材料力学实验指导书(石油大学)2019

学生实验报告《工程力学》实验指导书学年第学期组长：年级/专业：学号：指导教师：同组成员姓名/学号：实验日期：实验总评成绩：三明学院建筑工程学院制试验一：拉伸试验一、内容和目的1、测定低碳钢的屈服极限s σ、强度极限b σ、延伸率δ和截面收缩率ψ；测定铸铁的强度极限b σ。

2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图（P-△L 图），由此了解试件变形过程中变形随荷载的变化规律，以及有关的破坏现象。

3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。

二、试验设备和量具1、试验设备万能试验机、游标卡尺、小直尺、低碳钢和铸铁标准试件2、标准试件尺寸：1）圆形截面试件长度L 0与截面积A 0的关系：长试件：L 0/d 0=10，以10δ表示； 短试件：L 0/d 0=5，以5δ表示；2）矩形截面试件长度L 0与截面积A 0的关系： 000065.53.11A L A L ==或 其中， L0—初始长度， d0—初始直径， A0—初始截面面积。

试件形状如图5：三、实验原理材料的机械性能指标s σ、b σ、δ、ψ是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图（P-△L 图）如图2所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。

1、弹性阶段—OA2、屈服分阶段—BC3、强化阶段—CD4、颈缩阶段—DE图2 载荷与变形关系的拉伸图（P-△L 图）由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。

当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。

此吁可记录下屈服点Ps 。

当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。

此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。

但是断裂后的残余变形比原来降低了。

这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象知名人士为冷作硬化。

（机械学院、包装与印刷学院）目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验 (2)实验二金属材料的压缩实验 (5)实验三弯曲正应力电测实验 (8)实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验一、实验目的和要求1、 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。

2、 测定低碳钢的弹性模量E 。

3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ；强度极限b σ，伸长率δ和截面收缩率φ4、测定铸铁的强度极限b σ。

5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。

6、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。

二、实验装置和原理实验仪器设备：CMT 微机控制电子万能实验机、电子式引伸计、游标卡尺、拉伸试件。

试件制备：实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成，如图1-1所示。

这样可以避免因试件尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。

图中：d 0为试件直径，L 0为试件的标距，并且短比例试件要求L 0=5d 0。

图 1-1实验原理：试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。

试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。

试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。

低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。

铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。

抗拉强度σb 较低，无明显塑性变形。

与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 。

、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。

图1—2三、实验步骤和数据处理实验步骤：1．测量试件的初始直径d0和初始标距长度l0：在试件标距段的两端和中间三处测量试件直径，每处直径取两个相互垂直方向的平均值，做好记录。

《材料力学与工程力学》《材料力学、工程力学》实验指导书曾豪华编广东技术师范学院机电学院前言材料力学实验是材料力学课程必不可小的重要组成分。

材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上。

它们的正确性还必须由实验来验证。

学生通过实验，用理论解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相验证，以达到巩固理论知识和学会试验方法的双重目的。

本书是根据我系开设的材料力学实验内容和现有的仪器设备情况在原有的工程力学实验指导书的基础上修改编写的，由实验仪器和设备简介、基本实验两部分组成。

该书共有六个基本实验和与之对应的讨论思考题、供学生讨论思考，即要求机类学生必须完成六个基本实验。

其它专业类学生也可根据各自专业的要求和需要选做。

由于时间仓促、加上本人的水平有限，难免有错漏之处，恳请老师和同行们批评指正。

编者2005年3月18日2学生实验须知1.实验前，必须预习实验指导书中相关的内容，了解本次实验目的、要求及注意事项。

2.按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。

3.进入实验室后，不得高声喧哗和擅动仪器设备。

4.保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。

5.实验中，严格遵守操作步骤和注意事项。

实验时，仪器设备发生故障，学生要立即报告指导教师，及时检查，排除故障后，方能继续实验。

6.实验过程中，学生不按仪器操作规程操作、损坏仪器设备者，将按学校《损坏仪器赔偿》规定处理。

7.实验过程中，同学要相互配合，认真测取数据的记录实验数据。

8.实验结束后，应将仪器、工具清理摆正。

不得将实验室的工具、仪器、材料等携带出实验室。

9.实验完毕，实验数据须指导教师认可，盖章后方能离开实验室。

10.有些实验报告只给实验报告纸，实验报告格式由学生自行拟定。

实验报告要求做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

实验报告纸不够用时，可自行增加纸张。

3目录封面 (1)前言 (2)学生实验须知 (3)目录 (4)第一部分：实验仪器和设备的简介 (5)§１－１ＷＥＷ－600B微机液压万能材料试验机 (5)§１－2ＷＥ－30型液压式万能材料试验机 (14)§１－3QY-1型坏铰式引伸仪 (19)§１－4WNJ-500微机控制扭转试验机 (22)§１－5JNSG-14型教学用扭转试验机............................................. . (24)§１－6RXJ-300液晶显示冲击试验机 (29)§１－7电测法的原理与静态电阻应变仪....................................... . (44)第二部分：基本实验 (50)实验一低碳钢、铸铁的位伸和压缩实验 (50)实验二弹性模量E的测定............................................................ . (53)实验三扭转实验..................................................................... . (56)实验四剪切弹弹性模量G的测定...................................................... (57)实验五冲击实验 (60)实验六纯弯曲正应力的电测实验............................................................ . (63)4第一部分：实验仪器和设备的简介§1-1 WEW-600B微机液压万能材料试验机一、概述本机主要用于金属材料的拉伸、压缩、弯曲及剪切等试验，也可用于水泥、混凝土、木材等非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。

力学试验指导书镇江技师学院数字制造系内容提要本书为《材料力学》理论教学的配套教材——材料力学基本实验指导书。

书中主要介绍了低碳钢和铸铁材料的拉伸和压缩实验，金属的冲击实验以及金属的硬度测定实验，包括实验目的、实验设备、实验原理，实验方法与步骤以及思考题等内容。

书中还介绍了有关仪器和设备的使用。

学生实验须知1．实验前必须预习实验指导书中相关的内容，了解本次实验的目的、要求及注意事项。

2．按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。

3．进入实验室后，不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备，损坏仪器要赔偿。

4．保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌面上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。

5．实验时应严格遵守操作步骤和注意事项。

实验中，若遇仪器设备发生故障，应立即向教师报告，及时检查，排除故障后，方能继续实验。

6．实验过程中，若未按操作规程操作仪器，导致仪器损坏者，将按学校有关规定进行处理。

7．实验过程中，同组同学要相互配合，认真测取和记录实验数据；8．实验结束后，将仪器、工具清理摆正。

不得将实验室的工具、仪器、材料等物品携带出实验室。

9．实验完毕，实验数据经教师认可后方能离开实验室。

10．实验报告要求字迹端正、绘图清晰、表格简明、实验结果正确。

1实验一金属的拉伸试验一、实验目的1. 观察拉伸过程中各种力学现象，并绘制其拉伸图；2. 测定低碳钢在拉伸过程中几个主要机械性能：屈服极限σs，抗拉强度σb，延伸率δ和截面收缩率φ；3. 测定铸铁的抗拉强度σb；4. 比较低碳钢与铸铁的机械性能的特点。

二、设备和仪器1. 液压式万能试验机；2. 游标卡尺；3. 锤头；4. 冲头等。

三、实验原理 1、试样于试样的尺寸和形状对试验结果有一定的影响，为使各种材料机械性能的数值能相互比较，对于试样的形状和尺寸采用标准试样。

本实验采用的试样尺寸，形状如图1-1所示，其中直径do=10mm,标距Lo=100mm, 其它h=40mm，D=16mm.1-1拉伸试样尺寸及形状 2、原理材料的力学性能是拉伸破坏试验来确定的。

《材料力学性能》实验教学指导书实验总学时：4实验项目：1.准静态拉伸2. 不同材料的冲击韧性材料科学与工程学院实验中心工程材料及机制基础实验室实验一 准静态拉伸一、实验目的1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

2．测定低碳钢的屈服极限σs ，强度极限σb ，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。

3．测定铸铁的强度极限σb 。

4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。

二、概述静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。

一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。

另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。

静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。

在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度s σ和抗拉强度b σ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。

通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P —Δl 曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。

图1即为低碳钢的拉伸图。

试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。

当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。

这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ，s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ：ss A P =σ 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。

这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。

由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。

材料力学实验指导书与实验报告班级：姓名：学号：土木工程学院2014年4月目录第一章绪论§1—1 材料力学实验的作用§1—2 实验须知§1—3 实验报告的书写第二章基本实验§2—1 钢材拉伸与压缩实验§2—2 弹性模量E和泊松比 测定实验§2—3 纯弯曲正应力实验第一章绪论§1—1 材料力学实验的作用材料力学实验是材料力学课程的组成部分之一，材料的力学性能测定，材料力学的结论和理论公式的验证，都有赖于实验手段。

工程上，有很多实际构件的形状和受载荷情况较为复杂，此时，应力分析在理论上难以解决，也需通过实验手段来解决。

材料力学的发展历史就是理论和实验两者最好的融合。

材料力学实验课的目的是：1．熟悉了解常用机器、仪器的工作原理和使用方法，掌握基本的力学测试技术；2．测定材料的力学性能，观察受力全过程中的变形现象和破坏特征，以加深对建立强度破坏准则的认识；3．验证理论公式，巩固和深刻理解课堂中所学的概念；4．对实验应力分析方法有一个初步的了解。

§1—2 实验须知1．实验前，必须认真预习，了解本次实验的目的、内容、实验步骤和所使用的机器、仪器的基本原理以及对课堂讲授的理论应理解透彻。

2．要按课程表指定的时间进入实验室，完成规定的实验项目，因故不能参加者应取得教师同意后安排补做。

3．在实验室内，应自觉地遵守实验室规则及机器仪器的操作规程，非指定使用之机器、仪器，不能任意乱动。

4．实验时要严肃认真，相互配合，密切注意观察实验现象，记录下全部所需测量的数据．5．按规定日期，携同原始记录，每人交实验报告一份。

字迹要求整齐、清晰，数据书写要求用印刷体，问题回答要独立思考完成，不允许抄袭。

§1—3 实验报告的书写实验报告是实验者最后交出的成果，是实验资料的总结。

实验报告应当包括下列内容：1．实验名称，实验日期，当时的温度，实验者及组员姓名。

实验五 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. 用电测法测定纯弯时梁横截面上的正应变分布规律，并与理论计算结果进行比较。

2. 用电测法测定三点弯梁某一横截面上的正应变分布与最大切应变，并与理论计算结果进行比较。

3．学习电测法的多点测量。

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：本实验所用试件为两种梁：一种为实心中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为h ×b =(50×28)mm 2；另一种为空心中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为h ×b =(50×30)mm 2，壁厚t=2mm 。

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：在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，梁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：图三 纯弯梁受力简图图四 三点弯梁受力简图图一 实验装置图（纯弯曲）图二 实验装置图（三点弯）()()Z ZM y y E I M y y 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） 对于三点弯梁，梁横截面上还存在弯曲切应力：()()S z z F S y I ωτδ⋅=⋅ （3）并且，在梁的中性层上存在最大弯曲切应力，对于实心矩形截面梁：max 32S FA=τ （4）对于空心矩形截面梁：22max [((2)(2)]16Sz F bh b t h t I t=---τ （5） 由于在梁的中性层处，微体受纯剪切受力状态，因此有：maxmax Gτγ=（6）实验时，可根据中性层处045±方向的正应变测得最大切应变：45454545max 22)(εεεεγ-==-=-- （7）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、∆ε’和max γ∆。

材料力学实验指导书黑龙江工程学院2007年3月实验一低碳钢和铸铁的拉伸拉伸实验是检查金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本实验。

一低碳钢的拉伸实验一、实验目的1、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，了解试件变形随荷载的变化规律。

2、测试低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率。

3、了解拉伸实验的原理和方法，掌握万能试验机的操作要领。

二、实验设备、量具及试件实验设备1、液压式万能试验机1.主动针2.从动针3.摆杆架4.描绘筒5.缓冲阀6.测力活塞7.测力油缸8.摆砣9.高压油蹦10.油箱11.丝杆12.放大器13.测力油管14.高压油管15.控制阀16.上横梁17.上夹具18.试件19.下夹具20.动横梁21.试抬22.机座23.工作活塞24.工作油缸25.光杆加力部分（试验机主机）开动电机带动高压油泵工作，通过控制阀将油压入工作油缸，推动活塞带动上横梁及工作台上升，此时如果试件安装在上下夹头中，则试件受拉伸；如果试件安放在工作台及横梁中，则由于工作台上升而使试件受压缩或弯曲。

其工作台及上横梁的上升速度有控制阀掌握，动横梁的位置可由控制台上的按纽来调节。

实验完毕，将控制阀开至卸载位置。

测力部分（即荷载测量机构）工作油通过高压油管与测力油缸相通。

测件受力后，工作油缸的压力传到测力油缸，是测力活塞连杆上移，从而带动摆杆摆砣转动，其转动角度与测力活塞受压成一定比例，并通过机械运动，转换成指针转动，使表盘中指示出试件所受载荷F的数值。

同时，由于工作台的上升，通过放大器带动自动绘图装置而与表盘内齿杆相连的记录笔，也向右移动，从而在记录纸上画出试验过程的“荷载——变形”曲线。

2、电子式万能试验机1.立柱；2.拉伸夹具；3.拉伸试件；4.移动横梁；5.测力传感器；6.压缩夹具；7.弯曲夹具；8.下横梁；9.同步齿形传动带；10.带轮；11.光电编码器；12.伺服电机；13.上横梁；14.滚珠丝杠；15.引伸计；16.手控键盘；17.减速机电子万能试验机是双空间式的，其移动横梁与上横梁之间的空间为拉伸实验空间，移动横梁与下横梁之间的空间为压缩实验空间。

工程力学实验指导书主讲：林植慧机械与汽车工程学院SCHOOL OF MECHANICAL AND AUTOMOTIVE ENGINEERING实验一, 二 低碳钢(Q235钢)、铸铁的轴向拉伸试验一、实验目的与要求1．观察低碳钢(Q235钢)和铸铁在拉伸试验中的各种现象。

2．测绘低碳钢和铸铁试件的载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及应力―应变曲线(σ―ε曲线)。

3．测定低碳钢拉伸时的比例极限P σ，屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ、断面收缩率ψ和铸铁拉伸时的强度极限b σ。

4．测定低碳钢的弹性模量E 。

5．观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。

6．比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的拉伸力学性能。

二、实验设备、仪器和试件1．微机控制电子万能试验机。

2．电子式引伸计。

3．游标卡尺。

4．低碳钢、铸铁拉伸试件。

三、实验原理与方法材料的力学性能主要是指材料在外力作用下，在强度和变形方面表现出来的性质，它是通过实验进行研究的。

低碳钢和铸铁是工程中广泛使用的两种材料，而且它们的力学性质也较典型。

试验采用的圆截面短比例试样按国家标准（GB/T 228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》）制成，标距0l 与直径0d 之比为51000或=d l ，如图1-1所示。

这样可以避免因试样尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。

图中：0d 为试样直径，0l 为试样的标距。

国家标准中还规定了其他形状截面的试样。

图 1-1金属拉伸试验在微机控制电子万能试验机上进行，在实验过程中，与电子万能试验机联机的计算机显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―l ∆曲线)，如图1-2所示。

低碳钢试样的拉伸曲线(图1-2a)分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段及局部变形阶段。

如果在强化阶段卸载，F ―l ∆曲线会从卸载点开始向下绘出平行于初始加载线弹性阶段直线的一条斜直线，表明它服从弹性规律。

材料力学实验指导书班级________________学号________________姓名________________南京农业大学工学院机械设计教研室二○○六年八月目录引言 (2)第一章拉伸和压缩实验§1—1 电子万能试验机 (5)§1—2 拉伸实验 (9)§1—3 压缩实验 (13)第二章扭转实验§2—1 扭转试验机 (14)§2—2 剪切弹性模量G的测定 (16)§2—3 扭转破坏实验 (18)第三章弯曲实验§3—1 测试设备和仪器 (21)§3—2 纯弯曲梁正应力的测定 (23)引言一、材料力学实验的重要性材料力学是研究工程实际问题中构件的强度、刚度和稳定性的学科。

其研究方法一般是先进行实验，然后根据实验中的现象，做出一些假设并加以简化。

最后再进行理论分析，得出公式和结论。

但所推导出的一般性公式是否正确，还要用实验验证。

所以，材料力学实验是材料力学中不可缺少的一部分。

不仅是建立理论的基础，也是检验理论的重要方法。

通过实验课，还可以进一步巩固、加深理解书本中的基本理论知识。

二、材料力学实验的内容1．测定材料机械性质的实验在构件设计中，要合理地选择材料，必须知道各种材料的机械性能指标(如弹性模量、强度极限等)。

要得到这些数据，只有依靠实验，如拉伸、压缩等。

2．验证理论的实验材料力学中的一些公式都是将实际问题抽象为理想模型，提出假设来推导的。

而事实上，材料的性质往往很复杂，必须通过实验来验证理论公式和实际情况符合程度，如纯弯曲梁正应力的测定，压杆稳定等均属于这类实验。

3．应力分析的实验工程上很多实际构件的形状的受载情况比较复杂，当构件内部的应力大小及分布情况单纯依靠理论计算难以解决时，可以用实验方法进行测定，其主要有电测法、光测法等。

三、材料力学实验的要求1．做好实验课前的预习及准备工作通过预习，明确实验目的、原理和步骤，设计记录表格，作为原始记录数据用。

材料力学性能指导书金属材料工程Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998材料力学性能实验指导书（金属材料工程专业）张学萍刘志远沈阳理工大学二零一二年三月目录实验一硬度实验......................................................................... (3)实验二材料力学性能综合实验 (17)前言《材料力学性能》这门课的实验是该课的重要组成部分，是该理论课的基础，正确地掌握实验的理论和方法，对提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力有重要意义。

编写本实验指导书，是根据《材料力学性能》教学大纲及教材的有关内容、又根据我院设备、仪器实际情况编写的，这样，与教材的内容相一致，便于安排实验教学。

本实验指导书将部分单项实验改为综合实验，材料力学性能综合实验不仅使学生建立完整的知识体系，还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力。

本实验指导书适用于：材料成型及控制工程专业编者2012年3月实验一硬度实验一.实验目的1.掌握洛氏、布氏硬度的基本原理及测试方法。

2.根据材料的性质正确选择硬度计类型及压入条件。

3.熟悉各种硬度值之间的换算。

二、实验内容用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度；用布氏硬度计测定45刚退火后的硬度；观察维氏硬度计的操作方法（选做）。

三、概述硬度试验操作简便，对工件损伤小，可在零件上直接测试，故在生产实践中应用很普遍。

硬度所表征的不是一个确定的物理量，它是衡量材料软硬程度的一种性能指标。

硬度值的意义随试验方法而不同。

硬度试验基本上可分为压入法和刻划法。

对于以压入法进行的硬度试验，其硬度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力，洛氏、布氏和维氏硬度都属于压入法硬度试验。

（一）洛氏硬度试验法。

1.洛氏硬度是以压痕的深度来表示材料的硬度值。

图1-1为洛氏硬度试验原理图。

测试洛氏硬度时，用规定的压头，先后施加两个负荷：预负荷F0和主负荷F1。

材料力学实验报告LSXYNEW材料力学实验报告实验报告专业:专业:土木工程班级:班级:同组成员:同组成员:实验老师:实验老师:实验时间:实验时间:实验一：验一：一、实验目的拉伸实验二、实验设备三、实验数据记录及处理1.低碳钢试件实验数据记录及处理（1）试件数据记录及处理实验前初始标距l0(mm)上初始直径d0(mm)中下初始截面面积A0（mm2）断口处截面面积A0（mm2）最小直径d1(mm)实验后断裂后标距l1(mm)（2）相关力学指标记录及处理屈服荷载极限荷载屈服极限PS=Pb=NNσS=σb=PS=A0Pb=A0MPa强度极限MPa延伸率δ=ψ=l1?l0×100%=l0A0?A1×100%=A0截面收缩率（3）荷载变形曲线图2.铸铁试件实验数据记录及处理（1）试件数据记录及处理实验前直径d0(mm)实验后断裂后直径d1(mm)（2）相关力学指标记录及处理最大荷载强度极限Pb=Nσb=Pb=A0MPa（3）荷载变形曲线图实验二：实验二：一、实验目的压缩实验二、实验设备三、实验数据记录及处理1．数据记录及处理（1）试件数据记录及处理试件高度h(mm)截面直径d0(mm)截面面积A0(mm2)(2)相关力学指标记录及处理低碳钢试件的屈服荷载铸铁试件的最大荷载低碳钢的屈服极限PS=Pb=NN低碳钢试件铸铁试件σS=σb=PS=A0Pb=A0MPa铸铁的强度极限MPa（3）分别绘制低碳钢、铸铁两种材料的荷载变形曲线图2.分析低碳钢、铸铁两种材料破坏原因，并与拉伸试验作一对比。

实验三实验三：一、实验目的扭转实验扭转实验二、设备及仪器三、实验数据记录及处理实验数据记录及处理1.实验数据记录及处理最小直径d0/mm抗扭截面模量WP/mm3剪切剪切屈服破坏屈强度扭矩扭矩服极极限限Ts/NmTb/Nmτb/MPaτs/MPa破坏的力学原因材料断口形状低碳钢铸铁2.描述两种材料的断口形式，分析破坏原因。

《材料力学》实验指导书适用专业：建筑工程技术实验项目一：低碳钢的拉伸实验一、实验目的1、了解微机控制万能材料试验机的工作原理，演示试验机的基本操作方法；2、测定低碳钢的抗拉强度σb 、屈服强度σS 、伸长率δ及截面收缩率ψ；3、观察低碳钢在拉伸过程中的现象和试样的破坏特征，分析断口破坏原因，绘制拉伸曲 线图及断口示意图。

二、实验设备万能材料试验机、游标卡尺、直尺。

三、实验原理根据国标GB228-99的试件形状如图1-1所示，图中L 0所说试件的变形就是指这一段的变形。

L c 两端是试验机夹持的部分。

试件在拉伸时，其尺寸、较，必须按国家标准GB6397-99分为比例和定标距两种试样，表1-1L=11.3A （长试件）或5.65A （短试件）。

将低碳钢试件置于试验机中拉伸，其拉伸图如图1-2所示:A 点以前，杆件仅有弹性变形，且P 和L 成线性关系，即遵守虎克定律：试件断裂后，用游标卡尺量得标距间长度L1和试件收缩处面积A1,则可得试件的塑性性能：δ＝010 L LL-×100% （1-3）ψ＝010 A AA-×100% （1-4）四、实验步骤1、试件准备1）在试件中段取标距L=10d(100mm)（低碳钢试件），用试样划线机将其划分为１０等份。

2）在试件标距范围内用游标卡尺测量中间和两端三处直径，每处在互相垂直的两个方向上个测量直径一次，选取平均直径最小的一组作为计算截面面积用。

3）根据P MAX=σb·A，估计拉断试件所需要的最大载荷。

2、试验机的准备1）学习试验机的操作规程2）根据估算的最大载荷选用相应的测力度盘和摆锤，开机将试验机上工作台上升10mm左右，把试件安装在试验机的上夹头上，调整指针对零点。

3）移动下工作台，安装好试件（注意，如果试件被夹紧后，对于30吨以上的试验机，不可再按动下工作台的上升或下降按钮，否则回烧坏下工作台的控制电机）。

4）安装好自动绘图装置。

实验二拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限ζs，强度极限ζb，延伸率δ和截面收缩ψ2．测定铸铁的强度极限ζb。

3．观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中所出现的各种变形现象。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况，分析其破坏原因，二、试件低碳钢和铸铁均采用圆形截面试件，中间直径小，两端直径大，以便安装，如下图所示。

为了试验数据具有可比性，国家对试件尺寸作了统一规定，即采用标准试件。

金属材料拉伸试件的尺寸为：d＝10mm，Ｌ=10d或Ｌ＝5d。

其中Ｌ是标距长度，d为试件直径。

三、实验设备和仪表1．液压万能试验机2、游标卡尺四、实验原理和方法拉伸实验时，利用试验机自动绘图装置可绘出试件的拉伸曲线，即P－△Ｌ曲线，它能形象地反映材料的变形特点以及各阶段受力和变形的关系，由此来判断材料弹性与塑性性能及承载能力。

但是P－△Ｌ曲线的定量关系不仅取决于材质，而且受试件几何尺寸的影响，为了消除这个影响，把载荷除以试件原始横截面面积A。

；把变形△Ｌ除以原始标距长度Ｌ。

，转换后得到ζ—ε曲线，用来表征材料的属性。

对低碳钢材料，实验过程分为四个阶段，如图示。

1、弹性阶段实验初，随载荷缓慢增加，测力指针匀速移动，试件变形很小，曲线呈现一段斜直线，这个阶段的变形与载荷成线性关系，在此范围内卸载，曲线与原直线重合，试件没有残余变形，只有弹性变形。

2、屈服阶段继续增加载荷，当指针无规则上下波动时，用初始瞬时效应之后的最小载荷，作为材料的屈服载荷、此阶段曲线呈锯齿形，而变形速度加快。

这表明材料暂时丧失抵抗变形的能力，是材料进入塑性的标志。

如果试件表面光洁度较高，可以清楚地看到表面有大约45°方向的滑移线。

3、强化阶段屈服阶段结束后，随着拉力的增加，伸长变形也随之加大，拉伸曲线继续上升。

这表明材料的晶粒结构又有了变化，恢复了对变形的抵抗能力。

如果在这一阶段卸载到零，则在图中得到一条卸载曲线，它与弹性阶段的直线基本平行，试件存在着残余变形。

材料力学拉伸试验指导书及报告书材料力学试验指导书及报告书专业:年级:组别:姓名:试验一:拉伸试验一、内容和目的1、测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和截面收缩率ψ;测定铸铁的强度极限σb。

2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P-?L图)，由此了解试件变形过程中变形随荷载的变化规律，以及有关的破坏现象。

3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。

二、试验设备和量具1、试验设备万能试验机、游标卡尺、小直尺、低碳钢和铸铁标准试件2、标准试件尺寸:1)圆形截面试件长度L0与截面积A0的关系:长试件:L0/d0=10，以δ10表示;短试件:L0/d0=5，以δ5表示;2)矩形截面试件长度L0与截面积A0的关系: L0=11.3A0或L0=5.65A0其中， L0—初始长度， d0—初始直径， A0—初始截面面积。

试件形状如图5:三、实验原理材料的机械性能指标σs、σb、δ、ψ是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图(P-?L图)如图2所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。

1、弹性阶段—OA2、屈服分阶段—BC3、强化阶段—CD4、颈缩阶段—DE图2 载荷与变形关系的拉伸图(P-?L图)由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。

当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。

此吁可记录下屈服点Ps。

当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。

此阶段:强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。

但是断裂后的残余变形比原来降低了。

这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象知名人士为冷作硬化。

当荷载达到最大值Pb后，试样的某一部位载面开始急剧缩小致使载荷下降。