《材料力学、工程力学》

实 验 报 告

     课程名称：

班    级：

姓    名：

学    号：

实验指导老师：

目      录

1. 实验一：低碳钢和铸铁的拉伸和压缩………………………………….1

2. 实验二：低碳钢拉伸弹性模量E的测定……………………………….6

3. 实验三：低碳钢和铸铁的扭转………………………………………….9

4. 实验四：扭转弹性模量G的测定……………………………………….11

5. 实验五：低碳钢和中碳钢的冲击………………………………………13

6. 实验六：纯弯曲正应力的电测………………………………………….14

实验一：低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验

班级：          姓名：         组别：         实验日期：

一、实验目的：

1. 了解万能试验机的构造原理及操作过程。

2. 掌握拉伸压缩试验的方法。

3. 观察低碳钢、铸铁在拉伸在压缩时的变形及破坏现象。

4. 测定低碳钢的强度和塑性指示：屈服极限σs，强度极限σ_b，延伸率δ和断面收缩率ψ。

5.测定铸铁在拉伸和压缩时的强度σb。

二、实验设备和量具：

1.  试验机型号和名称：WEW-600B微机控制液压式万能材料试验机，吨位：60吨。                    

2. 量具名称：0～125/0.02游标卡尺。

三、实验数据的记录：

1.  试件的测量及分析

拉伸试件：

   压缩试件：

2.P_s、P_b的记录：

3、低碳钢试件断裂后的尺寸记录：

4、铸铁压缩后的形状：

四、计算和实验结果：

1.  计算结果：

2. 拉伸和压缩曲线图：

注：用新WEW-600B微机控制液压式万能材料试验机做此项实验可直接从计算机中打印出相应的实验报告。

五、讨论思考题：

1.低碳钢在屈服时有何现象？当材料无明显的屈服现象时用什么应力作为屈服极限？

2.铸铁试件在压缩后，为什么会变成鼓形？

3.从实验试件的破坏形式说明拉伸和压缩破坏分别是由什么应力引起的？

4.通过拉伸和压缩实验，说明材料的上述两种破坏形式和低碳钢、铸铁这两类材料的机械性能和特点。

5.你对这次实验有何认识、意见和建议？

实验二、拉伸弹性模量E的测定

班级：          姓名：         组别：         实验日期：

一、实验目的：

1. 验证虎克定律，测定低碳钢的拉伸弹性模量E；

2. 了解球铰式引伸仪的构造原理和使用方法。

二、实验设备和量具：

1.实验台名称： CEG-4K型测E试验台，  试件材料： Q235。         

  直径d＝8 mm, 标距L＝100mm,    载荷增量△P＝1000N。

（注：初载砝码P₀＝16N，每次加砝码重量为25N；采用1：40的杠杆比。）

2.引伸仪名称和型号：QY-1型球铰式引伸仪， 标距L₀＝100mm。

3.量具名称及型号：0～1/0.001千分表1个，0～125mm/0.02游标卡尺1把。

三、实验记录及计算结果：

1.  试件尺寸：

2.  实验数据：

试件伸长增量δ（△L）i＝引伸仪读数差△N_i/引伸仪放大倍数K。

3.  计算结果：

弹性模量Ei＝△PiL₀/δ(△L)IF

弹性模量平均值E＝Σei/4＝

四、P—△L图：

五、讨论思考题：

1.      .增量加载法和一次性加载到终值的方法所求得的弹性模量是否相同？为什么要采用增量加载法？

2.  测定拉伸弹性模量时，是否需要采用比例试件？为什么？

3. 施加初载荷的作用是什么？

4.      分析该实验过程中有可能存在的各种误差因素。

5.      你对这次实验有何认识、意见和建议？

实验三、低碳钢和铸铁的扭转实验

  班级：        姓名：          组别：         实验日期：

一、实验目的：

1. 测定低碳钢屈服时的扭矩T_S，断裂时的最大扭矩T_b。

2. 测定铸铁断裂时的最大扭矩T_b。

3. 观察低碳钢和铸铁的扭转破坏现象。

二、实验设备及量具：

1.  JNSG-144型教学用扭转试验机。

2.  游标卡尺。

三、实验数据记录：

四、实验结果：

五、T_b—Φ图：

六、  讨论思考题：

1.根据低碳钢和铸铁的拉伸、压缩、扭转实验结果，说明塑性材料和脆性材料的力学性能有何不同？

2.铸铁试件在压缩和扭转破坏时，其断口上方位都与轴线大致成45⁰角，其破坏原因是否相同？

3. 你对这次实验有何认识、意见和建议？

实验四、扭转剪切拉伸弹性模量G的测定

  班级：        姓名：          组别：         实验日期：

一、实验目的：

1.测定低碳钢材料的剪切弹性模量G。

2.验证材料受扭时在比例极限内的剪切虎克定律。

二、实验设备及量具：

1.实验仪器名称：NY—4型扭转测G仪。

试件材料：45＃钢。直径d＝10 mm,标距L₀＝100mm。

扭矩增量△T＝（5×200）N·mm＝1000N·mm，初扭矩T₀＝1.3×200＝260N·mm。

（注：初载砝码托重为1.3 N，每个砝码重为5 N ；试验仪的力臂长度为200 mm。）

2.  量具名称：0～5/0.01mm百分表，放大倍数K＝100。

三、实验记录及计算结果：

1.实验数据的记录：

1.计算：

1）. △N平均＝Σ△Ni/4；

2）.扭转角增量△Φ＝△N平均/Kb；

(其中：b—是百分表触点离试件轴线的距离，b＝100mm。)

3）.试件横截面对中心的极惯性矩Ip＝∏d₀⁴ /32＝3.1416×10⁴/32＝981.75 mm⁴。

4）.材料的剪切弹性模量：G=△TLe/△ФIp。

（其中：L_e为标矩，单位为mm；G、I_P、△T、△φ的单位分别为Mp_a、mm⁴、N·mm、rad。）

四、实验讨论思考题：

1.为什么采用分级加载方法？ 其应用条件是什么?

2.有哪些测量误差会造成G值的误差?

3. 你对这次实验有何认识、意见和建议？

                      

实验五、冲击破坏实验

班级：        姓名：          组别：         实验日期：

一、实验目的：

测定低碳钢、中碳钢和铸铁的冲击韧度，观察、比较它们的破坏情况和断口特征。

二、实验设备和仪器：

RXJ—300型液晶显示摆锤式冲击试验机。

三、实验数据记录：

五、讨论思考题：

1. 分析比较中和低碳钢的冲击韧性，从冲击韧性的差别来比较塑性材料、韧性材料的性能。（注：脆性材料断裂时，其断口没有明显的塑性变形，断口的外表轮廓平齐，断面有金属光泽，呈晶状或瓷状。韧性材料断裂时，其断口有明显的塑性变形，断口的外表轮廓有厚的突出边缘，断口呈灰暗色的纤维状。）

3.  你对这次实验有何认识、意见和建议？

实验六、纯弯曲正应力的电测实验

班级：        姓名：          组别：         实验日期：

一、实验目的：

1.  用电测法测定梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及分布规律，

验证：弯曲正力公式σ=MY/I_Z。

2.  通过实验了解电测法的基本原理及方法。

二、实验设备和仪器：

1.  实验台名称：WSG-80型纯弯曲正应力试验台，试件材料：45＃钢。

   弹性模量E＝208×10⁹Pa＝208Gpa。

主梁跨度：L＝600mm， 副梁跨度L₁＝200mm，a＝200mm；高度h＝28mm， 厚度b＝10mm； 载荷增量△P＝200N。（砝码分四级加载，每个砝码重10N ，采用1：20的杠杆比放大。）

2.  电阻应变仪名称及型号：YJ-25型静态电阻应变仪。

预调平衡箱名称及型号：P20R-25型预调平衡箱。

3.  电阻应变片型号：BA120-4AA（11）。  电阻应变片电阻值R＝119.8±0.1 Ω。

电阻应变片灵敏度系数K＝2.16±1％。

注：现在普遍采用传感器来做，因为电阻应变片已相对落后，而且误差比较大。

三、试件尺寸：

四、理论计算：

载荷增量△P＝200N，  截面惯性矩I_Z＝bh³/12＝10×28³/12＝10×21952          mm⁴/12＝219520/12＝18293.3333 mm⁴。

五、实验记录及计算结果：△P＝200N（每个砝码重10N，采用1：20的杠杆比）

注：△εj＝ε_j-ε_j-1，     1με（1微应变）＝10^-6ε（应变）。

六、实验值与理论值比较：

误差率＝︳△σ理论－△σ实验 /△σ理论 ︳×100 %。

七、应力分布图：（实验值画实线，理论值画虚线）

八、实验讨论思考题：

1.试分析影响实验结果准确性的主要因素；

2.在中性层上理论计算应变值应该等于零，而实际测量上往往不一定是零，这是为 什么？

3.用几何尺寸相同而材料不同的试件进行试验时，在相同的载荷增量下，同一点处测量出来的应变值是否一致？同一点处的弯曲正应力是否一致？

4. 你对这次实验有何认识、意见和建议？

 

第二篇：力学性能实验报告20xx-06

实验报告

材料科学与工程学院

实验课程

班 级

姓 名

学 号

成 绩

实验日期

实验报告的书写要求

一、实验报告内容真实准确，坚决杜绝照教材或他人抄袭。

二、文字简练通顺，表达清楚，书写整洁清晰；

三、 绘图要求使用2H（或3H）及HB铅笔。图结构合理，比例正确，

注明图名、横纵坐标，单位等，图面要清晰整洁。

四、对实验结果进行实事求是，符合逻辑的分析推理，对实验中出

现“异常”结果要进行分析研究，还可对操作及实验结果中的难点和关键问题进行讨论。

1

实验四：金属磨损实验

一、实验内容

1、了解磨损试验机的结构原理及和操作方法。

2、了解磨损量的测量方法。

二、实验目的及要求

三、实验仪器设备、仪器和试样：

四、实验实施步骤：

五、思考题

1、说明本次磨损试验机的型号。

2、本次实验采用的试样种类和磨损量的称量方法是什么？ 2

实验五：金属材料冲击性能测定

一、实验内容

1、测定材料常温下的冲击吸收功AK。

2、分析断口形貌，确定材料的韧脆性。

二、实验目的及要求

三、实验仪器设备及试样：

四、实验实施步骤：

五、实验记录

表1 一次摆锤冲击实验数据记录表

3

六、思考题 1、在试验条件、材料成分及状态相同的情况下，选用 U型缺口试样和V型缺口试样所测得的冲击吸收功有何不同？并说明其原因。

2、对脆性材料来讲，其冲击试样一般不开缺口，你认为是什么原因？

3、冲击实验时，试样摆放要“对中” ，这是为什么？

4

实验六：金属材料疲劳性能测定

一、实验内容

1、了解旋转弯曲疲劳试验机的结构、操作过程。

2、了解旋转弯曲疲劳试验的基本原理和试验过程。

二、实验目的及要求

三、实验仪器设备、仪器和试样：

四、实验实施步骤：

5

五、思考题

1、说明本次实验所用试验机的型号。

2、说明实验过程中应注意的事项。

6

实验七：材料硬度测定

一、实验内容

1、金属布氏硬度实验。

2、金属洛氏硬度实验。

3、金属维氏硬度和显微维氏硬度实验。

二、实验目的及要求

三、实验仪器设备：

四、 实验实施步骤：

（一）金属布氏硬度实验

1、实验规范的选择

1）压头材料与直径的选择

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2）F/D2、试验力F及试验力的选择

3）试验力保持时间t的选择

2、布氏硬度实验过程

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（二）金属洛氏硬度实验

1、金属洛氏硬度试验原理

2、金属洛氏硬度实验过程

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（三）金属维氏硬度实验

1、金属维氏硬度试验原理及方法

1）试验方法及试验力的选择

2）试验力保持时间的选择

2、金属维氏硬度实验过程

1）试验前的准备工作

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2）维氏硬度实验过程

3）显微维氏硬度试样过程

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（四）硬度实验记录

表1 布氏硬度实验记录

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表2 洛氏硬度实验记录

表3 维氏硬度实验记录

表4 显微维氏硬度实验记录

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五、思考题

1、三种硬度试验方法的测量原理有何不同？

2、三种硬度试验方法的应用范围分别是什么？

3、如何表示硬度数值？

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