中南大学材料力学实验报告

目录一、拉伸实验二、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、扭转破坏实验六、纯弯曲梁正应力实验七、弯扭组合变形时的主应力测定实验八、压杆稳定实验一、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)低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d=10.14mm 最小直径d= 5.70mm 截面面积A=80.71mm 2截面面积A 1=25.50mm 2计算长度L=100mm计算长度L 1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标: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 -L100%Lδ=⨯=伸长率33.24%1100%A A Aψ-=⨯=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=10.16mm最小直径d=10.15mm截面面积A=81.03mm2截面面积A1=80.91mm2计算长度L=100mm计算长度L1≈100mm 试验前草图试验后草图强度指标:最大载荷Pb=__14.4___KN强度极限σb =Pb/A=_177.7__M Pa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。

大学材料力学实验报告大学材料力学实验报告引言材料力学实验是大学材料科学与工程专业中的一门重要课程。

通过实验，我们可以深入了解材料的力学性质和行为，为材料设计和应用提供基础数据和理论依据。

本次实验旨在通过拉伸试验和硬度测试，探究不同材料的力学性能和硬度特点。

实验一：拉伸试验拉伸试验是一种常用的力学实验方法，用于评估材料的强度、延展性和塑性等性能。

在实验中，我们选择了三种常见的材料进行拉伸试验：钢材、铝材和塑料。

1. 实验步骤首先，我们准备了三个不同材料的试样，分别是圆柱形的钢材、铝材和塑料样品。

然后，将试样固定在拉伸试验机上，并施加逐渐增大的拉力，直到试样断裂为止。

在拉伸过程中，我们记录下拉力和试样的伸长量，以绘制应力-应变曲线。

2. 实验结果通过拉伸试验得到的应力-应变曲线可以反映材料的力学性能。

钢材的应力-应变曲线呈现出明显的弹性区和塑性区，具有较高的屈服强度和延展性。

铝材的应力-应变曲线也呈现出弹性和塑性的特点，但相对于钢材来说，其屈服强度和延展性较低。

而塑料的应力-应变曲线则主要表现为塑性变形，没有明显的弹性区。

实验二：硬度测试硬度是材料力学性能的重要指标之一，用于评估材料的抗压能力和耐磨性。

在实验中，我们选择了三种不同硬度的材料进行硬度测试：钢材、铝材和陶瓷。

1. 实验步骤我们使用了维氏硬度计和洛氏硬度计对试样进行硬度测试。

首先，将试样固定在硬度计上，然后施加一定的压力，观察压头对试样的印痕情况。

根据印痕的大小和形状，我们可以得出试样的硬度数值。

2. 实验结果通过硬度测试，我们发现钢材具有较高的硬度数值，表明其具有较高的抗压能力和耐磨性。

铝材的硬度数值相对较低，说明其相对较软。

而陶瓷的硬度数值最高，表明其具有极高的抗压能力和耐磨性。

结论通过本次实验，我们深入了解了材料的力学性能和硬度特点。

拉伸试验结果表明，钢材具有较高的屈服强度和延展性，铝材次之，而塑料则主要表现为塑性变形。

硬度测试结果显示，钢材具有较高的硬度数值，铝材较低，而陶瓷的硬度最高。

材料力学实验报告拉伸实验一、实验目的材料力学拉伸实验的主要目的是测定材料在拉伸过程中的力学性能，如屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率等。

通过这些性能指标，可以评估材料的质量和适用性，为工程设计和材料选择提供重要依据。

二、实验设备和材料1、万能材料试验机这是进行拉伸实验的核心设备，能够施加可控的拉伸力，并精确测量力和位移的变化。

2、游标卡尺用于测量试样的原始尺寸，如直径和标距长度。

3、实验材料本次实验选用的材料为低碳钢和铸铁。

三、实验原理在拉伸实验中，将试样装夹在试验机的夹头之间，然后缓慢施加轴向拉伸力。

随着拉力的增加，试样会经历弹性变形、屈服、强化和断裂等阶段。

在弹性变形阶段，材料遵循胡克定律，应力与应变成正比。

当应力达到屈服点时，材料开始产生塑性变形，屈服阶段的特征是应力几乎不变而应变显著增加。

进入强化阶段后，材料抵抗变形的能力增加，直至达到抗拉强度，此时试样发生断裂。

通过测量拉伸过程中的力和位移数据，并结合试样的原始尺寸，可以计算出材料的各项力学性能指标。

四、实验步骤1、测量试样尺寸使用游标卡尺分别测量低碳钢和铸铁试样的直径和标距长度，测量多次取平均值以减小误差。

2、安装试样将试样的两端分别夹在试验机的上下夹头中，确保试样轴线与夹头中心线重合，以保证拉伸过程中受力均匀。

3、设置实验参数在试验机上设置拉伸速度、加载方式等参数。

4、开始实验启动试验机，缓慢施加拉伸力，观察试样的变形情况，并记录力和位移的数据。

5、观察屈服现象当低碳钢试样出现屈服时，注意观察屈服平台，记录屈服载荷。

6、直至试样断裂继续加载，直至试样断裂，记录最大载荷。

7、取下试样实验结束后，关闭试验机，取下断裂的试样。

8、测量断后尺寸使用游标卡尺测量试样断口处的最小直径和断后标距长度。

五、实验数据处理与结果分析1、低碳钢实验数据处理屈服强度：＄σ_s ＝ F_s ／ A_0$，其中$F_s$为屈服载荷，＄A_0$为试样原始横截面积。

材料力学实验报告
报告标题：_________________________
一、实验目的
（简要说明实验的主要目的和预期达到的学习效果）
二、实验原理
（描述实验的理论基础，包括相关的材料力学理论和公式）
三、实验设备和材料
（列出进行实验所需的主要设备、工具和材料）
四、实验步骤
（详细描述实验的操作步骤，包括准备工作和具体的实验流程）
五、实验数据和结果
5.1 实验数据
（记录实验过程中收集的所有数据，可使用表格形式呈现）
5.2 实验结果
（根据实验数据计算出的结果，包括必要的图表和计算过程）
六、结果分析
（分析实验结果，对比理论值和实际值的差异，解释可能的原因）
七、实验结论
（总结实验结果，得出结论，评价实验的成功与否及其科学意义）
八、实验心得和建议
（个人对实验的感想，包括实验过程中的体会、遇到的问题及建议）
九、参考文献
（列出实验报告中引用的所有参考文献）
报告人：_________________________
学号：_________________________
班级：_________________________
日期：__________年__________月__________日。

材料力学实验报告报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的力学性能参数，了解材料的力学性质，以及分析不同材料的力学性能差异。

二、实验原理1.弹性模量：弹性模量是评价材料抗弯刚性的一个重要指标，可以通过测量材料的拉伸和压缩位移来确定。

拉伸试验时，通过加载材料，测量应力和应变的关系，然后通过斜率求出弹性模量。

2.屈服强度：材料的屈服强度是指材料在拉伸过程中开始出现塑性变形时的抗拉强度，也是一个重要的力学性能参数，通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。

3.断裂强度：材料的断裂强度是指在材料断裂前能承受的最大负荷，通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。

三、实验设备与试样准备1.实验设备：拉伸试验机、压缩试验机、材料硬度测试仪等。

2.试样准备：选取不同的材料（如钢材、铝材、铜材等）制作成相同形状、尺寸的试样。

四、实验步骤1.弹性模量测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。

(2)根据试验机上的位移计和负荷计，测量不同应力水平下的应变，并记录数据。

(3)通过绘制应力-应变曲线，根据直线部分的斜率求得材料的弹性模量。

2.屈服强度测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。

(2)根据试验机上的压力计和位移计，测量不同载荷下的变形，并记录数据。

(3)通过绘制负荷-变形曲线，找到试样开始出现塑性变形的点，根据载荷计的读数求得材料的屈服强度。

3.断裂强度测定：(1)将试样固定在拉伸试验机上，设定初始载荷并开始加载。

(2)根据试验机上的压力计和位移计，测量试样在拉伸过程中的载荷和位移，并记录数据。

(3)通过绘制负荷-变形曲线，找到试样断裂前的最大负荷，并记录。

五、实验结果与讨论根据实验测量的数据，可以得到不同材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度和断裂强度。

通过对比不同材料的实验结果，可以得出以下结论：1.钢材的弹性模量较大，机械性能优异。

2.铝材的屈服强度较低，耐腐蚀性能较好。

3.铜材的断裂强度较高，适用于承受较大载荷的工程应用。

材料力学实验报告答案2篇第一篇材料力学实验报告实验目的：本次实验旨在通过对弹簧的拉伸实验和压缩实验，探究弹性模量、屈服强度等力学性质，并深入了解材料的力学性能。

实验步骤：1. 将送样弹簧装入拉力试验机，将钳子固定在长度为200mm的减震束上。

在束头安装力称。

拉伸速度为5mm/min。

2. 进行压缩试验，将送样弹簧装入万能检测机中，按照保护矩阵的要求，将试样夹在两块平面之间。

规定压缩速度为5mm/min。

实验结果与分析：我们测得了弹簧拉伸试验的应力应变曲线，根据弹性模量公式得到实验结果。

由于取值误差，得到的结果分别为：E1=51GPa，E2=48GPa。

对弹性模量公式进行变形，将结果代入公式得到各组实验结果如下：- 拉伸试验1 - E1=51GPa- 拉伸试验2 - E2=48GPa- 平均弹性模量 - E=49.5GPa弹簧的材料屈服强度也经过了我们的计算，得到屈服点在应力约为343.4MPa时。

根据钢质材料的屈服强度的常见值，我们得出结论，这根弹簧应是由普通钢材制成。

同样，我们也对弹簧进行了压缩实验。

我们简单分析数据后发现，弹簧在压缩过程中出现了明显的侧向膨胀。

这个结果与我们预期的不同，但几个实验组的结果都出现了膨胀现象。

我们认为可能与样品固定有关。

总结：本次实验采用了多种力学实验方法，从不同角度对弹簧进行了测试。

我们通过计算得到了弹性模量和屈服强度等材料力学参数，并在结果分析中分别进行了讨论。

虽然弹簧的侧向膨胀现象出乎我们的意料，但也帮助我们对实验结果进行了更深入的思考与分析。

第二篇材料力学实验报告实验目的：本次实验主要目的是通过对纵向弯曲与横向弯曲实验的测试，研究杆件在不同应力情况下的变形特性，以探究杆件的强度、弹性模量等强度指标。

实验步骤：1. 测试纵向弯曲实验，将送样杆件放在载荷框架上，设置跨距l，测试杆件的承载载荷P以及试样路程δ。

利用测试数据获得试件的弹性模量。

2. 测试横向弯曲实验，设置跨距l，将送样杆件放在载荷框架上，进行弯曲测试，以计算承载载荷P及路程δ。

材料力学实验报告答案1. 引言本报告是对材料力学实验的分析和结果整理。

通过实验，我们对材料的力学性能进行了测试和评估。

本实验旨在探索材料在外力作用下的力学行为，并研究材料的强度、弹性模量、断裂韧性等关键参数。

2. 实验目的本实验的主要目的是：•理解材料的力学性能和行为；•掌握材料力学实验的基本原理和操作方法；•通过实验数据的分析和处理，求解材料的各项力学参数。

3. 实验装置和试样3.1 实验装置本实验使用了以下装置：•材料力学试验机：用于施加静力和动力载荷，并记录试验过程中的力和位移数据；•手动启闭式裂纹延伸计：用于测量试样裂纹延伸长度；•数字摄像机：用于记录试验过程中的图像。

3.2 试样材料本实验使用了以下试样材料：•金属试样：选择了一种常见的工程金属作为测试材料，如316L不锈钢；•高分子试样：选择了一种常见的高分子材料，如聚苯乙烯（PS）。

4. 实验步骤4.1 金属试样实验步骤1.准备金属试样，并测量试样的几何尺寸和初始标距；2.将试样装夹在材料力学试验机的夹具上，并对试样施加静力载荷，记录单调拉伸曲线；3.分析单调拉伸曲线，求解试样的强度、屈服强度、断裂强度等力学参数。

4.2 高分子试样实验步骤1.准备高分子试样，并测量试样的几何尺寸和初始标距；2.将试样装夹在材料力学试验机的夹具上，并对试样施加静力载荷，记录单调拉伸曲线；3.分析单调拉伸曲线，求解试样的强度、屈服强度、断裂强度等力学参数。

5. 实验结果和分析通过对金属和高分子试样的测试和分析，我们得到了以下实验结果：5.1 金属试样实验结果•强度：xxx MPa；•屈服强度：xxx MPa；•断裂强度：xxx MPa；5.2 高分子试样实验结果•强度：xxx MPa；•屈服强度：xxx MPa；•断裂强度：xxx MPa；6. 结论通过实验得到的结果和分析，我们得出了以下结论：•金属试样的强度、屈服强度和断裂强度较高，具有较好的力学性能；•高分子试样的强度、屈服强度和断裂强度较低，具有较差的力学性能；•实验结果可以用来评估不同材料的力学性能，并为工程设计和材料选型提供参考。

1. 了解材料力学实验的基本原理和方法。

2. 掌握材料力学实验的基本操作技能。

3. 通过实验，验证材料力学理论，加深对材料力学基本概念和原理的理解。

4. 培养学生严谨的科学态度和实验操作能力。

二、实验内容1. 金属拉伸实验2. 金属扭转实验3. 材料切变模量G的测定三、实验原理1. 金属拉伸实验：通过拉伸试验，测定材料的弹性模量、屈服强度、极限抗拉强度等力学性能指标。

2. 金属扭转实验：通过扭转试验，测定材料的扭转刚度、剪切强度极限等力学性能指标。

3. 材料切变模量G的测定：通过扭转试验，测定材料的切变模量G，验证圆轴扭转时的虎克定律。

四、实验仪器1. 金属拉伸试验机2. 金属扭转试验机3. 电测仪4. 游标卡尺5. 扭角仪6. 电阻应变仪7. 百分表1. 金属拉伸实验（1）将试样安装在试验机上，调整试验机至适当位置。

（2）启动试验机，逐渐增加拉伸力，记录拉伸过程中的应力、应变数据。

（3）绘制应力-应变曲线，分析材料的力学性能。

2. 金属扭转实验（1）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机至适当位置。

（2）启动试验机，逐渐增加扭矩，记录扭转过程中的扭矩、扭角数据。

（3）绘制扭矩-扭角曲线，分析材料的力学性能。

3. 材料切变模量G的测定（1）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机至适当位置。

（2）启动试验机，逐渐增加扭矩，记录扭矩、扭角数据。

（3）利用电阻应变仪、百分表等仪器，测量试样表面的应变。

（4）根据虎克定律，计算材料的切变模量G。

六、实验数据及结果分析1. 金属拉伸实验（1）根据应力-应变曲线，确定材料的弹性模量、屈服强度、极限抗拉强度等力学性能指标。

（2）分析材料在不同应力状态下的变形特点。

2. 金属扭转实验（1）根据扭矩-扭角曲线，确定材料的扭转刚度、剪切强度极限等力学性能指标。

（2）分析材料在不同扭角状态下的变形特点。

3. 材料切变模量G的测定（1）根据扭矩、扭角、应变数据，计算材料的切变模量G。

一、实验目的1. 了解材料力学实验的基本原理和方法；2. 掌握拉伸实验、压缩实验和扭转实验的基本操作；3. 通过实验，测定材料的力学性能指标，如强度、刚度、塑性等；4. 分析实验数据，比较不同材料的力学特性。

二、实验设备1. 拉伸实验：电子万能试验机、游标卡尺、标距尺、拉伸试样；2. 压缩实验：电子万能试验机、游标卡尺、压缩试样；3. 扭转实验：扭转试验机、游标卡尺、扭转试样。

三、实验内容及步骤1. 拉伸实验（1）选取低碳钢和铸铁两种材料，分别制备拉伸试样，试样规格为d10mm×l100mm；（2）将试样安装在电子万能试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以10mm/min的速度进行拉伸试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs、断后伸长率δs和断面收缩率ψ；（4）绘制拉伸曲线，分析材料的力学特性。

2. 压缩实验（1）选取铸铁材料，制备压缩试样，试样规格为d20mm×l100mm；（2）将试样安装在电子万能试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以1mm/min的速度进行压缩试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs和压缩变形量ΔL；（4）绘制压缩曲线，分析材料的力学特性。

3. 扭转实验（1）选取低碳钢材料，制备扭转试样，试样规格为d10mm×l100mm；（2）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以10r/min的速度进行扭转试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs和扭转角θ；（4）绘制扭转曲线，分析材料的力学特性。

四、实验数据及处理1. 拉伸实验数据：材料：低碳钢Fmax (N)：3000Fs (N)：1000δs (%)：30ψ (%)：20材料：铸铁Fmax (N)：2000Fs (N)：800δs (%)：20ψ (%)：152. 压缩实验数据：材料：铸铁Fmax (N)：1500Fs (N)：600ΔL (mm)：23. 扭转实验数据：材料：低碳钢Fmax (N)：1000Fs (N)：400θ (°)：30五、实验结果分析1. 拉伸实验结果分析：低碳钢和铸铁的拉伸曲线如图1所示。

材料力学实验报告答案引言本实验旨在通过实验观察和数据处理，探究材料力学的基本原理和实验方法。

我们通过测试不同材料的力学性质，并使用所获得的数据来计算材料的弹性模量、屈服强度等参数。

实验装置和方法1.实验装置：实验中使用了一台称重台、一个弹簧支架、标准试件、计时器等实验装置。

2.实验方法：–步骤一：将标准试件放在弹簧支架上。

–步骤二：用称重台将试件悬挂起来，并记录下试件的初始长度和重力负荷。

–步骤三：给试件施加外力，使其发生形变，并记录下试件的变形长度所对应的载荷大小。

–步骤四：根据实验数据计算试件的弹性模量和屈服强度。

实验结果和数据处理我们选取了三种不同材料的试件进行测试，分别是钢材、铝材和塑料材料。

下表是我们得到的实验结果：试件材料初始长度（mm）载荷（N）变形长度（mm）钢材100102铝材15051塑料材料20020.5根据上表中的数据，我们可以计算出每种试件的弹性模量和屈服强度。

弹性模量的计算公式为：$$E = \\frac{\\sigma}{\\varepsilon}$$其中，E表示弹性模量，$\\sigma$表示应力，$\\varepsilon$表示应变。

屈服强度的计算公式为：$$\\sigma_y = \\frac{F_y}{A}$$其中，$\\sigma_y$表示屈服强度，E E表示试件上的最大载荷，E表示试件的横截面积。

根据上述公式，我们可以得到三种材料的弹性模量和屈服强度的计算结果如下：•钢材：弹性模量 $E = \\frac{10}{2} = 5\\,GPa$，屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{10}{\\pi \\cdot (50)^2} ≈0.0127\\,MPa$•铝材：弹性模量 $E = \\frac{5}{1} = 5\\,GPa$，屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{5}{\\pi \\cdot (75)^2} ≈0.0085\\,MPa$•塑料材料：弹性模量 $E = \\frac{2}{0.5} = 4\\,GPa$，屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{2}{\\pi \\cdot (100)^2} ≈0.0064\\,MPa$分析和讨论通过实验，我们得到了三种材料的弹性模量和屈服强度的计算结果。