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材料力学实验报告扭转实验一、实验目的材料力学中的扭转实验旨在研究材料在扭转力作用下的力学性能，包括测定材料的扭转屈服强度、扭转强度极限、切变模量等参数，深入了解材料的变形规律和破坏特征，为工程设计和材料选择提供重要的依据。
二、实验设备1、扭转试验机扭转试验机是本次实验的核心设备，能够对试样施加精确可控的扭转力，并实时测量扭转角度和扭矩。
2、游标卡尺用于测量试样的直径，以确定其横截面尺寸。
3、划线工具用于在试样上标记测量长度的位置。
三、实验原理当材料受到扭转作用时，横截面上会产生切应力。
根据材料力学的理论，切应力与扭矩、横截面几何尺寸之间存在特定的关系。
通过测量扭矩和扭转角度，可以计算出切应力和切应变，从而得到材料的相关力学性能参数。
在弹性范围内，扭矩与扭转角度成正比，其比例系数即为材料的切变模量。
当扭矩超过一定值时，材料开始发生屈服，继续增加扭矩，直至试样断裂。
通过记录屈服时的扭矩和最大扭矩，可以计算出材料的屈服强度和强度极限。
四、实验材料本次实验选用的材料为圆柱形低碳钢试样和铸铁试样，其直径均为_____mm，标距长度为_____mm。
五、实验步骤1、测量试样尺寸使用游标卡尺在试样的不同位置测量直径，取平均值作为试样的直径。
同时，测量标距长度并做好标记。
2、安装试样将试样的一端固定在扭转试验机的夹头中，另一端通过另一夹头夹紧，确保试样轴线与试验机轴线重合。
3、进行实验启动扭转试验机，缓慢施加扭矩，同时记录扭矩和扭转角度的数据。
在实验过程中，密切观察试样的变形情况，直至试样屈服或断裂。
4、实验结束实验结束后，关闭试验机，取下试样，观察其破坏特征。
六、实验数据处理与分析1、低碳钢试样屈服扭矩：＿____N·m最大扭矩：＿____N·m计算屈服强度：根据公式τs ＝ Ts ／ Wp （其中 Ts 为屈服扭矩，Wp 为抗扭截面系数），计算出屈服强度为_____MPa。
计算强度极限：同理，根据τb ＝ Tb ／ Wp （其中 Tb 为最大扭矩），计算出强度极限为_____MPa。
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。
材料力学实验报告材料力学实验报告引言：材料力学是一门研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
通过实验研究，我们可以深入了解材料的力学性质，为工程设计和材料选择提供依据。
本报告将介绍我们在材料力学实验中的观察和结果，并对实验数据进行分析和讨论。
实验一：拉伸试验拉伸试验是材料力学实验中最常见的一种试验方法，用于研究材料在拉伸载荷下的力学性能。
我们选择了一根标准的金属试样，将其固定在拉伸试验机上，并逐渐施加拉伸力。
通过测量试样的应变和应力，我们得到了应力-应变曲线。
实验结果显示，随着拉伸力的增加，试样开始发生塑性变形。
在这个阶段，应力与应变呈线性关系，即应力随着应变的增加而线性增加。
然而，当拉伸力达到一定程度时，试样出现断裂。
通过观察断裂面的形态，我们可以判断材料的断裂模式，如韧性断裂、脆性断裂等。
进一步分析应力-应变曲线，我们可以得到一些重要的力学参数，如屈服强度、抗拉强度和延伸率。
屈服强度是材料开始发生塑性变形时的应力值，抗拉强度是试样抵抗拉伸力的最大极限，而延伸率则表示试样在断裂前的延展能力。
这些参数对于材料的工程应用和性能评估至关重要。
实验二：硬度测试硬度是材料力学中另一个重要的性能指标，它反映了材料抵抗外力的能力。
我们采用了维氏硬度计进行硬度测试，将金属球压入试样表面并测量压痕的直径。
根据硬度计的原理，我们可以计算出试样的硬度值。
硬度测试的结果显示，不同材料的硬度值存在明显差异。
硬度值高的材料通常具有较好的抗压性能，适用于承载大压力的工程应用。
而硬度值低的材料则更容易受到外力的破坏，适用于需要易变形的应用场景。
实验三：弯曲试验弯曲试验用于研究材料在弯曲载荷下的力学性能。
我们选择了一根长条状的试样，通过在试样两端施加力矩，使试样发生弯曲变形。
通过测量试样的挠度和应力分布，我们可以得到弯曲试验的结果。
实验结果表明，试样的挠度与施加的力矩呈线性关系。
在试样的底部，应力最大，而在试样的顶部，应力最小。
材料力学实验报告引言：材料力学是研究物质在外力作用下的变形和破坏行为的科学。
在工程领域，材料力学实验是非常重要的，它能提供关于材料性能的定量数据，用于设计和优化结构。
本篇实验报告将介绍一项材料力学实验，包括实验目的、实验装置和实验过程，重点关注实验结果的分析和讨论。
实验目的：本次实验旨在研究一种金属材料的拉伸性能，通过对材料在不同载荷下的应力-应变关系曲线的测定，获得材料的力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度和延伸率等。
同时，通过断口分析，了解材料的破坏行为和断裂机制。
实验装置：本次实验采用的材料力学实验装置包括拉伸试验机、计算机数据采集系统和金属试样。
拉伸试验机主要包括上夹具和下夹具，通过电机驱动实现上下夹具之间的拉伸和压缩运动。
计算机数据采集系统用于实时记录试验过程中的应变和载荷数据。
金属试样采用标准的矩形横截面形状，制备精细，确保试样的几何尺寸以及表面质量。
实验过程：1. 调整试验机，确保试样正确安装在上下夹具之间，并进行预应力调校。
2. 设置拉伸速率和采样频率，开始实验。
3. 开始加载并进行拉伸实验，直至试样断裂。
4. 实时记录应变和载荷数据，生成应力-应变曲线。
5. 对断口进行分析，观察破坏模式和断裂特征。
实验结果分析：基于实验数据，通过应力-应变曲线的绘制和分析，可以得到材料的力学性能参数。
应力-应变曲线的特点是：一开始，材料的应变随载荷的增加近似线性增加，这是材料的弹性区域。
当应变逐渐超过一定程度时，材料的应变开始迅速增加，即材料进入了屈服区。
进一步增加载荷，材料的应变仍呈线性增加，但增加的速率较之前小，这是材料的塑性区。
除了绘制应力-应变曲线，我们还可以计算出材料的屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能参数。
屈服强度是指试样开始进入塑性阶段时的应力值，抗拉强度是试样发生破裂时的最大应力值，而延伸率则反映了试样在拉伸过程中的延伸能力。
断口分析是评价材料破坏行为和断裂机制的重要手段。
通过观察断口的形貌特征和变异，可以判断材料的韧性和脆性。
材料力学实验报告扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能，包括扭转屈服极限、扭转强度极限等。
2、观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形现象，分析其破坏形式和原因。
3、熟悉扭转试验机的工作原理和操作方法。
二、实验设备1、扭转试验机2、游标卡尺三、实验原理在扭转实验中，材料受到扭矩的作用，产生扭转变形。
扭矩与扭转角之间的关系可以通过试验机测量得到。
对于圆形截面的试件，其扭转时的应力分布为：表面最大切应力：＄＼tau_{max} ＝＼frac{T}｛W_p}＄其中，＄T$为扭矩，＄W_p$为抗扭截面系数，对于实心圆截面，＄W_p ＝＼frac{＼pi d^3}｛16}＄，＄d$为试件的直径。
当材料达到屈服极限时，对应的扭矩为屈服扭矩$T_s$；当材料断裂时，对应的扭矩为极限扭矩$T_b$。
四、实验材料本次实验采用低碳钢和铸铁两种材料的圆柱形试件，其尺寸如下：低碳钢试件：直径$d_1 ＝ 10mm$，标距$L_1 ＝ 100mm$铸铁试件：直径$d_2 ＝ 10mm$，标距$L_2 ＝ 100mm$五、实验步骤1、测量试件的直径，在不同位置测量多次，取平均值。
2、安装试件，确保其中心线与试验机的轴线重合。
3、启动试验机，缓慢加载，观察扭矩和扭转角的变化。
4、当低碳钢试件出现屈服现象时，记录屈服扭矩$T_s$。
5、继续加载，直至试件断裂，记录极限扭矩$T_b$。
6、取下试件，观察其破坏形式。
六、实验结果及分析1、低碳钢试件屈服扭矩$T_s ＝ 45 N·m$极限扭矩$T_b ＝ 68 N·m$计算屈服应力：＄＼tau_s ＝＼frac{T_s}｛W_p} ＝＼frac{45×16}｛＼pi×10^3} ≈ 226 MPa$计算强度极限：＄＼tau_b ＝＼frac{T_b}｛W_p} ＝＼frac{68×16}｛＼pi×10^3} ≈ 358 MPa$低碳钢试件在扭转过程中，首先发生屈服，表现为沿横截面产生明显的塑性变形，形成屈服线。
材料力学性能测试实验报告为了评估材料的力学性能，本实验使用了拉力试验和硬度试验两种常见的力学性能测试方法。
本实验分为三个部分：拉力试验、硬度试验和数据分析。
通过这些试验和分析，我们可以了解材料的延展性、强度和硬度等性能，对材料的机械性质有一个全面的了解。
实验一：拉力试验拉力试验是常见的力学性能测试方法之一，用来评估材料的延展性和强度。
在拉力试验中，我们使用了一个万能材料试验机，将试样夹紧在两个夹具之间，然后施加拉力，直到试样断裂。
试验过程中我们记录了试验机施加的力和试样的伸长量，并绘制了应力-应变曲线。
实验二：硬度试验硬度试验是另一种常见的力学性能测试方法，用来评估材料的硬度。
我们使用了洛氏硬度试验机进行试验。
在实验中，将一个试验头按压在试样表面，然后测量试验头压入试样的深度，来衡量材料的硬度。
我们测得了三个不同位置的硬度，并计算了平均值。
数据分析：根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们可以得到材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
屈服强度是指材料开始塑性变形的应变值，断裂强度是指材料破裂时的最大应变值，延伸率是指试样在断裂前的伸长程度。
根据硬度试验得到的硬度数值，我们可以了解材料的硬度。
结论：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估。
根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们确定了材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
根据硬度试验的结果，我们了解了材料的硬度。
这些数据可以帮助我们判断材料在不同应力下的性能表现，从而对材料的选用和设计提供依据。
总结：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估，并通过应力-应变曲线和硬度数值来分析材料的性能。
通过这些试验和分析，我们对材料的延展性、强度和硬度等性能有了全面的了解。
这些结果对于材料的选用和设计具有重要意义，可以提高材料的应用性能和可靠性。
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。
材料力学实验报告总结在学习材料力学的过程中，实验是不可或缺的重要环节。
通过亲自动手操作实验，我们能够更直观、更深入地理解材料力学的理论知识，并且培养了实践能力和解决问题的思维方式。
以下是对本学期所进行的材料力学实验的总结。
一、实验项目概述本学期我们共进行了多个材料力学实验，包括拉伸实验、压缩实验、扭转实验和弯曲实验等。
这些实验分别针对不同的材料受力情况，旨在探究材料在各种载荷作用下的力学性能和变形规律。
拉伸实验是最基础也是最重要的实验之一。
在这个实验中，我们对金属材料（如钢材）进行了轴向拉伸，测量了材料在拉伸过程中的载荷与变形量，从而得到了材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率等重要力学性能指标。
压缩实验则主要用于研究材料在受压状态下的性能。
通过对材料施加轴向压力，观察其变形和破坏模式，了解材料的抗压能力和稳定性。
扭转实验是对材料进行扭转加载，测量扭矩和扭转角度，以确定材料的抗扭强度和扭转刚度。
弯曲实验则考察了材料在弯曲载荷作用下的应力分布和变形情况。
二、实验设备与仪器为了完成这些实验，我们使用了一系列专业的实验设备和仪器。
拉伸实验中，使用了万能材料试验机。
这台设备能够精确地施加拉伸载荷，并通过传感器测量载荷和变形量。
试验机配备了计算机控制系统，能够实时记录实验数据并生成相应的曲线。
压缩实验同样使用万能材料试验机，但需要配备不同的压头和夹具来适应压缩试验的要求。
扭转实验则使用扭转试验机，它可以精确地施加扭矩，并测量扭转角度。
在弯曲实验中，我们使用了三点弯曲试验机，通过加载点的位置和加载方式来模拟不同的弯曲情况。
此外，还使用了各种量具，如游标卡尺、千分尺等，用于测量材料的尺寸参数。
三、实验步骤与操作要点每个实验都有其特定的步骤和操作要点。
拉伸实验的步骤大致如下：首先，用游标卡尺测量试样的原始尺寸，包括直径或横截面尺寸以及标距长度。
然后，将试样安装在试验机的夹头上，确保试样的轴线与加载方向一致。
启动试验机，以一定的加载速度进行拉伸，同时观察计算机显示屏上的载荷变形曲线。
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。
实验一拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢(Q235)的屈服点σ，强度极限bσ，延伸率δ，断面收缩率ψ。
s2．测定铸铁的强度极限σ。
b3．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F s=22.5kN，最大载荷F b =35kN。
（5）取下试件，观察试件断口:颈缩处最小直径d1 Array低碳钢的拉伸图如图所示2．铸铁的拉伸其方法步骤完全与低碳钢相同。
因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。
在很小的变形下试件就突然断裂（图1-5），只需记录下最大载荷F b =10.8kN 即可。
b σ的计算与低碳钢的计算方法相同。
六、试验结果及数据处理表1-2 试验前试样尺寸表1-3 试验后试样尺寸和形状根据试验记录，计算应力值。
低碳钢屈服极限 MPa 48.28654.78105.2230=⨯==A F s s σ低碳钢强度极限 MPa 63.44554.78103530=⨯==A F b b σ低碳钢断面收缩率 %6454.7827.2854.78%100010=-=⨯-=A A A ψ 低碳钢延伸率 %25100100125%100001=-=⨯-=L L L δ 铸铁强度极限 MPa 53.13754.78108.1030=⨯==A F b b σ七、思考题1．根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。
略2．根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同?答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。
3．低碳钢试样在最大载荷D点不断裂，在载荷下降至E点时反而断裂，为什么？答：低碳钢在载荷下降至E点时反而断裂，是因为此时实际受载截面已经大大减小，实际应力达到材料所能承受的极限，在最大载荷D点实际应力比E点时小。
实验二 压缩实验一、实验目的1． 测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。
2． 观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、实验设备、材料万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。
三、实验方法1． 用游标卡尺量出试件的直径d 和高度h 。
2． 把试件放好，调整试验机，使上压头处于适当的位置，空隙小于10mm 。
3． 运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。
4． 对低碳钢试件应注意观察屈服现象，并记录下屈服载荷F s =22.5kN 。
其越压越扁，压到一定程度（F=40KN ）即可停止试验。
对于铸铁试件，应压到破坏为止，记下最大载荷F b =35kN 。
打印压缩曲线。
5． 取下试件，观察低碳钢试件形状: 鼓状；铸铁试件，沿 55~45方向破坏。
四、试验结果及数据处理表2-1 压缩实验结果材料 直径 mm 屈服载荷 kN 最大载荷 kN 屈服极限 MPa 强度极限 MPa 碳钢 10mm 22KN ------ 280.11MPa ------ 铸铁10mm------60KN------763.94MPaF SF图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线低碳钢压缩屈服点 022*******.11MPa 10/4s s F A πσ=⨯== 铸铁压缩强度极限 0260000763.94MPa 10/4b b F A πσ=⨯== 五、思考题1. 分析铸铁破坏的原因，并与其拉伸作比较。
答：铸铁压缩时的断口与轴线约成 45角，在 45的斜截面上作用着最大的切应力，故其破坏方式是剪断。
铸铁拉伸时，沿横截面破坏，为拉应力过大导致。
2. 放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形，为什么？ 答：支承垫板底部都制作成球形自动对中，便于使试件均匀受力。
3. 为什么铸铁试样被压缩时，破坏面常发生在与轴线大致成 55~45的方向上？ 答：由于内摩擦的作用。
4. 试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同？答：塑性材料在压缩时截面不断增大，承载能力不断增强，但塑性变形过大时不能正常工作，即失效；脆性材料在压缩时，破坏前无明显变化，破坏与沿轴线大致成 55~45的方向发生，为剪断破坏。
5. 低碳钢和铸铁在拉伸与压缩时的力学性质有什么不同？ 答：低碳钢抗拉压能力相同，铸铁抗压能力比抗拉高许多。
实验六纯弯曲梁正应力测定一、实验目的1．测定梁在纯弯曲时横截面上的正应力分布，验证平面假设理论和弯曲正应力公式。
2．学习电测应力实验方法。
二、实验设备1．简支梁及加载装置。
2．电阻应变仪。
3．直尺,游标卡尺。
三、实验原理根据弯曲梁的平面假设沿着梁横截面高度的正应力分布规律应当是直线。
为了验证这一假设，我们在梁的纯弯曲段内粘贴7片电阻应变片：1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#，见指导书中图，由应变仪测出读数即知道沿着梁横面高度的正应力分布规律。
四、实验步骤1．用游标卡尺测量梁的尺寸b和h，用钢尺量梁的支点至力作用点的距离d。
2．将各点的应变片和温度补偿片以半桥的形式接入应变仪。
被测应变片接在AB上，补偿片接在BC上。
仪器操作步骤：1）半桥测量时将D1DD2接线柱用连接片连接起来并旋紧。
2）将标准电阻分别与A、B、C接线柱相连。
3）接通电源开关。
4）按下“基零”键仪表显示“0000”或“－0000”（仪表内部已调好）。
5）按下“测量”键，显示测量值，将测量值调到“0000”或“－0000”。
6）按下“标定”键仪表显示-10000附近值，按照所使用应变片灵敏度K=2.17，调节灵敏度使显示为-9221。
7）将“本机、切换”开关置“切换”状态。
主机的 A、B、C接线柱上的标准电阻去掉，将各被测量应变片一端分别与左上对应的各A（A1~A7）接线柱相连，公共输出端与一B接线柱相连，温度补偿片接在B、C之间。
被测点(应变片号) 6 4 2 1 3 5 7接线端子(通道号) 1 2 3 4 5 6 78） 切换开关, 按次序所有点的平衡都调节在0000或-0000值上。
9） 转动手轮，使梁加载荷，逐点测量、记录应变值。
采用增量法加载，每次0.5kN 。
注意不能超载。
0.5 kN , 初载荷调零； 1.0 kN ， 1.5 kN ，2.0 kN ，2.5 kN ，读出应变值 10）实验结束。
卸载，仪器恢复原状。
五、 数据记录和计算理论计算：IyM =σ 实验计算：ε=σE E=216GPa 表6-1 试样尺寸及数据记录七、思考题1．分析试验误差产生的原因。
答：电阻应变仪本身精度，使用时调零、标定等不准确，载荷显示误差，尺寸测量误差，材料特性误差。
2．比较应变片6#和7#（或应变片4#和5#）的应变值，可得到什么结论？答：应变片6#和7#（或应变片4#和5#）的应变值大小相等，符号相反。
3．本实验中对应变片的栅长有无要求？为什么？答：没有，因为纯弯曲梁，沿轴向截面上弯矩无变化，应力、应变也无变化。
4．实验中弯曲正应力大小是否受材料弹性模量E的影响。
答：实际中弯曲正应力大小不受材料弹性模量E的影响。
但是实验中弯曲正应力大小受材料弹性模量E的影响，因为实验中所得的弯曲正应力是由所测应变和材料弹性模量E 计算得的，若E给出比实际大，则计算应力也比实际的大。
实验七 弯扭组合变形时的应力测定一、 实验目的1．用电测法测定平面应力状态下的主应力大小及其方向，并与理论值进行比较。
2．测定弯扭组合变形杆件中的弯矩和扭矩分别引起的应变，并确定内力分量弯矩和扭矩的实验值。
3．进一步掌握电测法和应变仪的使用。
了解半桥单臂，半桥双臂和全桥的接线方法。
二、 实验仪器1．弯扭组合实验装置。
2．电阻应变仪。
三、 实验原理和方法弯扭组合变形实验装置示，见指导书中图。
Ⅰ-Ⅰ截面为被测位置，取其前、后、上、下的A 、B 、C 、D 为被测的四个点，其应力状态见下左图（截面Ⅰ-Ⅰ的展开图）。
每点处按-450、0、+450方向粘贴一片450的应变花，将截面Ⅰ-Ⅰ展开如下右图所示。
四、 实验内容和方法1．确定主应力大小及方向： 弯扭组合变形薄壁圆管表面上的点处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变后，可算出主应变的大小和方向，再应用广义胡克定律即可求出主应力的大小和方向。
A,B,C,D 点应力状态(a) 截面Ⅰ-ⅠBD AC RR 1R 5 RBDA C RR R iRBD A C R 9R R 1 R 7（d ）扭矩（c ）主应力（b ）弯矩主应力()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--±++-=︒+︒-︒+︒-24502045454522.121211εεεεμεεμμσE主方向 ()()0454*******tan εεεεεεα----=︒-︒+︒-︒+式中：045-ε、0ε、045+ε分别表示与管轴线成045-ε、0ε、045+ε方向的线应变2． 单一内力分量或该内力分量引起的应变测定： (1)弯矩M 及其所引起的应变测定（a ）弯矩引起正应变的测定：用B 、D 两测点轴线方向的应变片组成半桥双臂测量线路， B 、D 两处由于弯矩引起的正应变: 2dsM εε=式中：ds ε为应变仪的读数应变；M ε是由弯矩引起的轴线方向的应变（b ）弯矩试验值的计算：2EWEW M ds M ε=ε= W ——薄壁圆管横截面的抗弯截面模量 (2)扭矩T 及其所引起剪应变的测定：（a ）扭矩引起应变的测定：用A 、C 两测点沿±45°方向的四片应变组成全桥测量线路，可测得扭矩引起的主应变的实验值为：41dsεε=（b ）扭矩T 试验值的计算： ()p ds W ET εμ+=14 W p ——薄壁圆管的抗扭截面模量3．被测截面的内力分量及测点的应力分量的理论计算值： 弯矩理论值：M =FL 扭矩理论值：T =Fb 弯曲正应力理论值： zM FLW W σ== 扭转剪应力理论值： p p T Fb W W τ== 主应力： 222.1)2(2τσσσ+±=主方向： στα22tan 0-=五、实验步骤1.打开弯扭组合实验装置。
