材料力学实验(拉压试验)

碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验（实验一）一、目的1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限，强度极限，延伸率和断面收缩率，测定铸铁拉伸时的强度极限。

2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装置绘制拉伸图（P-ΔL曲线）。

3、测定压缩时低碳钢的屈服极限。

和铸铁的强度极限。

4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。

5、掌握电子万能试验机的原理及操作方法6、了解液压万能试验机的工作原理及操作方法。

二、设备微机控制电子万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。

三、拉伸试祥1.为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响，对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定，如图1所示：图1用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L0）与试件直径d。

必零满足L0／d0=10或5，其延伸率分别记做和δ10和δ52、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形，避免压弯，一般规定试件高度h直径d的比值在下列范围之内：1≤≤3为了保证试件承受轴向压力，加工时应使试件两个端面尽可能平行，并与试件轴线垂直，为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力，试件两端面应进行磨削加工，使其光滑。

四、实验原理图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L曲线图，拉伸变形ΔL是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹性变形图2和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初一段是曲线，流动阶段上限B‘受变形速度和试件形式影响，下屈服点B则比较稳定，工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S，以试样的初始横截面积A0除PS，即得屈服极限：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P 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P 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P b得强度极限为延伸率δ及断面收缩率φ的测定，试样的标距原长为L0拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为L1延伸率应为断口附近塑性变形最大，所以L1的量取与断口的部位有关，如断口发生于Lο的两端或在Lο之外，则试验无效，应重做，若断口距L。

一、实验目的1. 了解材料力学中拉伸和压缩的基本原理及实验方法。

2. 通过实验观察材料的弹性、屈服、强化等力学行为。

3. 测定材料的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等力学性能指标。

4. 掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。

二、实验原理1. 拉伸实验：将试样放置在万能试验机的夹具中，缓慢施加轴向拉伸载荷，通过力传感器和位移传感器实时采集力与位移数据，绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

2. 压缩实验：将试样放置在万能试验机的夹具中，缓慢施加轴向压缩载荷，通过力传感器和位移传感器实时采集力与位移数据，绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

三、实验设备1. 电子万能试验机2. 力传感器3. 位移传感器4. 游标卡尺5. 计算机及数据采集软件四、实验材料1. 低碳钢拉伸试样2. 铸铁压缩试样五、实验步骤1. 拉伸实验：1. 将低碳钢拉伸试样安装在万能试验机的夹具中。

2. 设置试验参数，如拉伸速率、最大载荷等。

3. 启动试验机，缓慢施加轴向拉伸载荷，实时采集力与位移数据。

4. 绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

2. 压缩实验：1. 将铸铁压缩试样安装在万能试验机的夹具中。

2. 设置试验参数，如压缩速率、最大载荷等。

3. 启动试验机，缓慢施加轴向压缩载荷，实时采集力与位移数据。

4. 绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

六、实验结果与分析1. 低碳钢拉伸实验：1. 通过F-Δl曲线，确定材料的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等力学性能指标。

2. 分析材料在拉伸过程中的弹性、屈服、强化等力学行为。

2. 铸铁压缩实验：1. 通过F-Δl曲线，确定材料的强度极限等力学性能指标。

2. 分析材料在压缩过程中的破坏现象。

七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了拉伸和压缩实验的基本原理及实验方法。

2. 通过实验结果，我们了解了低碳钢和铸铁的力学性能。

3. 实验结果表明，低碳钢具有良好的弹性和塑性，而铸铁则具有较好的抗压性能。

实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。

2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。

3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。

4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。

二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。

2．游标卡尺。

图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。

它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。

由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。

图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。

图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。

（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。

由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。

上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。

当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。

移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。

（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。

（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。

可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。

材料力学实验（拉压试验）拉伸实验一．实验目的：1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。

2.确定低碳钢试样的屈服极限3.确定铸铁试样的强度极限、强度极限。

、伸长率、面积收缩率。

4.观察不同材料的试样在拉伸过程中表现的各种现象。

二．实验设备及工具：电子万能试验机、游标卡尺、记号笔。

三．试验原理：塑性材料和脆性材料拉伸时的力学性能。

（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.低碳钢实验（1）量直径、画标记：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。

用记号笔在试样中部画一个或长的标距，作为原始标距。

（2）安装试样：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，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：调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据出加载速度，其中计算为试样中部平行段长度，当测定下屈服强度和抗拉强度时，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；在加载过程中，注意观察屈服载荷的变化，记录下屈服载荷的大小，当载荷达到峰值时，注意观察试样发生的颈缩现象；直到试样断裂后按下“停止”键。

（4）试样断裂后，记录下最大载荷和断口处最小直径。

从夹头上取下试样，重新对好，量取断后标距2.铸铁实验（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：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，加紧试样。

目录实验一金属材料的拉伸与压缩实验 (1)实验二金属材料的扭转实验…………………………………实验三金属材料的弹性模量E和波桑系数 测定…………………实验四桥路变换……………………………………………………实验五纯弯梁的正应力测定………………………………………实验六空心簿壁圆桶的主应力测定………………………………实验七偏心拉伸……………………………………………………实验一金属材料的拉伸与压缩试验一、一、实验目的1. 1.了解液压式材料试验机的工作原理，初步掌握试验机的操作规程。

2. 2.测定低碳钢的屈服（流动）极限σS，强度极限σb，延伸率δ和截面收缩率Ψ。

观察试件在拉伸过程中的各种现象（弹性、屈服、强化、颈缩）。

3. 3.测定铸铁材料的拉伸和压缩强度极限σb。

4. 4.比较低碳钢和铸铁的机械性质及破坏时的断口形式。

二、二、实验原理及计算测定金属材料的机械性质需要将试件制成符合国家标准的形状和尺寸。

一般规定，圆形截面的拉伸试件其标距L0与直径D0的关系为L0=10D0；压缩试件的高度H0与直径D0的关系为。

见图1.图1-1图1－2 为低碳钢和铸铁试件的P―ΔL图。

图1-2低碳钢试件在拉伸过程中，可分为四个阶段：1. 1.弹性阶段:载荷与变形成正比，P―ΔL图中表现为OA直线段。

屈服阶段:2. 2.P―ΔL图中的BC段，为一水平锯齿形曲线，此时材料暂时失去了抵抗变形的能力，表现为载荷在很小的范围内波动，而变形量则比较明显。

此时可观察到试验机测力盘上的主动针在某一刻度值范围内波动，取主动针回摆的最小读数值，即BC段中的下极限作为屈服载荷PS并记录下来，屈服极限σS可按下式计算：MN/m23. 3.强化阶段。

P―ΔL图中的CE阶段，在此阶段材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形则必须增加载荷。

在此阶段（例如D点）卸载，则按图1－2所示的DD’斜直线回到D'短时间內若再加载，则P—∆L图大致仍按D'D斜直回到D点，然后又回沿DE曲线变化。

材料力学拉伸与压缩实验报告一、实验目的本实验旨在通过拉伸与压缩实验，探讨材料在受力下的力学性能，了解材料的强度、延展性和变形特点，为材料的工程应用提供理论依据。

二、实验原理1. 拉伸实验原理：拉伸试验是通过对试样施加拉力，使其发生长度方向的拉伸变形，以研究材料的强度、延展性和断裂特性。

在拉伸过程中，可以通过载荷和位移数据来绘制应力-应变曲线，从而得到材料的力学性能参数。

2. 压缩实验原理：压缩试验是通过对试样施加压力，使其产生长度方向的压缩变形，以研究材料在受压状态下的变形特性和抗压性能。

通过测量载荷和位移数据，可以得到材料的应力-应变关系，并分析其力学性能。

三、实验装置及试样1. 实验装置：拉伸试验机、压缩试验机、数据采集系统等。

2. 试样：常用的拉伸试样为标准圆柱形试样，常用的压缩试样为标准方形试样。

四、实验步骤1. 拉伸实验：a. 准备好拉伸试样，安装在拉伸试验机上。

b. 设置合适的加载速率和采样频率，开始施加拉力。

c. 记录载荷和位移数据，绘制应力-应变曲线。

d. 观察试样的变形情况，记录拉伸过程中的各阶段特征。

2. 压缩实验：a. 准备好压缩试样，安装在压缩试验机上。

b. 设置合适的加载速率和采样频率，开始施加压力。

c. 记录载荷和位移数据，得到应力-应变关系曲线。

d. 观察试样的变形情况，记录压缩过程中的各阶段特征。

五、实验结果及分析1. 拉伸试验结果分析：根据绘制的应力-应变曲线，分析材料的屈服点、最大强度、断裂点等力学性能参数，并观察材料的断裂形态和变形特点。

2. 压缩试验结果分析：根据得到的应力-应变关系曲线，分析材料在受压状态下的变形和抗压性能，并观察材料的压缩断裂形态。

六、实验结论通过拉伸与压缩实验，我们得到了材料在拉伸和压缩条件下的力学性能参数，并对其力学性能进行了分析。

实验结果表明，材料在拉伸状态下具有较好的延展性和韧性，而在受压状态下表现出良好的抗压性能。

这些结果为材料的工程应用提供了重要参考。

材料力学拉伸实验报告 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】材料的拉伸压缩实验徐浩 20 机械一班一、实验目的1.观察试件受力和变形之间的相互关系；2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。

观察铸铁在压缩时的破坏现象。

3.测定拉伸时低碳钢的强度指标（s、b）和塑性指标（、）。

测定压缩时铸铁的强度极限b。

二、实验设备1.微机控制电子万能试验机；2.游标卡尺。

三、实验材料拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图所示，四、实验原理低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-l曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图2。

对于低碳钢材料，由图2曲线中发现OA直线，说明F正比于l，此阶段称为弹性阶段。

屈服阶段（B-C）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。

其中，B 点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；B点为下屈服点。

下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。

测定屈服载荷Fs时，必须缓慢而均匀地加载，并应用s=F s/ A0（A0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。

图2 低碳钢拉伸曲线屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。

当载荷达到强度载荷F b后，在试件的某一局部发生显着变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。

应用公式b=F b/A0计算强度极限（A0为试件变形前的横截面积）。

根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率和端面收缩率，即%100001⨯-=l l l δ，%100010⨯-=A A A ψ 式中，l 0、l 1为试件拉伸前后的标距长度，A 1为颈缩处的横截面积。

五、实验步骤及注意事项 1、拉伸实验步骤（1）试件准备：在试件上划出长度为l 0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d 0。

拉伸与压缩实验报告拉伸与压缩实验报告引言：拉伸与压缩是材料力学中常用的实验方法，用于研究材料在外力作用下的变形行为。

本次实验旨在通过拉伸与压缩实验，探究不同材料在不同加载条件下的力学性能和变形特点。

通过实验结果的分析，可以为工程设计和材料选择提供参考依据。

实验目的：1. 了解材料在拉伸和压缩过程中的变形特点；2. 掌握拉伸和压缩实验的基本操作方法；3. 分析不同材料的力学性能。

实验仪器与材料：1. 万能材料试验机2. 不同材料的试样（如金属、塑料、橡胶等）实验步骤：1. 准备不同材料的试样，并测量其初始长度和直径；2. 将试样装夹在试验机上，确保试样的纵轴与试验机的纵轴一致；3. 根据实验要求，选择拉伸或压缩实验模式，并设置加载速率；4. 开始实验，记录试样的载荷-位移曲线；5. 当试样发生断裂或达到预设的位移时，停止实验并记录结果；6. 对实验结果进行分析和讨论。

实验结果与讨论：1. 弹性阶段：在拉伸过程中，试样受到外力作用后会发生弹性变形，即在去除外力后能恢复到初始形状。

根据载荷-位移曲线，可以确定试样的弹性模量，即材料的刚度。

不同材料的弹性模量会有所差异，金属材料通常具有较高的弹性模量，而塑料和橡胶等材料的弹性模量较低。

2. 屈服阶段：在拉伸过程中，当试样受到一定载荷后，会出现屈服现象，即试样开始发生塑性变形。

屈服点是指试样开始发生塑性变形的载荷值。

不同材料的屈服点不同，这与材料的组织结构和力学性能有关。

3. 破坏阶段：在拉伸过程中，当试样承受的载荷超过其极限强度时，试样会发生破坏。

破坏形式有拉断、断裂等。

通过观察破坏形式，可以对材料的韧性和脆性进行初步判断。

金属材料通常具有较高的韧性，而塑料和橡胶等材料则更容易发生断裂。

4. 压缩过程：与拉伸过程类似，压缩实验也可以得到类似的结果。

在压缩过程中，试样会发生压缩变形，即试样的长度减小。

通过载荷-位移曲线，可以得到试样的压缩弹性模量和压缩强度等参数。

拉伸和压缩实验拉伸和压缩试验是建筑材料力学性能试验中最基本和最普通的实验，它对于评定材料的基本力学性能关系最密切。

对于大多数建筑材料是使用其拉伸强度还是压缩强度，基本上取决于材料的工作条件，而工作条件又取决于材料本身的结构性能，即：根据材料的性能，决定材料的工作条件——受拉或受压等。

或根据受力特点——受拉或受压，选择结构材料。

例如：金属材料具有较高的抗拉强度，同时也具有较高的抗压强度，而用做受拉力作用的材料则更为有效，而用作受压杆（若为细长杆）容易失稳，为此，需增加杆件的截面积，而材料的强度值未能充分得以利用。

因此，按材料的性能进行设计时，钢结构中的杆件应尽可能设计为受拉杆件。

又如：大多数无机非金属材料如：混凝土、砖、砂浆等，都具有较大的脆性，其抗拉强度与抗压强度相比很低，因此常用于抵抗压力的作用，因此其抗压试验的作用和意义与拉伸试验相比就显得很重要。

而这类材料用于承受拉力荷载显然是不适合的，当然象砖砌件这类结构其破坏又是由于砖的折（拉）断而开始的。

总之，材料受拉力和压力的作用，是材料受力的两个最基本形式，此外材料还可能受到弯、剪、扭等力的作用，材料抗拉强度与抗压强度之间有一定关系（材料不一样关系不一样），抗压强度与抗弯、抗剪和抗扭之间也有一定的关系，这些关系难有准确的表达式，而拉、压强度是材料使用得最为广泛的两个强度值。

（建筑结构中，柱墙主要承受压力，梁、板主要承受弯曲应力，屋架中的拉杆承受拉力）第一节拉伸实验一、对试件的要求（对试件总的要求是，对试验结果影响大的应消除）1、试件形式，有园柱形，如钢，平板形，如钢板等，8字形，如砂浆等，受拉截面一般为园形、正方形或长方形。

为了使断裂面发生在试件中长度的中部试件总是制成在长度中间的横截面小于两端的横截面，在这个断面上的应力不受夹具装置的影响。

2、试件的端部形状，应适合于试验材料本身的性能和试验机夹具装置。

可做成平滑的、阶梯形、螺纹形或锥形等。

端部的直径或宽度与中间偏袄截面直径或宽度之比与材料性能有关，如钢材为1.5:1，材料1.7—3.75:1,对脆性材料端部的制作特别重要，由于受夹具作用应力的影响，避免在端部破坏，应做得大一些。