材料力学实验报告

实验一   拉伸实验

一、    实验目的

1.测定低碳钢(Q235)的屈服点,强度极限,延伸率,断面收缩率

2.测定铸铁的强度极限

3.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Fs=22.5kN,最大载荷Fb =35kN。

(5)取下试件,观察试件断口: 凸凹状,即韧性杯状断口。测量拉断后的标距长L1,颈缩处最小直径d1。并将测量结果填入表1-3。

低碳钢的拉伸图如图所示

图1-4 低碳钢拉伸曲线

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Fb=10.8kN即可。 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  

低碳钢延伸率      

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。

 

第二篇:材料力学实验报告答案

材料力学实验报告

评分标准

拉伸实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定低碳钢的强度指标(σs、σb)和塑性指标(δ、ψ)。

2. 测定铸铁的强度极限σb。

3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P-ΔL曲线)。

4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。

二、实验设备(1分)

机器型号名称电子万能试验机                                     

测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm                        

三、实验数据  (2分)

四、实验结果处理  (4分)

           =300MPa 左右

             =420MPa 左右

   =20~30%左右

   =60~75%左右

五、回答下列问题(2分,每题0.5分)

1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。

2、画出拉伸曲线图。

3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。

低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没有明显的这四个阶段。

4、材料和直径相同而长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么?

相同

延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺寸无关。

压缩实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb

2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因。

二、实验设备1分)

机器型号名称电子万能试验机                           (0.5分)

测量尺寸的量具名称  游标卡尺  精度0.02 mm           (0.5分)

三、实验数据(1分)

四、实验结果处理  2分)

  =740MPa左右

五、回答下列思考题(3分)

1.画出(两种材料)实验前后的试件形状。

2. 绘出两种材料的压缩曲线。

3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫?

当试件的两端稍有不平行时,利用试验机上的球形承垫自动调节,可保证压力通过试件的轴线。

4. 对压缩试件的尺寸有何要求?为什么?

试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度比实际偏高。试件越短,影响越明显。

若试件过长,容易产生失稳现象。

5. 铸铁的压缩破坏形式说明了什么?

铸铁的抗剪能力低于抗压能力。

测定弹性模量实验报告

一、实验目的1分)

1. 测定常用金属材料的弹性模量E

二、实验设备1分)

机器型号名称电子万能试验机

测量尺寸的量具名称  游标卡尺   精度  0.02 mm

引伸计标距50 mm

三、实验数据2分)

四、实验结果处理(3分)

(约200Gpa)

五、画出曲线图1分)

六、讨论题  2分)

1. 试件尺寸和形式对测定E有无影响?

无影响

弹性模量E是只与材料有关的量,与其他量无关。

2. 影响实验结果的因素是什么?为何要用等量增载法进行实验?

扭转实验报告

一、实验目的(1分)

1. 观察低碳钢和铸铁的变形现象及破坏形式。

2. 测定低碳钢的剪切屈服极限和剪切强度极限

3. 测定铸铁的剪切强度极限

二、实验设备1分)

机器型号名称电子扭转试验机     选择量程:钢    Nm    精度    Nm

铸铁     Nm    精度    Nm

测直径量具名称游标卡尺   精度0.02 mm

三、实验数据和计算结果6分)

四、回答下列问题(2分)

1. 画出低碳钢和铸铁试件实验前、后的图形。

2. 绘制铸铁和低碳钢两种材料的曲线图。

3. 低碳钢和铸铁材料扭转破坏断口有何不同?为什么?

低碳钢材料在横截面发生剪断破坏,铸铁在与轴线成450螺旋面发生拉断破坏。

低碳钢的抗剪能力小于抗拉和抗压能力。铸铁的抗拉能力小于抗剪能力和抗压能力。

4. 分析比较塑性材料和脆性材料在拉伸、压缩及扭转时的变形情况和破坏特点,并归纳这两种材料的机械性能。

变形情况和破坏特点略。

低碳钢的抗剪能力小于抗拉压能力,延伸率和断面收缩率大。

铸铁的抗拉能力小于抗剪能力,抗剪能力小于抗压能力。

纯弯曲梁正应力实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律。

2. 验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

3. 掌握电测法的基本原理

二、实验设备(1分)

静态电阻应变仪型号名称CM-1A-20静态竖直电阻应变仪

实验装置或万能试验机的型号名称纯弯曲梁实验装置

量具的名称  游标卡尺     精度  0.02  mm

三、实验数据(5分)

梁试件的截面尺寸 40 20(mm)

支座与力作用点的距离 150(mm)

弹性模量 210000  MPa

各点到中性层的位置:                                   

四、应力分布图(1分)

 

                                                  误差允许范围内应服从线性分布

五、回答下列思考题(2分)

1. 为什么要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上?

削去测量过程中温度对构件变形的影响。

2. 影响实验结果的主要因素是什么?

(1)      调零

(2)      准确加载

(3)      应变片位置是否准确

(4)      读书是否精确

3. 弯曲正应力的大小是否会受材料弹性模量的影响?

  不受弹性模量的影响

 与弹性模量无关

主应力的测定报告

一、实验目的(1分)

1. 测定薄壁圆筒表面上一点的主应力。

2. 测定簿壁圆筒所受的弯矩和扭矩。

3. 掌握电阻应变花的使用。

二、实验设备(1分)

弯扭组合实验装置的型号名称弯扭组合实验装置  

静态电阻应变仪的型号名称  CM-1A-20静态竖直电阻应变仪 

量具的名称 游标卡尺     精度 0.02  mm

三、实验数据 (1)

构件材料:铝合金

弹性模量=  70  GPa        或71  GPa
泊松比=   0.33                    =   0.33   

构件尺寸:外径=  40 mm   内径=  34  mm

构件抗弯截面模量3 (cm)3

构件抗扭截面模量6(cm)3

臂长=  20  cm

自由端端部到测点的距离=30 cm

四、计算AB点实测主应力和主方向(2分)

A:

  

B:        

五、计算AB点的理论主应力和主方向(2分)

A

B:

 

六、计算MT2分)

   

七、回答下列思考题(1分)

1. 试求实测主应力、主方向与理论主应力、主方向的误差。引起误差的因素有哪些?

 应变片粘贴位置、人为读数影响。

2. 在弯扭组合变形下怎样改变贴片方案,才能简便测出扭矩?

中性层45度方向贴一应变片,间接测出扭矩

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