材料力学-弯曲实验

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1.拉伸实验对厚、薄板材，一般采用矩形试样，其宽度根据产品厚度(通常为0.10-25mm)，采用10,12.5,15,20,25和30mm六种比例试样，尽可能采用lo =5.65（F）0.5的短比例试样。

材料力学实验纯弯曲电测实验注意事项
材料力学实验中的纯弯曲电测实验是一项非常重要的实验，这是一些注意事项：
1. 实验前要检查实验设备是否正常，确保电路接线正确，并进行必要的校准。

2. 实验时要注意安全，穿戴好实验服装和安全帽等防护设备，不要触摸裸露的导体或电路。

3. 实验中要按照实验手册中给出的步骤进行实验，严格遵守操作规程。

4. 实验时要保持实验环境的干净整洁，不要将杂物放在电路或测试设备上。

5. 实验结束后要对实验设备进行清洁和消毒，拆除电路和导线，关掉电源。

6. 在实验过程中要注意保护环境，不要随意丢弃实验用品或污染实验环境。

7. 实验数据及记录要认真记录，及时整理分析，检查数据的准确性和完整性。

8. 在实验中发现问题要及时向指导老师汇报，共同解决实验中出现的问题。

9. 实验结束后要将实验室清理干净，并恢复原状，为下一次实验做好准备。

实验四 直梁弯曲实验预习要求：1、复习电测法的组桥方法；2、复习梁的弯曲理论；3、设计本实验的组桥方案；4、拟定本实验的加载方案；5、设计本实验所需数据记录表格。

一、 实验目的：1. 电测法测定纯弯梁横截面上的正应变分布，并与理论值进行比较，验证理论公式；2. 电测法测量三点弯梁横截面上的正应变分布及最大切应变，并 与理论值进行比较，验证理论公式； 3．学习电测法的多点测量方法及组桥练习。

二、实验设备：1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；三、实验试件：本实验所用试件为中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为h ×b =(50×30)mm 2，a=50mm , 材料的屈服极限MPa s 360=σ, 弹性模量 E=210GPa ，泊松比μ=0.28。

四.实验原理及方法：处于纯弯曲状态的梁，在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，其横截面上的正应变为线性分布，距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为：()()ZZM y y E I M yy E I εεμ⋅=⋅⋅'=-⋅ （1）距中性层为 y 处的纵向正应力为：()()zM yy E y I σε⋅=⋅=（2） 本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量∆M 作用下，产生的应变增量∆ε和∆ε’。

于是式（1）和式（2）分别变为：()()()ZZZM y y E I M yy E I M y y I εεμσ∆⋅∆=⋅∆⋅'∆=-⋅∆⋅∆=（3） （4）在本实验中，/2M P a ∆=∆⋅ （5） 最后，取多次测量的平均值作为实验结果：111()()()()()()Nnn Nnn Nnn y y Ny y Ny y Nεεεεσσ===∆∆='∆'∆=∆∆=∑∑∑ （6）三点弯曲时，最大切应力理论值为：As2F 3max =理论τ （7） 其实验值测量方法为在最大切应力所在中性层处沿与轴线成±45°布置单向应变片，测量出其应变值，则最大切应力的实验值为：()()︒+︒===4545-max 2-G 2G G εεγτ实验 （8）本实验采用电测法,测量采用1/4桥，如下图五所示。

实验二：梁的纯弯曲正应力试验一、实验目的1、测定矩形截面梁在只受弯矩作用的条件下，横截面上正应力的大小随高度变化的分布规律，并与理论值进行比较，以验证平面假设的正确性，即横截面上正应力的大小沿高度线性分布。

2、学习多点静态应变测量方法。

二：实验仪器与设备:①贴有电阻应变片的矩形截面钢梁实验装置 1台②DH3818静态应变测试仪 1件三、实验原理（1）受力图主梁材料为钢梁，矩形截面，弹性模量E=210GPa,高度h=40.0mm，宽度b=15.2mm。

旋动转轮进行加载，压力器借助于下面辅助梁和拉杆（对称分布）的传递，分解为大小相等的两个集中力分别作用于主梁的C、D截面。

对主梁进行受力分析，得到其受力简图，如图1所示。

（2）内力图分析主梁的受力特点，进行求解并画出其内力图，我们得到CD段上的剪力为零，而弯矩则为常值，因此主梁的CD段按理论描述，处于纯弯曲状态。

主梁的内力简图，如图2所示。

Page 1 of 10（3）弯曲变形效果图（纵向剖面）（4）理论正应力根据矩形截面梁受纯弯矩作用时，对其变形效果所作的平面假设，即横截面上只有正应力，而没有切应力（或0=τ），得到主梁纯弯曲CD 段横截面上任一高度处正应力的理论计算公式为zii I y M =理论σ其中，M 为CD 段的截面弯矩（常值），z I 为惯性矩，iy 为所求点至中性轴的距离。

（5）实测正应力测量时，在主梁的纯弯曲CD 段上取5个不同的等分高度处（1、2、3、4、5），沿着与梁的纵向轴线平行的方向粘贴5个电阻应变片，如图4所示。

在矩形截面梁上粘贴上如图5.3所示的2组电阻应变片，应变片1－5分别贴在横力弯曲区，6－10贴在纯弯曲区，同一组应变片之间的间隔距离相等。

Page 2 of 10Page 3 of 10Page 4 of 10Page 5 of 10Page 6 of 10Page 7 of 10b.σ–P曲线图在σ–P坐标系中，以σi实的值为横坐标，P的值为纵坐标，将各点的实测应力值分别绘出，然后进行曲线拟合，这样就得到了纯弯梁横截面上各点在不同载荷下的5条正应力分布曲线。

材料弯曲实验报告引言弯曲实验是材料力学实验中常用的一种实验方法，通过施加力使材料发生弯曲变形，从而研究材料的力学性能。

本实验旨在探究材料的弯曲行为，并分析其与材料的力学性能之间的关系。

实验装置与材料本次实验使用的主要装置为一台弯曲试验机，其包括一个加载系统和一个记录和读取弯曲力的力传感器。

我们选取了常见的金属材料——钢板作为实验材料。

实验步骤1.准备工作：将实验装置调整至合适的工作状态，确保其能够稳定运行，并保证实验材料的质量和尺寸符合要求。

2.安装实验材料：将待测试的钢板固定在弯曲试验机上，并确保其固定牢固。

3.设置实验参数：根据实验要求，设定加载系统的初始位置、载荷速度以及加载方式等实验参数。

4.开始实验：启动弯曲试验机，加载系统会开始施加力对实验材料进行弯曲。

同时，力传感器将持续记录所施加的力大小。

5.读取数据：实验过程中，及时读取并记录所施加的力大小和相应的位移值。

可以利用计算机系统进行数据记录和处理。

6.结束实验：当实验材料发生破坏或达到预设的弯曲程度时，停止加载系统的运动，并记录最终弯曲力和位移数值。

7.数据分析：根据实验结果，通过绘制弯曲力-位移曲线和弯曲应力-应变曲线，分析材料的弯曲性能。

实验数据与结果在本次实验中，我们记录了实验材料在不同载荷下的弯曲力-位移数据，并绘制了相应的力-位移曲线。

通过对实验数据的分析，我们得到了以下结论： 1. 随着加载力的增加，材料的位移也随之增加，但增速逐渐减缓，呈现出一种非线性关系。

2. 在一定范围内，弯曲力和位移呈正相关，即加载力越大，位移越大。

3. 当材料弯曲到一定程度时，会出现材料发生破坏的情况。

结论通过本次实验，我们深入了解了材料的弯曲行为以及材料力学性能的相关因素。

我们发现，加载力对材料的位移和破坏起着重要的影响。

弯曲实验是研究材料弯曲性能的重要手段，对于材料的设计和应用具有重要意义。

参考文献1.陈永平, 杨丽敏, 刘华, 徐永健. 材料力学实验与材料力学性能评定实验教程[M]. 清华大学出版社, 2011.2.张善民, 严学飞, 袁雷. 材料刚度、强度与韧性综合化分析方法[J]. 材料导报, 2017, 31(15):132-137.3.张政权, 邢吉祥, 吉泽厚. 材料筛选软件[J]. 中国稀土学报, 2018,36(6):594-600.致谢在本次实验中，感谢实验员对实验装置和材料的准备工作和技术支持，以及指导老师对实验过程和数据分析结果的指导和帮助。

实验三材料弯曲强度测试
一、实验目的
1. 掌握弯曲强度测试试件的制备方法；
2. 掌握弯曲强度的测试原理与测试方法；
3. 了解影响材料弯曲强度的各种因素。

二、实验原理
从材料力学的角度分析、推导弯曲强度的计算原理和表达式。

三、实验设备及材料
CMT系列型微机控制万能材料试验机，游标卡尺；试件若干；玻璃板、研磨材料。

四、实验结果与分析
陶瓷材料抗弯强度测定记录
五、思考题
1. 为什么对弯曲强度的试样要严格规定机械加工的质量要求，如表面粗糙度
以及研磨抛光等？
2. 三点弯曲和四点弯曲所测强度有什么区别？
3. 跨度、力的加载速度对弯曲强度的测定结果有什么影响？
4. 为什么弯曲强度要规定试样的宽度和厚度？
5. 弯曲强度实验可以用于表征材料的哪些特性？
6. 力学试验机除了可以进行弯曲强度测试外，还可以用于哪些性能的测试？。

材料弯曲实验报告篇一：3-材料力学实验报告(弯曲)材料力学实验报告（二）实验名称：弯曲正应力实验一、实验目的二、实验设备及仪器三、实验记录测点1的平均读数差ΔA1平=? ? ? ? A? 10 ? ?61平1平梁的材料：低碳钢(Q235) 梁的弹性模量E=200GPa梁的截面尺寸高H=宽b= 加载位置 a=W ? bH2抗弯截面模量 Z 6?平均递增载荷? P 平 ?与ΔP相应的弯矩 ? M ? ?Pmax2平? a ?四、测点1实验应力值与理论应力值的比较?1 实 ?E . ??1平?? ?Mmax1 理 ?W?Z误差： ?1理??1实? 100?%?1理五、回答问题1．根据实验结果解释梁弯曲时横截面上正应力分布规律。

2.产生实验误差的原因是由哪些因素造成的？审阅教师篇二：材料力学实验报告(2)实验一拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢(Q235)的屈服点?s，强度极限?b，延伸率?，断面收缩率?。

2．测定铸铁的强度极限?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；3．试样刻线机。

三、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、试验方法1．低碳钢拉伸实验（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。

（2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。

（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。

观察屈服现象。

（4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷Fs=22.5kN，最大载荷Fb =35kN。

（5）取下试件，观察试件断口: 凸凹状，即韧性杯状断口。

第1篇一、实验目的1. 了解材料在弯曲载荷作用下的力学行为。

2. 掌握材料抗弯性能的测试方法。

3. 研究不同材料在弯曲载荷下的变形和破坏规律。

4. 通过实验数据，分析材料的抗弯强度和弯曲刚度。

二、实验原理材料在受到弯曲载荷时，其内部将产生弯矩和剪力，导致材料发生弯曲变形。

本实验通过测试材料在弯曲载荷作用下的变形和破坏情况，来研究材料的抗弯性能。

根据材料力学理论，材料的抗弯强度和弯曲刚度可以通过以下公式计算：1. 抗弯强度（σ）：σ = M / W，其中M为弯矩，W为截面模量。

2. 弯曲刚度（E）：E = F / ΔL，其中F为作用力，ΔL为弯曲变形长度。

三、实验设备及材料1. 实验设备：万能材料试验机、游标卡尺、弯曲试验台、支架、砝码等。

2. 实验材料：低碳钢、铝合金、木材等不同材料的试件。

四、实验步骤1. 准备实验材料：根据实验要求，选择不同材料的试件，并按照规定的尺寸进行加工。

2. 安装试件：将试件固定在万能材料试验机的弯曲试验台上，确保试件中心线与试验机中心线对齐。

3. 设置实验参数：根据实验要求，设置试验机的加载速度、最大载荷等参数。

4. 加载：缓慢加载至规定载荷，观察试件的变形和破坏情况。

5. 记录数据：记录试件的弯曲变形、破坏载荷等数据。

五、实验结果与分析1. 低碳钢试件：在弯曲载荷作用下，低碳钢试件首先发生弯曲变形，随后出现裂缝，最终发生断裂。

实验结果表明，低碳钢具有较高的抗弯强度和弯曲刚度。

2. 铝合金试件：在弯曲载荷作用下，铝合金试件发生较大的塑性变形，但最终未发生断裂。

实验结果表明，铝合金具有较高的弯曲刚度，但抗弯强度相对较低。

3. 木材试件：在弯曲载荷作用下，木材试件首先发生弯曲变形，随后出现裂缝，最终发生断裂。

实验结果表明，木材具有较高的抗弯强度，但弯曲刚度相对较低。

六、结论1. 低碳钢、铝合金、木材等不同材料在弯曲载荷作用下的抗弯性能有所不同。

2. 低碳钢具有较高的抗弯强度和弯曲刚度，适用于承受较大弯曲载荷的场合。