拉伸与扭转实验

低碳钢与铸铁的拉伸、压缩和扭转实验一、实验目的1、测定拉伸时低碳钢的下屈服强度s σ，抗拉强度b σ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁的抗拉强度b σ。

2、测定压缩时低碳钢压下屈服强度s σ，铸铁抗压强度b σ。

3、测定扭转时低碳钢的屈服强度、 抗扭强度；铸铁抗扭强度。

二、实验原理 (一）拉伸1.拉伸时低碳钢的下屈服极限s σ及抗拉强度b σ的测定。

书P19屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值F b ，时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在F b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。

以试样的初始横截面面积A 除F b 得抗拉强度为0A P bb =σ2. 伸时低碳钢的断后伸长率δ和断面收缩率ψ的测定P20铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷P b 而突然发生断裂。

没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。

（二）压缩材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。

铸铁受压时曲线上没有屈服阶段，但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑性变形。

由于试件承受压缩时，上下两端面与压头之间有很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。

铸铁压缩实验的强度极限：b σ=Fb/A0（A0为试件变形前的横截面积）。

（三）扭转P32 三、实验设备万能材料试验机 扭转试验机 游标卡尺。

四、实验步骤 1.测量试样尺寸测定试样初始直径，并用粉笔在试样上画一长为50mm 的标记。

图22、试验机准备（1）检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位；（2）启动试验机的动力电源及计算机的电源；（3）调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作；（4）安装试件。

（5）启进行调零，回到试验初始状态；（6）根据实验设定，点击开始实验，注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化；（7）实验完成，记录数据；（8）试件破坏后（非破坏性试验应先卸载），断开控制器并关闭，关闭动力系统及计算机系统，清理还原。

金属材料静态力学性能测试一、实验目的和内容1、测定金属材料的拉伸、压缩和扭转时力学性能参数，如屈服极限，强度极限等；2、观察实验现象，并比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的变形及破坏形式。

3、比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的力学性能特点。

二、实验名称拉伸试验，压缩试验，扭转实验。

三、实验设备电子式万能材料试验机（WDW3100型） 电子扭转试验机 游标卡尺四、试件1、拉伸试验所采用的试件试件采用两种材料：低碳钢和铸铁。

低碳钢属 于塑性材料；铸铁属于脆性材料。

试件的外形如图 1所示。

本实验采用的试件是GB228-87规定的“标 准试件”中的一种。

试件的标距等截面测试部分长度mm l 1000=，直径mm d 100=。

2、压缩试验所采用的试件试件的形状如图2所示，本实验采用的试件是国际规定的“标准试件”中的一种。

图2 压缩试件3、扭转试验所采用的试件采用标准试件，类似拉伸试件。

五、实验原理拉伸实验原理：d 0压缩实验原理：扭转实验原理：六、实验方法及步骤（一）拉伸试验测定一种材料的力学性能，一般应用一组试件（3～6根）来进行，而且应该尽可能每一根试件都测出所要求的性能。

我们主要是学习试验方法，所以我们测定低碳钢σs、σb、δ、ψ的拉伸试验只用一根试件来进行。

其试验步骤如下：1、测量试件尺寸，主要是测量试件的直径和标距。

在标距部分取上、中、下三个截面，对每一个截面用游标卡尺（精度0.02mm）测量互相垂直方向的直径各一次，取其平均值最小截面处的平均直径作为试件的直径。

2、顺时针旋转钥匙打开试验机。

3、用远控盒调整上下夹头的位置，将试件装在实验机的夹具上。

4、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。

点击参数录入按钮,输入试验编号及试样参数等。

点击参数设置按钮，输入试验开始点、横梁速度及方向等。

5、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。

6、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。

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。

金属材料拉伸试验22107 第8周_星期二_第7--8节金属材料压缩试验，金属材料扭转试验22107 第10周_星期一_第5--6节梁弯曲正应力实验22214 第11周_星期一_第5--6节实验一拉伸试验一、概述拉伸试验是材料力学性能测试最基本、最常用的试验之一，它通过对各种材料在常温、静载、轴向受力状况下的拉伸破坏，测出材料相应的力学性能指标，这些指标是进行工程设计选材以及鉴定工程材料强度的主要依据。

金属材料的拉伸试验依据国家标准GB228-2002执行。

本试验采用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，进行破坏性试验。

二、实验目的1．测定低碳钢的下屈服点（屈服强度）R el 、抗拉强度R m、断后伸长率A11.3和断面收缩率Z；2．测定铸铁的抗拉强度R m；3．观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的各种现象；4．掌握万能材料试验机自动测试系统的操作方法。

三、实验设备1．液压式万能材料试验机2．试件划线机3．游标卡尺4．计算机+智能变送器+材料性能测试系统四、试件制备试件的尺寸和形状对试验结果有影响，为了避免这种影响，使得所测各种材料的机械性能结果具有可比性，国家标准（GB228-2002）《金属材料室温拉伸试验方法》对试件尺寸和形状的加工制作有统一规定。

拉伸试样一般采用圆棒形和板形两种形式。

每个试样由三部分组成，即夹持部分、过渡部分和工作（平行长度）部分。

（见图1）图1常见拉伸试样工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态，均匀部分的有效工作长度L0称为标距。

d0、S0夹表示工作部分的直径和截面积。

过度部分必须有适当的圆弧过度并光滑，以降低应力集中，保证实验过程中该处不会断裂。

夾持部分用以传递荷载，其形状和尺寸应与试验机钳口相匹配。

平行部分长度对圆形试样不小于L0+d0，对矩形试样不小于L0+b0/2。

试验中如果因原材料尺寸或其他原因不能采用标准试样时，可选用比例试样或定标距试样：比例试样L o=Ks01/2其中系数K通常为5.65或11.3，前者称为短试样，后者称为长试样；S0为试样平行部分原始面积。

实验3 扭转实验李享荣 编写一、实验目的1.测定低碳钢的扭转屈服极限和强度极限。

2.测定铸铁的扭转强度极限。

3.观察低碳钢和铸铁的断口情况，并分析其原因。

二、实验设备1.K —500型扭转机(见附录三)2.游标卡尺三、实验原理及装置1.低碳钢园截面试件扭转时，其尺寸和形式视试验机而定。

在弹性范围内，扭矩T 与扭转角ϕ为直线关系(图3-1a)。

当扭矩超过比例极限扭矩p T 时，曲线变弯并逐渐趋于水平。

在屈服阶段时，扭角增加而扭矩不增加，此时的扭矩即为屈服扭矩s T 。

屈服后，圆截面上的剪应力，由边缘向中心将逐步升值到扭转屈服极限s τ(图3-1b)，即截面材料处于全屈服状态，由此，可以求得材料的剪切屈服极限为：图3-1a 低碳钢扭转时的ϕ-T 曲线 3-1b 低碳钢扭转时横截面在全屈服下的应力分布p s s W T 43=τ ， 其中163d W p π= 此后，扭转变形继续增加，试件扭矩又继续上升至C 点，试件被剪断，记下破坏扭矩b T ，扭转强度极限b τ为：p b b W T 43=τ铸铁受扭时，ϕ-T 曲线如图3-2所示。

从开始受扭，直到破坏，近似为一条直线，故其强度极限b τ可按线弹性应力公式计算如下：p b b W T =τ图3-2 铸铁扭转时的ϕ-T 曲线 图3-3 铸铁扭转时沿45o 斜截面的应力材料在纯剪切时，横截面上受到切应力作用，而与杆轴成45o螺旋面上，分别受到拉应力τσ=1和压应力τσ-=3的作用(图3-3)。

低碳钢的抗拉能力大于抗剪能力，故试件沿横面剪断(图3-4a)，而铸铁抗拉能力小于抗剪能力，故沿45o方向拉断(图3-4b)。

图3-4a 低碳钢扭转破坏 图3-4b 铸铁扭转破坏四、试验步骤：1.用游标卡尺测量试件直径。

2.根据低碳钢的强度极限估计试件的最大扭矩，确定测力盘读数范围并调整摆锤重量及校正表盘零点，检查自动绘图仪是否正常。

3.将试件装在扭转机二夹头内，并用粉笔在试件轴线方向画一条细线。

低碳钢试件拉伸和扭转实验,变形特点,断裂方式低碳钢试件拉伸和扭转实验是材料力学中常见的实验之一，通过这两种实验可以研究低碳钢的力学性能，如强度、塑性、韧性等。

下面分别介绍低碳钢试件在拉伸和扭转实验中的变形特点和断裂方式。

一、低碳钢试件拉伸实验1. 变形特点：(1)弹性阶段：在拉伸力的作用下，低碳钢试件会发生弹性变形，即当外力去除后，试件能够恢复到原来的形状和大小。

这个阶段的特点是应力与应变成正比，符合胡克定律。

(2)屈服阶段：当拉伸力达到一定值时，低碳钢试件会出现塑性变形，即试件的形状和大小不再完全恢复。

这个阶段的特点是应力与应变不再成正比，但仍然保持线性关系。

(3)强化阶段：随着拉伸力的继续增加，低碳钢试件的塑性变形逐渐增大，直至达到最大值。

这个阶段的特点是应力与应变的关系呈非线性，且应力不断增加。

(4)断裂阶段：当拉伸力超过低碳钢的抗拉强度时，试件会发生断裂。

断裂方式通常为正断或斜断。

2. 断裂方式：(1)正断：低碳钢试件在拉伸过程中，沿着最大切应力的方向发生断裂。

这种断裂方式通常发生在试件的中部，断裂面垂直于拉力方向。

(2)斜断：低碳钢试件在拉伸过程中，沿着最大切应力的方向发生断裂。

这种断裂方式通常发生在试件的端部，断裂面与拉力方向呈一定角度。

二、低碳钢试件扭转实验1. 变形特点：(1)弹性阶段：在扭转力的作用下，低碳钢试件会发生弹性变形，即当外力去除后，试件能够恢复到原来的形状和大小。

这个阶段的特点是扭矩与扭转角成正比，符合胡克定律。

(2)屈服阶段：当扭转力达到一定值时，低碳钢试件会出现塑性变形，即试件的形状和大小不再完全恢复。

这个阶段的特点是扭矩与扭转角不再成正比，但仍然保持线性关系。

(3)强化阶段：随着扭转力的继续增加，低碳钢试件的塑性变形逐渐增大，直至达到最大值。

这个阶段的特点是扭矩与扭转角的关系呈非线性，且扭矩不断增加。

(4)断裂阶段：当扭转力超过低碳钢的抗扭强度时，试件会发生断裂。

试验一、拉伸试验报告1-1、由实验现象和结果比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性能有什么不同?答：低碳钢在拉伸过程有明显的四个阶段，弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

低碳钢具有屈服种材料在拉伸时的力学性能及断口特征。

低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，其延伸率大表现为塑性。

铸铁在拉伸时延伸率小表现为脆性，没有明显的四个阶段，其断口为横断面。

1-2、由拉伸实验所确定的材料的力学性能数值有什么实用价值？答：1）会对企业的生产选材有直接的影响，这直接关系到企业的成本和产品的质量。

2）对于好多恶劣工作环境的金属工件，都要求要出具检测报告。

3）企业根据不同的力学性能参数，可以安排较为合理的加工工艺。

除以上这些外，出口的产品都要经过这方面的检测的，这也是一个企业质量意识的侧面反映。

1-3、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）。

延伸率的大小与试件尺寸有关，为了便于进行比较，须将试件标准化。

断面收缩率的大小与试件尺寸无关。

试验二、低碳钢弹性模量E的测定报告2-1、测E时为何要加初始载荷并限制最高载荷？使用分级等量加载的目的是什么？答：测E时为何要加初始载荷并最高载荷是为了保证低碳钢处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。

分级等量加载的目的是为了保证所求的弹性模量减少误差。

2-2、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。

2-3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。

低碳钢试件拉伸和扭转实验,变形特点,断裂方式
低碳钢试件在拉伸实验中的变形特点包括：
1. 初始阶段：试件在拉伸负荷作用下开始逐渐变形，拉伸应变逐渐增加。

2. 屈服阶段：试件在达到一定应变程度后，材料开始发生塑性变形，弹性变形不可恢复，应力开始下降。

3. 强化阶段：试件持续受到拉伸负荷时，材料继续发生塑性变形，应力逐渐增加。

4. 断裂阶段：试件最终承受不住拉伸负荷导致断裂，应力突然下降至零。

低碳钢试件在扭转实验中的变形特点包括：
1. 初始阶段：试件在扭转负荷作用下开始逐渐变形，并出现屈服，应变逐渐增加。

2. 应力逐渐增加阶段：试件继续受到扭转负荷时，塑性变形逐渐增加，应力逐渐增加。

3. 最大应力阶段：试件达到最大应力时，扭转应变进一步增加。

4. 断裂阶段：试件最终承受不住扭转负荷导致断裂。

低碳钢试件在拉伸和扭转实验中的断裂方式往往是韧窝断裂。

韧窝断裂是一种塑性断裂方式，表现为试件发生单质断裂，断裂面较粗糙，呈现出破碎的韧窝纹理。

这是因为低碳钢具有较好的延展性和韧性，在受到外力的作用下，试件发生逐渐增大的塑性变形，最后承受不住负荷导致断裂。

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。

第1篇一、实验目的1. 通过地面扭转拉伸实验，了解地面材料在扭转和拉伸两种不同受力状态下的力学性能。

2. 测定地面材料的剪切强度、抗拉强度和弹性模量等关键力学指标。

3. 分析地面材料在扭转和拉伸过程中的变形规律和破坏特性。

4. 评估地面材料的适用性和工程性能。

二、实验原理地面材料在扭转和拉伸受力状态下，其力学性能主要通过剪切强度、抗拉强度和弹性模量等指标来表征。

实验原理如下：1. 剪切强度：地面材料在扭转受力状态下，其剪切强度可通过测量扭转角度与扭矩的关系来确定。

当扭矩达到一定值时，地面材料发生破坏，此时扭矩即为剪切强度。

2. 抗拉强度：地面材料在拉伸受力状态下，其抗拉强度可通过测量拉伸过程中的最大载荷来确定。

当载荷达到一定值时，地面材料发生破坏，此时载荷即为抗拉强度。

3. 弹性模量：地面材料在受力过程中，其应力与应变之间存在线性关系。

通过测量应力与应变的关系，可以确定地面材料的弹性模量。

三、实验设备与材料1. 实验设备：- 扭转拉伸试验机- 游标卡尺- 扭转角仪- 拉伸位移传感器- 数据采集系统2. 实验材料：- 地面材料样品（如沥青混凝土、水泥混凝土等）四、实验步骤1. 样品制备：将地面材料样品加工成标准试样，确保试样尺寸和形状符合实验要求。

2. 扭转实验：- 将试样安装在扭转拉伸试验机上，确保试样与试验机接触良好。

- 以一定的扭矩对试样进行扭转，同时记录扭转角度和扭矩数据。

- 当试样发生破坏时，记录破坏扭矩和扭转角度。

3. 拉伸实验：- 将试样安装在拉伸拉伸试验机上，确保试样与试验机接触良好。

- 以一定的拉伸速度对试样进行拉伸，同时记录拉伸载荷和位移数据。

- 当试样发生破坏时，记录破坏载荷和位移。

4. 数据处理：- 根据实验数据，计算地面材料的剪切强度、抗拉强度和弹性模量等指标。

- 分析地面材料在扭转和拉伸过程中的变形规律和破坏特性。

五、实验结果与分析1. 扭转实验结果：- 实验结果表明，地面材料在扭转受力状态下，其剪切强度与扭转角度呈线性关系。

实验一 拉伸实验一、 实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。

2.测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。

3.比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。

注：括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、 设备及试样1.电液伺服万能试验机。

2.0.02mm 游标卡尺。

3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。

把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。

4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。

比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。

比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。

非比例试样0L 与0S 无关。

三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。

这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

ΔL （标距段伸长量）低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线）以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。

低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。

F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。

为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。

同样，试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距ＬO 得到名义应变，也叫工程应变，用ε表示。

σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。

低碳钢应力—应变图（σ—ε曲线）典型低碳钢的拉伸σ—ε曲线，如上图所示，可明显分为四个阶段：（1）弹性阶段oa ’：在此阶段试样的变形是弹性的，如果在这一阶段终止拉伸并卸载，试样仍恢复到原先的尺寸，试验曲线将沿着拉伸曲线回到初始点，表明试样没有任何残余变形。

扭转实验报告材料力实验题目：扭转实验实验目的：1. 了解扭转实验的原理和方法；2. 掌握扭转实验的操作技巧；3. 学会分析实验数据，得出相应的结论。

实验原理：扭转实验是通过施加力矩来产生扭转变形，通过测量扭转角度和应力来分析材料的力学性质。

在实验中，将试样置于扭转装置中，通过扭转装置施加力矩，使试样发生扭转变形。

通过测量扭转角度和应力，可以得到材料的切应力与转角之间的关系。

实验步骤：1. 准备实验装置：将试样装置固定在扭转装置上，调整装置使试样水平放置，确保扭转装置的稳定；2. 测量试样尺寸：使用游标卡尺等工具测量试样的直径、长度等尺寸参数，以便后续计算；3. 施加力矩：通过手动或电动装置施加力矩，使试样产生扭转变形；4. 测量扭转角度：使用微量计或角度测量仪器，测量试样的扭转角度；5. 测量应力：使用应力计等设备测量试样上的应力；6. 记录数据并计算：记录实验数据，根据实验公式计算切应力和扭转角度的关系；7. 分析数据：根据实验所得数据，绘制切应力与转角的曲线图，并从中分析材料的力学性质。

实验结果与讨论：通过实验测量得到的数据，我们可以根据实验公式计算切应力与转角的关系。

绘制切应力-转角曲线图后，可以观察到材料的力学性质。

根据实验结果，我们可以得到以下结论：1. 在材料处于线性弹性阶段时，切应力与转角呈线性关系；2. 当材料处于屈服点之后，切应力与转角之间的关系不再是线性关系，材料开始出现塑性变形；3. 材料的硬度可以通过切应力-转角曲线中的斜率来确定；4. 材料的韧性可以通过切应力-转角曲线中的面积来确定，面积越大，材料的韧性越好。

结论：通过扭转实验，我们可以分析材料的力学性质，如弹性、硬度和韧性等。

实验中需要注意操作细节，如保证试样的水平放置、测量精度等，以获得准确的实验数据。

通过对实验结果的分析，可以得到对材料力学性质的判断和评价。

扭转实验是一种有效的实验方法，对于研究材料的力学性质具有重要的作用。

0/A P =s s σ金属材料力学性能测试——拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性质基本的重要实验之一。

根据国家标准金属拉力实验法的规定，拉伸试件必须做成标准试件。

圆截面试件如图1-1所示：长试件L=10d 0，短试件L=5d 0。

拉伸时材料的强度指标和塑性指标测定： 1、强度指标的测定：材料拉伸时的力学性能指标（如s σ，b σ，δ，ψ ），由拉伸破坏实验来确定。

图1-2是低碳钢拉伸实验时的拉伸图。

OA 段为弹性变形阶段，过了A 点,材料进入屈服阶段，材料进入上屈服点,A 点对应上屈服点的载荷Psu ，B 点对应 屈服点的载荷Psl 。

由于上屈服点的值不稳定(对同一批材料而言) ，下屈服点较稳定，因此在没有特别说明的情况下，规定下屈服点的载荷为屈服载荷Ps ，则屈服极限为: MPa 。

其中:A0为试件的初始横截面面积,拉伸图上D 点对应的最大荷载值为Pb,此后试件发生劲缩现象,迅速破坏。

材料的抗拉强度极限为:0/A P =b b σMPa 。

铸铁的拉伸实验图如图1-3所示。

试件变形很小，到达一定的载荷突然断裂，拉断时的最大载荷，即为强度的载荷Pb 铸铁拉伸强度极限为：0/A P =b b σMPa 。

2、塑性指标测定：将拉断后的低碳钢试件拼接后，测量断后标距L1；劲缩处的平均值径d1，由下列公式计算延伸率δ和断面收缩率ψ；%100/)(%100/)(010001⨯A A -=ψ⨯-=A L L L δ其中：A1为试件断开处的横截面积，L 1为试件断后的标距。

拉伸时材料机械性质的测定室温_____℃ 日期____年___月___日实验目的：1.测定低碳钢的屈服极限s σ，极限强度b σ，延伸率δ，面积收缩率ψ，铸铁的极限强度b σ。

2.观察拉伸过程中的实验现象。

实验设备：电子万能试验机。

游标卡尺。

实验主要步骤：1.分别测量两种材料的上、中、下横截面直径并填入表格。

2.安装试件，然后开始实验。

3.记录拉伸载荷，测量断后标距及收缩直径，代入公式计算。

实验一、拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢的机械性质：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ及断面收缩率Ψ；2.测定铸铁的机械性质：强度极限σb。

二、试件按GB228—76规定，本实验试件采用圆棒长试件。

取d0=10,L=100,如图所示：三、实验设备及仪器1、液压式万能材料实验机；2、游标卡尺；3、划线机(铸铁试件不能使用)。

一、低碳钢的拉伸实验实验原理及方法1.屈服极限σs的测定P—ΔL曲线实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。

当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL 曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。

记录指针摆动时的最小值为屈服载荷P s,屈服极限σs计算公式为σs=P s/A02、屈服极限σs的测定实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。

试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb 计算公式为：σb=P b/A03、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定计算公式分别为：δ=(L1-L)/L x 100%Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%L:标距（本实验L=100）L1:拉断后的试件标距。

将断口密合在一起，用卡尺直接量出。

A0:试件原横截面积。

A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。

（三）实验步骤1.试件准备：量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L;2.按液压万能实验机操作规程1——8条进行；3.加载实验，加载至试件断裂，记录Ps 和Pb ，并观察屈服现象和颈缩现象；4.按操作规程10——14进行；5.将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1 ，并记录。

二、铸铁的拉伸实验实验原理及方法1、强度极限σb的测定铸铁没有屈服阶段，其断裂时的载荷读数对应的应力就是强度极限，其计算公式为：σb=Pb/A02、铸铁拉伸实验步骤(1)试件准备：量出试件的直径d0;(2)按操作规程进行，记录Pb.实验二、压缩实验一、实验目的1、测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs。

金属轴向拉压和扭转实验报告_工程力学一、实验目的1. 了解金属材料在轴向拉伸和压缩过程中的变形规律，并掌握试验数据的处理方法。

2. 了解金属材料在扭矩作用下的变形规律，并掌握试验数据的处理方法。

二、实验原理1. 轴向拉伸和压缩实验在材料测试机上进行轴向拉伸和压缩试验时，样品首先在载荷作用下发生弹性形变，之后随着载荷的增大，样品开始发生塑性形变，最终断裂。

在轴向拉伸和压缩过程中，由于样品的截面积随着应变的增大而发生变化，因此要得到真实的应力应变曲线，需进行截面积的修正。

修正后的应力可以表示为：σ = F/A0，其中，F为试验时所施加的载荷，A0为试验前的原始截面积；修正后的应变可以表示为：ε = ln(L/L0)，其中，L0为试验前的原始长度，L为载荷作用下试验中材料的长度。

2. 扭转试验在扭转试验中，试样在两端被夹持并扭转，当扭矩载荷增加时，试样在弹性阶段会发生弹性变形，而在塑性阶段则会发生塑性变形，最终达到破坏。

扭转弹性变形的大小与材料受到的扭转力矩、试样的几何尺寸、材质以及试验中使用的设备的刚度有关。

可以通过测量扭转角度和扭矩来得到真实的应力应变曲线。

三、实验内容1. 准备两根长度分别为25mm和30mm的测试圆柱材料，直径分别为6mm和8mm。

2. 对于轴向拉伸和压缩实验：（1）将试样夹在材料测试机上，贴上标定纸。

（2）测量原始样品的长度和直径，并计算出截面积。

（3）运行测试仪器，添加增量载荷，持续施加载荷，收集各个载荷下的抗拉性能数据。

（4）计算每个试验点的应力和应变，并绘制出应力-应变曲线。

3. 对于扭转实验：四、实验结果及分析经过轴向拉伸和压缩实验和扭转实验，得出各个试验点的应力和应变、剪切应力和角位移数据，并绘制出相应的应力-应变曲线和剪切应力-角位移曲线。

根据曲线分析，可以发现材料在弹性阶段是呈线性变化的，而在超过一定载荷后，就会进入塑性状态，呈明显的非线性变化，最终会破裂。

五、实验结论通过本次实验，得出以下结论：1. 在轴向拉伸和压缩试验中，材料的应力-应变曲线显示出材料具有明显的弹性阶段和塑性阶段。

拉伸实验及操作规程
《拉伸实验及操作规程》
一、实验目的
通过拉伸实验，观察材料在外力作用下的变形特性，了解材料的拉伸性能。

二、实验仪器和设备
1. 拉伸试验机
2. 金属试样
3. 卡尺
4. 水平仪
5. 试验数据记录表
三、实验步骤
1. 将金属试样放入拉伸试验机夹具中，确保试样与夹具之间没有松动。

2. 对试样的横截面积进行测量，记录下试样的初始横截面积。

3. 调整拉伸试验机，使其保持水平。

4. 设置拉伸试验机的拉伸速度和加载方式。

5. 开始实验，记录下试样的拉伸过程中的应力和应变数据。

6. 当试样发生断裂时，停止实验并记录下最大承受力和拉伸前后试样的长度。

四、实验注意事项
1. 在进行拉伸实验时，必须穿戴好实验服和安全帽。

2. 实验过程中，要注意保持试样和试验机夹具的稳定，防止松
动或摩擦。

3. 实验时要控制好拉伸速度，防止试样因过快的加载速度而导致损坏或不准确的实验结果。

以上就是关于拉伸实验及操作规程的简要介绍，希望能对进行拉伸实验的同学们有所帮助。

在进行实验操作时，务必严格按照规程进行，并且注意安全。

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s τ、剪切强度极限b τ。

3.确定铸铁试样的剪切强度极限b τ。

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0d 。

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S M 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b M 。

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0d 。

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（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、夹头间转角、切应变1、切应变2、试验时间的零点；选择“实验方案1”；用鼠标“新建”，在下拉菜单中，依次输入“试验编号”、“实验员”、“钢筋长度”、在“实验材料”中选择“塑性”、“材料形状”中选择“实心”和“钢筋直径”等信息后，点击“确定”；鼠标点“开始”键，就给试样施加扭矩了；在加载过程中，M的变化，并记录屈服扭矩的下限值，当扭矩达到最大值时，注意观察试样屈服时扭矩S试样突然断裂，后按下“停止”键，使试验机停止转动。