材料的力学实验报告
材料的力学实验报告一 目 录
一 、 拉 伸 实
验
2二、压缩实
验
4三、拉压弹性模量 E 测定实
验
6四、 低碳钢剪切弹性模量 G测定实
验 8五、扭转
破坏实
验
? 10 六、 纯弯曲梁正应力实
验
12 七、 弯扭组合变形时的主应力测定实
验 15八、 压杆稳
定实
验
18
一、拉伸实验报告标准答案 实验结果及数据处理： 例:（ 一） 低碳钢试件
强度指标 :
Ps= KN屈服应力 z s= Ps/A MPaP b = KN
强度极限 Z b= Pb /A MPa塑性指标：
L1-LAA1
伸长率 100% %面积收缩率 100% %
LA
低碳钢拉伸图
铸铁试件
强度指标 ：
最大载荷 Pb = KN
强度极限 z b= Pb / A = ___ M Pa
问题讨论：
1、 为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件 , 材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同答 ： 拉伸实验中延伸率的大小与材料有关 , 同时与试件 的标距长度有关 . 试件局部变形较大的断口部分 , 在不同长 度的标距中所占比例也不同 . 因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件 , 这样其有关性质 才具可比性 .
材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同 的 （ 横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外 ）.2、 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征 答: 试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性 ,低碳钢延伸率大表现为塑性 ;低碳钢具有屈服现象 , 铸铁无 .低碳钢断 口为直径缩小的杯锥状 , 且有 450 的剪切唇，断口组织为暗 灰色纤维状组织。
铸铁断口为横断面， 为闪光的结晶状组织。二、压缩实验报告标准答案 实验数据记录及处理： 例： （一）试验记录及计算结果 问题讨论：1、分析铸铁试件压缩破坏的原因 . 答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成 45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先 于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。
2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同结构工程 中怎样合理使用这两类不同性质的材料答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限 相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变； 铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。
压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于 抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗 压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。
三、拉压弹性模量 E 测定试验报告 实验数据记录及处理： 碳钢试件尺寸
计算长度 L =__100___mm 直 径 d =__10___mm 截面面积 A = mm2平均(△ A1)=平均(△ A2)=
(1)(A2)
=左右两表读数差平均值：(A)
2
平均伸长增量(△ L)= mm
碳钢弹性模量 E
PL
MPa
(LA)
问题讨论：
1 、 试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响为什么 答： 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状 无关。2、 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终 值所求出的弹性模量是否相同为什么必须用逐级加载的方 法测弹性模量答 : 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最 终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的 弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性 状态，以保证实验结果的可靠性。四、低碳钢剪切弹性模量 G 测定实验报告标准答案 实验数据记录及处理： （ 一） 试验数据及计算结果 MnL032MnL0G4
IPd
材料的力学实验报告二 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，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
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。
调整试验机，使下夹头处于适 当的位置，把试件夹好。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。
。
打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载 荷Fs=,最大载荷Fb =35kN。取下试件，观察试件断口 ：颈 缩处最小直径 d1 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，只需 记录下最大载荷Fb=即可。b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
低碳钢强度极限 低碳钢断面收缩率
100%64%
低碳钢延伸率
L1L0125100
100%25% L0100
铸铁强度极
限
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Fs=。其越压越扁，压到一定程度即可停止试验。 对于
铸铁试件，应压到破坏为止，记下最大载荷
Fb =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 45~55 方向破坏。
F图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线
四、试验结果及数据处理 表 2-1 压缩实验结果
低碳钢压缩屈服点 s 铸铁压缩强度极限 b
2
A010/4
A0102/4
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。为什么铸铁试样被压缩时，破坏面常发生在与轴线 大致成 45~55 的方向上？ 答：由于内摩擦的作用。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 45~55 的 方向发生，为剪断破坏。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。
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