面积A 应力增量 d24 F A 引伸仪放大倍数K=20xx 引伸仪读数 Ni(i0,1,2,3,4) 引伸仪读数差 NjNiNi1(j1,2,3,4) 引伸仪读数差的平均值 N平均14Nj 4j1 N平均 K试样在标距l段各级变形增量的平均值 l 应变增量 l l 材料的弹性模量 E

材料力学实验报告文档2篇

材料力学实验报告文档2篇 Material mechanics experiment report document 编订:JinTai College

材料力学实验报告文档2篇 小泰温馨提示:实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报。本文档根据实验报告内容要求展开说明,具有实践指导意义,便于学习和使用,本文下载后内容可随意修改调整及打印。 本文简要目录如下:【下载该文档后使用Word打开,按住键盘Ctrl键且鼠标单击目录内容即可跳转到对应篇章】 1、篇章1:材料力学实验报告格式文档 2、篇章2:材料力学实验报告范文 材料力学实验报告不会写的话,下面请看小泰给大家整理收集的材料力学实验报告相关内容,供大家阅读参考。 篇章1:材料力学实验报告格式文档 二、实验设备和仪器: 三、实验记录和处理结果: 四、实验原理和方法: 五、实验步骤及实验结果处理:

篇章2:材料力学实验报告范文【按住Ctrl键点此返回目录】该实验台配上引伸仪,作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。 1.试样:Q235钢,直径d =10mm,标距l=100mm。 2.载荷增量△F=1000N ①砝码四级加载,每个砝码重25N; ②初载砝码一个,重16N; ③采用1:40杠杆比放大。 3.精度:一般误差小于5%。 三、操作步骤及注意事项 1.调节吊杆螺母,使杠杆尾端上翘一些,使之与满载时关于水平位置大致对称。 注意:调节前,必须使两垫刀刃对正V型槽沟底,否则垫刀将由于受力不均而被压裂。 2.把引伸仪装夹到试样上,必须使引伸仪不打滑。 ①对于容易打滑的引伸仪,要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。

材料力学性能测试实验报告

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

组 合 变 形 实 验材料力学实验报告

组合变形实验 一.实验目的: 1.学习组合变形情况下的应力测定方法。 2.熟悉应变仪全桥测量原理及接桥方法 3.对在弯扭组合受力状态下的薄壁圆管,分别测定其弯曲正应力和扭转剪应力,并与理论值比较。 二.实验设备: 多功能实验台、程控静态电阻应变仪、数字测力仪。 三.试验原理: 1)参阅材料力学、工程力学课程的教材及其他相关材料。 2)组合变形实验装置如图: 测试的试样为薄壁圆管,其长度为,一端固定在铸铁框架上,另一端通过扇形加力臂上的钢丝绳对薄壁圆管试样施加载荷。在钢丝绳与加载手柄之间连接一个力传感器,通过数字测力计把传感器的信号显示出来。在试样的上下边缘对称位置,粘贴互相垂直的鱼尾应变花2片,如图所示。当试样受到F 力作用时,薄壁圆管试样上的应变片均受到弯曲与扭转应变,即 。在比例极限内,应力与应变之间存在着正比关系,即σ=E ·ε通过测得 的应变值便可计算出该点的应力数值。 在理论课中已经学习了强度理论,也了解受弯扭组合变形的应力状态,因此也就可以分析出各应变片感受的应变关系,我们利用电桥输出特性,通过巧妙的全桥接桥方式,就可以只测出由扭矩产生的应变或由弯矩产生的应变,即ε 读 =4ε 弯 或ε 读 =4ε 扭 , 在测量由弯矩产生的应变时,根据应力状态理论可知 ,所以对于由弯 矩产生的0o 方向的应变即为 ,由虎克定律得到弯曲正应力 。 在测量由扭矩产生的应变时,取薄壁圆管试样上测点处单元体,如下图所示的应力状态 l W N εε±±04521εμ ε?-= o 45012 εμε-= o 0εσ?=E

其中有: ,在比例极限内,近似地 同时 , 所以 故,由于,所以。 在弯扭组合变形实验中,使用的是互相垂直的鱼尾应变花,其贴片方向且与轴线成±450, 故α=45o ,则 , 即γR =2ε 45 o 。 由剪切虎克定律得到扭转剪应力 。 四.实验步骤 1.量取试样相关尺寸,加载力臂, 2.根据电测原理、电桥输出特性,通过讨论分析弯曲正应变和扭转剪应变的全桥接桥方式。 3.按照第二步分析的结果,将应变片接入应变仪。 4.打开电源开关,当程序结束后,用通道切换键,找到你所接入的通道,按下“自动平衡”键使应变仪通道清零。 5. 打开测力计电源开关,确定档位(SCLY-2数字测力计选20KN 档,XL2116A 测力仪选N 档)。在确认没有给薄壁圆管试样梁加力的情况下,按下“清零”键。 6.逐级加载,每增加0.1KN 记录一次应变仪的读数,载荷加至0.4KN 后,卸载。 7.在完成弯曲应变测量后,从第三步重复,测量扭转应变。 五.实验记录 1.试样及装置的相关数据: 内径d= 外径D= 弯矩力臂R W = 扭矩力臂R N = 弹性模量E= 泊松比μ= 2.实验记录: R dy tg dx γ?= dx dy R ?= γαcos dx dl = αsin dy dl ?=?α αααα2sin 21cos sin cos sin dx dy dx dy dx dy dl dl ?=?=?=?αγ2sin 21R dl dl =?dl dl ?=αεαγεα2sin 21?=R R o γε2 1 45=R G γτ?=

材料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)

一、拉伸实验报告标准答案 实验目的: 见教材。 实验仪器 见教材。 实验结果及数据处理: 例:(一)低碳钢试件 强度指标: P s =__22.1___KN 屈服应力 σs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限 σb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标: 1L -L 100%L δ=?=伸长率 33.24 % 1 100%A A A ψ-=?=面积收缩率 68.40 % 低碳钢拉伸图:

(二)铸铁试件 试验前试验后最小平均直径d= 10.16 mm最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm2截面面积A1= 80.91 mm2计算长度L= 100 mm计算长度L1≈100 mm 试验前草图试验后草图 强度指标: 最大载荷P b =__14.4___ KN 强度极限σ b = P b / A = _177.7__ M P a 问题讨论: 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? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切

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材料力学实验报告答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

材料力学实验报告 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)

四、实验结果处理 (4分) 0A P s s = σ =300MPa 左右 0 A P b b = σ =420MPa 左右 %10000 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。

机器型号名称电子万能试验机 (分) 测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm (分) 三、实验数据(1分) 四、实验结果处理 (2分) A 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。 4. 对压缩试件的尺寸有何要求为什么 试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度比实际偏高。试件越短,影响越明显。 若试件过长,容易产生失稳现象。 5. 铸铁的压缩破坏形式说明了什么 铸铁的抗剪能力低于抗压能力。 测定弹性模量E 实验报告 一、实验目的 (1分) 1. 测定常用金属材料的弹性模量E 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 引伸计标距 50 mm

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