本科材料力学实验讲义

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1、材料力学实验§1拉伸实验一、实验目的1、在比例极限内，验证虎克定律，并测定低碳钢的弹性模量E。2、测定低碳钢的其他机械性质，如屈服极限强度极限延伸率面积收缩率等。3、测定铸铁的强度极限。4、比较塑性材料和脆性材料的机械性质的特点。二、实验设备及试件实验设备仪器1．万能试验机2．引伸仪3．千分卡4．游标卡尺实验试件试件尺寸和开头对实验结果有所影响。为使实验所得结果可以互相比较，要采用标准试件，按国家标准GB228—63规定加工。本实验用园截面试件，形状如图1图1标准试件三、实验原理1．已知虎克定律

2、关系式为用引伸仪夹紧试件，引伸仪标距尺寸为L，可以连续测量标距尺寸伸△L，及载荷P，从拉伸曲线可以看出弹性阶段的应力应变线性关系。由电脑可以算出弹性模量E。2．对低碳钢的其他机械性质的测定，如、、和等，必须研究实验过程中载荷和变形的关系（拉伸图）及试件的最后破坏形式。根据屈服载荷Ps和最大载荷Pb来计算屈服极限和强度极限。计算公式如下：根据试验后测出标距的长度L1及断裂处截面的面积A1，然后计算延伸率和面积收缩率。计算公式如下：3．对铸铁强度极限的测定，由于受力后变形很小，就突然断裂，所以只测定

3、强度极限。即。四、试验步骤:（液压万能实验机）1．测量试样有关数据。2．顺序开机，主机电源→计算机→打印机。运行软件进入联机状态。3．进入试验窗口，选择设置试验方案，输入所需的用户参数。4．在实验老师指导下安装试样，根据试样长度调整移动横梁位置。启动油泵电机，将转换开关打到“夹头”档。先夹紧试样的一端，然后升降下横梁到适当位置，力值清零（消除横梁和试样及其他附件自重），最后夹紧试样另一端，试样夹紧后把转换开关打到“油缸”档，位置或变形值清零。5．在实验老师指导下安装引伸计。6．点击试验窗口的“运

4、行”按扭，进入试验状态，顺时针旋转手动阀手轮进行加载。过屈服阶段后，点击“引伸计切换”按钮，计算机自动切换为位移控制。由实验老师取下引伸计。拉伸继续，直到试样断裂。试样结束时，油泵自动停止。（软件发出指令，防止试验结束后活塞继续上升）。7．把转换开关打到夹头档，启动油泵，取下试样，再逆时针旋转手动阀手轮，使活塞退到底。8．测量有关数据，输入计算机。打印实验报告。试验步骤：（电子万能试验机）1．测量试样有关数据，检查限位块位置。2．顺序开机，主机电源→计算机→打印机。运行软件进入联机状态。3．进入

5、试验窗口，选择设置试验方案，输入所需的用户参数。4．在实验老师指导下安装试样，根据试样长度调整移动横梁位置。5．先夹紧试样的一端，力值清零（消除横梁和试样及其他附件自重），然后升降下横梁到适当位置，夹紧试样另一端（按小键盘上“试样保护”让力值接近零点，再按“停止“键）。6．在实验老师指导下安装引伸计。7．点击试验窗口的“运行”按扭，进入试验状态，进行加载。过屈服阶段后，点击“引伸计切换”按钮，计算机自动切换为位移控制。由实验老师取下引伸计。拉伸将继续。五、注意事项1．实验开始后不要按手动键盘。2

6、．实验开始后不能点击“发送速度”，“点动速度”按钮。3．引伸仪使用时要特别小心，过屈服阶段后必须马上取出，以免受损。六、实验数据记录1实验前试件尺寸测量数据低碳钢试样须量取标距尺寸L，直径d，直径测量取三处平均值输入电脑。2．实验后试件尺寸测量标距尺寸L，断裂后直径量二处取平均值。§2压缩试验一、实验目的1．测定压缩时低碳钢的屈服极限和铸铁的强度极限。2．观察低碳钢和和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。二、实验设备和试件实验设备1．万能试验机2．千分卡。3．游标尺卡试验试件低碳钢和铸铁等金

7、属材料的试件一般制成园柱形见图2（a）。其高度h与直径d之比，应为。三、实验原理图2低碳钢为塑性材料，当试件快达到屈服载荷Ps时，要特别小心地观察测力指针的转动。在缓慢而均匀地加载下，最初测力指针等速转动，当试件屈服时，测力指针转速明显减慢，或停止。此时载荷即为屈服载荷Ps。低碳钢试件最后压成饼状而不会破裂，所以无法测出最大载荷或求出强度极限。铸铁为脆性材料，因为变形小，难以测定屈服载荷Ps。当试件达到最大载荷时Pb，就突然破裂，可求出强度极限。试件先被压成鼓形，最后沿着与试件轴线成45度左右的

8、斜截面断裂。四、实验步骤1．测量低碳钢和铸铁试件的直径。并记录下原始数据。2．把低碳钢试件放在试验机压座正中，逐渐加力，当变形继续增加而载荷数值变化缓慢时，此时载荷即为屈服载荷Ps，记下读数。继续加工到100kN以内，使试件从鼓形压扁到饼状为止。3．把铸铁试件放在试验机压座正中加压，逐渐加力直至试件被破坏为止。记下极限载荷。4．比较各种破坏形式及进行试验整理和计算。五、注意事项1．试件必须放平，并在压台当中位置上，以免发生偏心。2．防止铸铁试件压坏时碎片飞溅伤人。3．试验开始后不要按手动键盘。4