材料力学实验报告

材料力学实验拉伸实验报告材料力学实验拉伸实验报告引言：材料力学实验是研究材料在受力作用下的变形和破坏行为的重要手段。

拉伸实验是其中一种常见的实验方法，通过对材料在受力下的延伸行为进行观察和分析，可以获得材料的力学性能参数，如屈服强度、断裂强度等。

本实验旨在探究不同材料在拉伸过程中的力学性能，并通过实验数据分析和计算得出结论。

实验装置与方法：实验所用材料为不同种类的金属样条，包括铜、铝、钢等。

实验装置主要由拉伸试验机、测力计和长度计组成。

首先，将金属样条固定在拉伸试验机上，然后逐渐增加试验机施加的拉伸力，同时记录测力计示数和长度计示数。

在拉伸过程中，要确保样条的应力均匀分布，避免出现局部应力集中导致的破坏。

实验结果与分析：通过实验数据记录和分析，我们得到了不同金属样条在拉伸过程中的力学性能参数。

首先，我们观察到在拉伸实验开始时，材料的应力-应变曲线呈现线性关系，即符合胡克定律。

随着拉伸力的增加，材料开始发生塑性变形，应力-应变曲线开始偏离线性关系，进入非线性阶段。

当拉伸力继续增加时，材料逐渐接近其屈服点，此时应力-应变曲线出现明显的拐点。

在过屈服点后，材料进入了塑性变形阶段。

我们观察到在这个阶段，材料的应力-应变曲线呈现出明显的下降趋势，即应力逐渐减小。

这是因为材料的内部结构发生了变化，晶粒开始滑移和变形，导致材料的强度下降。

在塑性变形过程中，材料的延伸率逐渐增加，直到达到最大延伸率。

然而，当材料的延伸率达到一定程度时，材料开始出现颈缩现象。

这是因为在塑性变形过程中，材料的某些部分发生了局部应力集中，导致材料在这些部分发生断裂。

我们观察到，颈缩现象对于不同材料的发生时间和程度是有差异的。

一般来说，延展性较好的材料在颈缩现象发生前能够承受更大的拉伸力。

结论：通过本次拉伸实验，我们得到了不同金属样条的力学性能参数，并对材料的拉伸行为进行了分析。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 不同材料在拉伸过程中的应力-应变曲线呈现出不同的形态，但都符合胡克定律。

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。

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。

材料力学创新实验报告——加强筋对钢板强度的作用分析一、实验背景生活中, 很多都多构件都是用钢制的薄板做成的。

如宿舍中放物品的架子、图书馆中的书架、柜子的门等等。

通过观察, 我们发现: 这些钢板的背面都焊有一块长条状的加强筋。

而这些钢板又普遍要承受较大的载荷, 我们就考虑到: 这些加强筋对钢板强度的提高是否有帮助呢？同时我们有考虑到, 长条状的加强筋并没有覆盖到钢板的各个位置, 因此我想到: 对于有加强筋的钢板, 平面上不同位置的应变是否存在不同？二、实验目的1.通过将有加强筋的钢板与没有加强筋的钢板同时加载, 观察加强筋对钢板各点应力大小的影响。

2、通过粘贴应变花, 判断钢板受载荷时是否承受扭转应力。

三、实验方案选取两块材料、尺寸相同钢板, 其中一块背面焊有加强筋、另一块没有加强筋。

进行对照试验。

分别在两块钢板上相同的位置粘贴应变片。

并分别在相同位置加载, 测量各点应变, 进行对比。

分析加强筋对钢板强度的影响。

四、实验过程1.前期准备我们在实验室的柜子里找到了一块带有加强筋的钢板。

为了进行对比研究, 我们找到了一位铁匠师傅, 帮我们做了一块尺寸一样, 但是没有加强筋的钢板。

2.贴片方案本次实验, 我们在两块钢板上共贴了24个应变片。

如图2-1, 在没有加强筋的钢板上, 我们分别在正反面A.B.C.D四点各贴一片, 共计8片。

如图2-2, 在有加强筋的钢板上, 除了上述8片之外, 还在C、D点±45°方向的贴了片, 以研究钢板是否受扭。

图2-1图2-23.加载方案现实中承重钢板均可近似看成是承受的均布载荷, 对于本实验来讲, 采用均布加载似乎更合理些。

但由于应变片就在钢板的表面, 考虑到采用均布加载会触碰到应变片。

因此我们采用集中加载。

通过分析我们发现钢板应力最大的点为加载点。

因此我们在粘贴应变片的位置(即上图的A.B.C.D四点)分别加载。

每个点分别放置0.5kg 、1kg、2kg砝码, 进行三次加载。

材料力学扭转实验报告1. 实验目的。

本实验旨在通过材料力学扭转实验，探究材料在受力情况下的扭转性能，了解材料的力学特性和扭转变形规律，为工程应用提供理论依据。

2. 实验原理。

材料在受到扭转力矩作用下，会产生扭转变形。

根据弹性力学理论，扭转角度与扭转力矩成正比，而与材料长度和材料性质有关。

材料的扭转刚度可用扭转角度与扭转力矩的比值来表示，即扭转角度和扭转力矩的比值为材料的剪切模量G。

3. 实验装置。

本实验采用材料力学扭转实验机进行测试，实验机由电机、扭转传感器、数据采集系统等部分组成。

在实验中，通过控制电机输出的扭转力矩和测量相应的扭转角度，可以得到材料的扭转刚度和剪切模量等参数。

4. 实验步骤。

（1）将待测试的材料样品装入扭转实验机夹具中，保证样品的两端固定。

（2）设置实验机的扭转力矩和扭转角度采集参数。

（3）启动实验机，施加不同的扭转力矩，记录相应的扭转角度。

（4）根据实验数据计算材料的扭转刚度和剪切模量。

5. 实验结果与分析。

通过实验数据处理和分析，得到了材料在不同扭转力矩下的扭转角度数据。

根据实验结果，可以绘制出材料的扭转曲线，进一步分析材料的扭转特性和力学性能。

6. 结论。

通过本次材料力学扭转实验，得到了材料的扭转刚度和剪切模量等重要参数，为了解材料的力学性能提供了重要参考。

同时，实验结果也为工程应用提供了理论基础，具有一定的实用价值。

7. 实验心得。

本次实验通过操作实验装置、处理实验数据等环节，对材料力学扭转实验有了更加深入的认识，增强了对材料力学知识的理解和应用能力。

综上所述，本次材料力学扭转实验取得了一定的成果，为深入研究材料的力学性能和工程应用提供了重要参考，具有一定的理论和实用价值。

材料力学实验报告答案材料力学实验报告答案材料力学实验是一门重要的实践课程，旨在通过实验手段来研究材料的力学性质和行为。

在这次实验中，我们主要研究了材料的拉伸性能和硬度。

通过实验数据的收集和分析，我们可以深入了解材料的力学特性，并为材料的设计和应用提供参考。

首先，我们进行了拉伸实验。

在实验中，我们选取了不同种类的金属材料，如钢、铝和铜。

我们将这些材料制成标准的试样，并在拉伸试验机上进行拉伸。

通过拉伸试验，我们可以测量材料的强度、延伸性和韧性等力学性能指标。

实验结果显示，不同材料的拉伸性能存在明显的差异。

钢材具有较高的强度和韧性，而铝和铜则表现出较高的延伸性。

这是由于不同材料的晶体结构和化学成分的差异所导致的。

钢材具有较高的碳含量和较为紧密的晶格结构，因此具有较高的强度和韧性。

而铝和铜则具有较为松散的晶格结构，因此具有较高的延伸性。

接下来，我们进行了硬度实验。

硬度是材料抵抗外界力量的能力，是材料力学性能的重要指标之一。

在实验中，我们采用了洛氏硬度计来测量不同材料的硬度值。

实验结果显示，不同材料的硬度存在明显的差异。

钢材具有较高的硬度值，而铝和铜则具有较低的硬度值。

这是由于不同材料的晶体结构和化学成分的差异所导致的。

钢材具有较高的碳含量和较为紧密的晶格结构，因此具有较高的硬度。

而铝和铜则具有较为松散的晶格结构，因此具有较低的硬度。

通过这次实验，我们不仅了解了不同材料的力学性能差异，还深入研究了材料的晶体结构和化学成分对力学性能的影响。

这对于材料的设计和应用具有重要的意义。

例如，在工程领域中，我们可以根据材料的强度和韧性要求选择合适的材料；在制造业中，我们可以根据材料的硬度要求选择合适的材料。

总之，材料力学实验是一门重要的实践课程，通过实验手段来研究材料的力学性质和行为。

通过实验数据的收集和分析，我们可以深入了解材料的力学特性，并为材料的设计和应用提供参考。

通过这次实验，我们不仅了解了不同材料的力学性能差异，还深入研究了材料的晶体结构和化学成分对力学性能的影响。

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 Tss 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）；316d 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 bb 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：3322)2(42D d D d dA T s D s D Aπτρρτπρπρρτρτρρ====⎰⎰⎰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：3222)2(3Dd d dA T s D s D s As 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：πϕ180p 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 d2=432d π （mm 4） ]【切变模量G 】：πϕ180p I TL G ⋅=（Mpa ） ；πϕϕ180)()(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 ）。

. . . .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 (5)实验三材料弹性模量E和泊松比µ的测定 (7)实验四纯弯曲梁的正应力实验 (11)实验一低碳钢拉伸实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定低碳钢的屈服极限σS,强度极限σ、延伸率δ,截面收缩率ψ。

b2．测定铸铁的强度极限σ,观察上述两种材料的拉伸和破坏现象,绘制拉伸时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 =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2.铸铁的实验记录. 实验前 实验后直径 0d (mm) 10.16 断裂后直径 1d (mm)10.15最大荷载 b P =14.4KN强度极限 b σ=b P /0A =177.7MPa实验二铸铁压缩实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定铸铁的强度极限σb。