力学实验指导书.doc

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1、力学实验指导书力学实验中心二ΟΟ七年十月目录1低碳钢拉伸实验12铸铁压缩实验73冲击实验104扭转实验145材料弹性模量和泊松比的测定实验186梁弯曲正应力实验227弯曲和扭转组合变形实验268压杆稳定实验299组合梁弯曲正应力实验3510电阻应变片的粘贴技术实验4011工字钢梁弯曲正应力实验4212电测桥路接法实验45(2)当在长段上所余格为奇数时,如图1.5(b)所示,则在长段上所余格数减1之半,得C点,再由C点向后移一格得C1点。则移位后的标距Lu为:(b)AOBCC1D···········Lu(位移后Lu(实际)移位图1.5拉伸试件断口移中当断口非常靠近试件两端,而与其

2、头部之距离等于或小于直径的两倍时,一般认为实验结果无效,需要重新实验。(附)实验数据表A.试样原始尺寸材料名称试验前试验后标距L0mm直径d0(mm)最小截面积A0(mm2)标距Lu(mm)颈缩处之直径du(mm)颈缩处截面积Su(mm2)123①②平均①②平均①②平均B.实验记录数据材料屈服载荷FeL(N)最大载荷Fm(N)C.计算结果材料强度指标塑性指标屈服极限σeL(MPa)强度极限σm(MPa)断后伸长率A断面收缩率Z根据实验结果绘制拉伸图(σ-ε)曲线及试样断口草图。2铸铁压缩实验实验项目性质:验证性所涉及课程:材料力学计划学时:2学时一、试验目的了解脆性材料在压缩时的

3、破坏现象,测定其机械性能。二、实验原理FF承垫试件球形承垫压缩试验是在万能试验机或压力机上进行。试验机附有球形承垫图2-1,球形承垫位于试件下端。当试件端面略有不平行时,球形承垫可以自动调节,使压力趋于均匀分布。为了减少试件两端面与支承座之间的摩擦力,可在试件端面涂上石墨、润滑油等。但仍不可避免地存在摩擦力而阻止试件的横向变形,以致试件被压成鼓形,如图2.2。具体要求可参阅《金属压缩试验方法》GB/T7314-2005。图2.1压缩球形承垫图2.2低碳钢压缩后试件的形状图低碳钢试件压缩时,在屈服前F-ΔL关系曲线与拉伸时相似,由自动绘图仪可得到压缩图2.3。图中OA为弹性阶段,B

4、点为屈服点,无明显的屈服阶段,Fs需仔细观察。在缓慢均匀加载时,测力指针作等速转动,当指针转动暂停或稍有退回时的载荷即为屈服载荷。由于这些现象不明显,常需要借助压缩图来判断Fs。此后,由于塑性变形试件面积随载荷增加而逐渐增大,最后试件被压成饼状而不破裂,故无法求得最大载荷及强度极限,只要测取屈服点ReL即可:(2-1)式中:Fs——屈服时的载荷;S0----试件原来的横截面面积。·B·FeL00FFA△L△L图2.3低碳钢压缩图图2.4铸铁压缩图铸铁受压时,在很小的塑性变形下发生了破坏,图2.4,因此只能测出它的破坏抗力Fm由Rm=Fm/S0。可得铸铁的强度极限。铸铁受压呈微鼓形

5、破坏,试件表面将出现与试件横截面成45°~50°的倾斜裂纹,这是因为铸铁受压时,实际上是先达到剪力极限而破坏。三、试验设备1.万能试验机或压力试验机;2.0.02mm游标卡尺;3.安全防护罩,防止试件破坏时飞出。四、试件制备金属材料的压缩试件通常制成圆柱形如图2.2所示。当试件承受压缩时,试件端部横向变形受到端面与试验机承垫间的摩擦力影响,使试件变形呈“鼓形”。这种摩擦力的影响,使试件抗压能力增加。试件愈短,影响愈加显著。当试件高度相对增加时,摩擦力对试件中部的影响就会减少,但过于细长,又容易产生弯曲。因此,压缩试件的抗压能力与其高度h和直径d0的比值h/d0有关。由此可见,压缩

6、试验是有条件的,只有在相同的试验条件下,才能对不同材料的性能进行比较,所以金属材料压缩破坏试验用的试件,一般规定试件尺寸h/d=1~3;为了使试件尽量承受轴向压力,试件两端必须平行,平行度要求≤0.02%h;并且与试件轴线垂直,垂直度<0.25°。两端面应制作得光滑以减少摩擦力的影响。五、实验步骤1、打开计算机及实验机电源,预热20分钟;2、测量试件截面面积,选择3个截面,找出最小截面;3、安装试件;4、点击桌面上的TestExpert.NET图标,或通过程序进入实验控制程序;5、选择实验方法:进入【方法】菜单,选择实验方法,比如金属棒材拉伸实验、金属压缩实验等;或进入【数据】菜

7、单,选择【查询】子菜单,调入以前的相关实验记录参数;7、修改实验参数:点击【方法定义】菜单,选择【基本设置】、【设备及通道】、【控制与采集】菜单进行相关参数设置调整,可参照实验操作说明;8、开始实验:选择【试验操作】菜单,鼠标左键点击连接、启动按钮,对窗口下方显示的参数点击右键进行“清零”操作,再单击开始按钮,实验开始前要求再次确认试件直径,点击【确定】,实验开始;9、实验结束后,记录强度指标。六、实验结果整理1.强度指标计算压缩屈服极限压缩强度极限2.按比例画出两种材料的压缩曲

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