材料力学实验参考

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1、实验一、测定金属材料拉伸时的力学性能一、实验目的1、测定低碳钢的屈服极限，强度极限，延伸率和面积收缩率。2、测定铸铁的强度极限。3、观察拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（曲线）。二、仪器设备1、液压式万能试验机。2、游标卡尺。三、实验原理简要材料的力学性质、、和是由拉伸破坏试验来确定的。试验时，利用试验机自动绘出低碳钢拉伸图和铸铁拉伸图。对于低碳材料，确定屈服载荷时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。测力回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷，继续加载，测得最大载荷。试件在达到最大载荷前，伸长变形在标距范围内均匀分布。从最大载荷开始，产生局部

2、伸长和颈缩。颈缩出现后，截面面积迅速减小，继续拉伸所需的载荷也变小了，直至断裂。铸铁试件在极小变形时，就达到最大载荷，而突然发生断裂。没有流动和颈缩现象，其强度极限远低于碳钢的强度极限。四、实验过程和步骤1、用游标卡尺在试件的标距范围内测量三个截面的直径，取其平均值，填入记录表内。取三处中最小值作为计算试件横截面积的直径。2、按要求装夹试样（先选其中一根），并保持上下对中。3、按要求选择“试验方案”→“新建实验”→“金属圆棒拉伸实验”进行试验，详细操作要求见万能试验机使用说明。4、试样拉断后拆下试样，根据试验机使用说明把试样的曲线显示在微机显示屏上。从低碳钢

3、的曲线上读取、值，从铸铁的曲线上读取值。5、测量低碳钢（铸铁）拉断后的断口最小直径及横截面面积。6、根据低碳钢（铸铁）断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长度。7、比较低碳钢和铸铁的断口特征。8、试验机复原。10五、数据记录与处理低碳钢试件试样尺寸实验数据实验前：标距100mm直径10.14mm横截面面积80.71实验后：标距l1=133.24mm最小直径d1=5.70mm横截面面积A1=25.50mm屈服载荷22.1kN最大载荷33.2kN屈服应力MPa抗拉强度MPa伸长率断面收缩率试样草图拉伸图实验前：实验后：O灰铸铁试件试样尺寸实验数据实验前：标

4、距100mm直径10.16mm横截面面积A=81.03mm2实验后：标距l1≈100mm最小直径d1=10.15mm横截面面积A=80.91mm2最大载荷14.4kN抗拉强度MPa实验前草图实验后草图10六、实验结论分析与讨论分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征。10实验二、测定金属材料压缩时的力学性能一、实验目的1、测定低碳钢的屈服应力。2、测定铸铁的抗压强度。3、观察压缩过程中的各种现象，并绘制压缩图（曲线）。二、实验设备1、液压式万能试验机。2、游标卡尺。三、实验原理简要当试样承受压缩时，其上下端面与试验机垫板之间产生很大的摩擦力，这些摩擦力阻

5、碍试样上部和下部的横向变形，使其抗压能力有所提高，故试验时试样两端面应涂以润滑剂以减小摩擦力的影响。施加载荷时，要求其合力作用线与试样轴线一致，为此试样两端面必须平行且与轴线垂直，同时在试验机下垫板底部有球形承垫，当试样两端面稍有不平行时，会自动调整下垫板平面的方位，使接触面载荷均匀分布。低碳钢压缩试验中，屈服现象不及拉伸时那样明显，从曲线读下屈服载荷，由此可求得屈服极限，此后由于材料良好的塑性，使其压成饼状而不致破坏，故低碳钢不存在压缩强度极限。铸铁压缩试验则在出现较大（相对于拉伸而言）的塑性变形后发生破坏，其裂纹方向与轴线约成450角，此时的载荷即为最大

6、载荷，由此可算得压缩强度极限。四、实验过程和步骤1、测量试样的原始尺寸。2、安装试样并保持上下对中。3、根据试样的负荷和变形水平，按照试验机操作软件设定试验的详细步骤，加载试验。4、观察试样变形和破坏特征。10五、数据记录与处理材料低碳钢灰铸铁试样尺寸15mm，20mm，176.63mm215mm，20mm，176.63mm2试样草图实验前实验后实验前实验后实验数据屈服载荷49kN屈服应力MPa最大载荷153kN抗压强度MPa压缩图OO六、实验结论分析与讨论分析铸铁试件压缩破坏的原因。10实验三、拉压弹性模量E测定一、实验目的1、测定材料的弹性模量E。2、在

7、比例极限内，验证胡克定律。二、实验设备1、万能试验机。2、数字式电阻应变仪。3、游标卡尺，标准试样等。三、实验原理简要一般采用在比例极限内的拉伸试验来测定材料的弹性模量E。测量标距内微小变形的方法较多，可以用各种引伸仪来测定，也可以用电测方法来测得。试件一般采用圆形截面的标准试样。为了验证载荷F与变形之间的正比关系，在比例极限内采用增量法，逐级加载，每次增加同样大小的载荷，测出相应的伸长变形，若每次伸长变形增量也大致相等，说明载荷F与变形成正比，即验证了胡克定律。设试样的横截面为A，标距为，则弹性范围内的胡克定律为，由此可知，试样材料的弹性模量为：。为了夹牢

8、试件和消除试验机机构之间的间隙，必须施加一定数量的初