材料力学实验教案.doc

《材料力学实验教案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、材料力学实验教案实验一　　低碳钢的拉伸实验一、实验名称　　低碳钢的拉伸实验。二、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σb、伸长率δ和断面收缩率Ψ；2．观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象；3.熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。三、实验设备1．手动数显材料试验机2．MaxTC220试验机测试仪3．游标卡尺四、试样制备低碳钢试样如图所示，直径d=10mm，测量并记录试样的原始标距L0。五、实验原理1.材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限σs。2.材料在拉断前所能承受的最大应力，

2、即为强度极限σb。3.试样的原始标距为L0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。量出拉断后的长度L1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即4.拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率，即式中A0—试样原始横截面积；A1—试样拉断后断口处最小横截面积。六、实验步骤1．调零。打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮显示为零。2．加载。用手握住手柄，顺时针转动施力使动轴通过传动装置带动千斤顶的丝杠上升，使试样受力，直至断裂。3．示力。在试样受力的同时，装在螺旋千斤顶和顶梁之间的压力传感器受压产生压力信号，通过回蕊

3、电缆传给电子示力仪，电子示力仪的显示屏上即用数字显示出力值。4．关机。实验完毕，卸下试样，操作定载升降装置使移动挂梁降到最低时关闭力仪开关，断开电源。七、数据处理1.记录相关数据参数原始直径断口直径原始标距拉断后标距长度（mm）do=10mmd1=Lo=L1=2.计算伸长率δ和断面收缩率Ψ3.在应力应变图中标出屈服极限σs和强度极限σb八、应力应变图分析低碳钢的拉伸过程分为四个阶段，分别为弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。1.弹性变形阶段：在拉伸的初始阶段，应力和应变的关系为直线，此阶段符合胡克定律，即应力和应变成正比；2.屈服阶段：超过弹性极限后

4、，应力增加到某一数值时，应力应变曲线上出现接近水平线的小锯齿形线段，此时，应力基本保持不变，而应变显著增加，材料失去了抵抗变形的能力，锯齿线段对应的应力为屈服极限；3.强化阶段：经屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形，必须增加拉力，强化阶段中最高点对应的应力为材料所能承受的最大应力，即强度极限；4.缩颈阶段：当应力增大到最大值之后，试样某一局部出现显著收缩，产生缩颈，此后使试样继续伸长所需要的拉力减小，最终试样在缩颈处断裂。九、实验作业1．说明测定屈服极限σs、强度极限σb、伸长率δ和断面收缩率Ψ的实验原理及拉伸实验的实验步骤；2.根据实验

5、过程中记录的数据，计算材料的伸长率δ和断面收缩率Ψ；3.在应力应变图中标出屈服极限σs和强度极限σb；4.对应力应变图进行分析。实验二　　测定材料弹性模量E一、实验名称　　测定材料的弹性模量。二、实验目的1．掌握测定Q235钢弹性模量E的实验方法；2．熟悉CEG-4K型测E试验台及其配套设备的使用方法。三、实验设备及仪器1．CEG-4K型测E试验台2．球铰式引伸仪四、主要技术指标1.试样：Q235钢，如图所示，直径d=10mm，标距L=100mm。2.载荷增重ΔF=1000N（砝码四级加载，每个砝码重25N，初载砝码一个，重16N，采用1：40杠杆比放大）五

6、、实验原理实验时，从F0到F4逐级加载，载荷的每级增量为1000N。每次加载时，记录相应的长度变化量，即为ΔF引起的变形量。在逐级加载中，如果变形量ΔL基本相等，则表明ΔF与ΔL为线性关系，符合胡克定律。完成一次加载过程，将得到ΔL的一组数据，实验结束后，求ΔL1到ΔL4的平均值ΔL平，代入胡克定律计算弹性模量。即备注：引伸仪每格代表0.001mm。六、实验步骤及注意事项1．调节吊杆螺母，使杠杆尾部上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。2．把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。注意：对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。引

7、伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与试验台的架体平面需成45°左右的角度。3．挂上砝码托。4．加上初载砝码，记下引伸仪的初读数。5．分四次加等重砝码，每加一次记录一次引伸仪的读数。注意：加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，防止砝码失落而砸伤人、物。6．实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。七、数据记录及计算1.原始数据记录分级加载初载一次加载二次加载三次加载四次加载引伸仪读数L0=L1=L2=L3=L4=2.计算（1）各级形变量的计算分级加载一次加载二次加载三次加载四次加载平均值形变量ΔL1=ΔL2=ΔL3=ΔL

8、4=ΔL平=（2）材料面积的计算（3）弹性模量的计算