材料力学实验报告参考答案(标准版)
- 格式:pdf
- 大小:307.85 KB
- 文档页数:19
材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的(1分)1. 测定低碳钢的强度指标(σs、σb)和塑性指标(δ、ψ)。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P-ΔL曲线)。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备(1分)机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据(2分)四、实验结果处理 (4分)0A P s s =σ =300MPa 左右 0A P b b =σ =420MPa 左右%100001⨯-=L L L δ =20~30%左右 %=100010⨯-A A A ψ =60~75%左右 五、回答下列问题(2分,每题0.5分)1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么? 相同延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺寸无关。
压缩实验报告一、实验目的(1分)1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因。
二、实验设备 (1分)机器型号名称电子万能试验机 (0.5分)测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm (0.5分)三、实验数据(1分)四、实验结果处理 (2分)A P bb =σ =740MPa 左右五、回答下列思考题(3分)1.画出(两种材料)实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫?当试件的两端稍有不平行时,利用试验机上的球形承垫自动调节,可保证压力通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺寸有何要求?为什么?试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度比实际偏高。
材料力学实验报告答案本文是材料力学实验报告,主要讲述了在实验过程中所采用的方法以及结果的分析和总结。
实验的目的是通过测量和分析金属材料在加载过程中的应力应变变化,掌握材料的力学性质,进而为材料的设计和选择提供依据。
实验的主要内容包括材料的拉伸实验、硬度实验、冲击实验以及金相组织观察等。
首先进行了拉伸实验。
将被试材料在试验机夹具上夹紧,然后通过紧固螺栓将力传感器连接到夹具上,使其能够量测到材料在加载过程中的力值。
接下来,通过改变试验机的移动速度来控制材料的加载速度,每隔一段时间测量一次材料的长度和直径大小,并计算相应的应变值。
最后,将测得的应力应变值代入应力应变关系式中计算出材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等重要参数。
接着进行了硬度实验。
在实验中,我们采用了布氏硬度计来测试金属材料的硬度值。
测试中,我们需要将硬度计上的测试针头垂直地插入被试材料中,然后通过对加载力的控制来测定试验针头的穿透深度。
最后,将测得的穿透深度代入硬度计的标准曲线中,就可以得到被试材料的硬度值。
进行了冲击实验。
实验中,我们采用了冲击试验机来测试金属材料的韧性和脆性。
在测试过程中,将被试材料置于冲击实验机上,然后通过对重物的高度和重量的改变来对材料进行不同程度的冲击。
最终我们记录每个测试条件下材料的断裂形态、测试参数和吸收能力等参数,以便对其进行进一步的分析和研究。
最后进行了金相组织观察。
实验中,我们将被试材料进行了机械制备,然后对其进行镜面抛光和腐蚀处理,最终观察材料的金相组织结构。
通过对试件的显微结构和组织的分析,可以得到材料的晶粒大小、相界数量和形态等信息,进而为材料的性能分析提供基础数据。
综上所述,本实验通过多种方法对金属材料的性能进行了分析和测试,并得出了相应的结论。
这些分析结果可以为材料的设计和选择提供重要的参考价值。
大二材料力学实验报告答案,大二材料力学实验报告答案和数据大二材料力学实验报告答案,大二材料力学实验报告答案和数据1实验原理:材料的力学性质是衡量材料性能的重要指标,材料力学实验是通过对材料的受力反应、形变及破坏等进行测试,以获得材料的各项力学性能参数。
本次材料力学实验主要涉及杆件弯曲和杆件拉伸两个方面,包括杆件的应力、应变、杨氏模量、屈服强度、断裂强度等指标的测量和计算。
实验仪器与材料:1.微机控制电子材料实验机(电液伺服型)2.应变片3.夹具4.长度计等实验过程:1.杆件弯曲实验(1)测量杆件初始长度L0(2)在微机控制下,向杆件中心施加弯曲力,同时记录在悬挂点上观测到的弯曲挠度δ(3)杆件应力计算,根据应变片测得的应变ε和杆件截面形状和尺寸计算得出杆件所受应力σ(4)杆件截面形变计算,根据杆件的截面形变计算出它所受到的剪切力(5)杆件杨氏模量计算,根据应力-应变的线性关系,可以求得杆件的杨氏模数E2.杆件拉伸实验(1)测量杆件初始长度L0(2)夹紧杆件两端的夹具,向杆件下端施加垂直拉力,并在微机控制下,使拉伸速率恒定(3)杆件的应变计算,根据应变片测量到的杆件应变,以及杆件的初始长度和截面形状和尺寸计算杆件所受应力σ(4)杆件的屈服强度试验,记录实验过程中,杆件所受力的变化趋势,在杆件承受正常应力下,杆件开始产生塑性变形的应力值被称为其屈服强度(5)杆件的断裂试验,记录实验过程中,杆件承载的极限力以及断裂后的形态,求得其断裂强度实验结果:1.杆件弯曲实验:得到杆件的.应力、应变、杨氏模量等参数数据,并通过图表反映2.杆件拉伸实验:得到杆件的应力、应变、屈服强度、断裂强度等参数数据,并通过图表反映实验分析:根据实验结果可以得出,杆件在弯曲和拉伸的过程中,其受力反应、形变和破坏等产生了相应记录,并通过计算得到了杆件的各项力学性能参数。
通过对杆件行驶弯曲实验,可以计算出杆件的杨氏模量,通过对杆件进行拉伸实验,可以计算出杆件的屈服强度和断裂强度等参数,这些参数对于材料选用、工程设计等具有重要的参考意义。
力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验 (2)二、压缩实验 (4)三、拉压弹性模量E测定实验 (6)四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8)五、扭转破坏实验 (10)六、纯弯曲梁正应力实验 (12)七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15)八、压杆稳定实验 (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的: 见教材。
实验仪器 见教材。
实验结果及数据处理: 例:(一)低碳钢试件强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力 σs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限 σb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标:1L -L 100%L δ=⨯=伸长率 33.24 % 1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率 68.40 %低碳钢拉伸图:(二)铸铁试件强度指标:最大载荷Pb=__14.4___ KN强度极限σb = Pb/ A = _177.7__ M P a问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。
铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。
.教师签字:_ _______日期:___ _____二、压缩实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验原理:见教材。
材料力学实验报告答案1. 引言本报告是对材料力学实验的分析和结果整理。
通过实验,我们对材料的力学性能进行了测试和评估。
本实验旨在探索材料在外力作用下的力学行为,并研究材料的强度、弹性模量、断裂韧性等关键参数。
2. 实验目的本实验的主要目的是:•理解材料的力学性能和行为;•掌握材料力学实验的基本原理和操作方法;•通过实验数据的分析和处理,求解材料的各项力学参数。
3. 实验装置和试样3.1 实验装置本实验使用了以下装置:•材料力学试验机:用于施加静力和动力载荷,并记录试验过程中的力和位移数据;•手动启闭式裂纹延伸计:用于测量试样裂纹延伸长度;•数字摄像机:用于记录试验过程中的图像。
3.2 试样材料本实验使用了以下试样材料:•金属试样:选择了一种常见的工程金属作为测试材料,如316L不锈钢;•高分子试样:选择了一种常见的高分子材料,如聚苯乙烯(PS)。
4. 实验步骤4.1 金属试样实验步骤1.准备金属试样,并测量试样的几何尺寸和初始标距;2.将试样装夹在材料力学试验机的夹具上,并对试样施加静力载荷,记录单调拉伸曲线;3.分析单调拉伸曲线,求解试样的强度、屈服强度、断裂强度等力学参数。
4.2 高分子试样实验步骤1.准备高分子试样,并测量试样的几何尺寸和初始标距;2.将试样装夹在材料力学试验机的夹具上,并对试样施加静力载荷,记录单调拉伸曲线;3.分析单调拉伸曲线,求解试样的强度、屈服强度、断裂强度等力学参数。
5. 实验结果和分析通过对金属和高分子试样的测试和分析,我们得到了以下实验结果:5.1 金属试样实验结果•强度:xxx MPa;•屈服强度:xxx MPa;•断裂强度:xxx MPa;5.2 高分子试样实验结果•强度:xxx MPa;•屈服强度:xxx MPa;•断裂强度:xxx MPa;6. 结论通过实验得到的结果和分析,我们得出了以下结论:•金属试样的强度、屈服强度和断裂强度较高,具有较好的力学性能;•高分子试样的强度、屈服强度和断裂强度较低,具有较差的力学性能;•实验结果可以用来评估不同材料的力学性能,并为工程设计和材料选型提供参考。
材料力学实验报告答案引言本实验旨在通过实验观察和数据处理,探究材料力学的基本原理和实验方法。
我们通过测试不同材料的力学性质,并使用所获得的数据来计算材料的弹性模量、屈服强度等参数。
实验装置和方法1.实验装置:实验中使用了一台称重台、一个弹簧支架、标准试件、计时器等实验装置。
2.实验方法:–步骤一:将标准试件放在弹簧支架上。
–步骤二:用称重台将试件悬挂起来,并记录下试件的初始长度和重力负荷。
–步骤三:给试件施加外力,使其发生形变,并记录下试件的变形长度所对应的载荷大小。
–步骤四:根据实验数据计算试件的弹性模量和屈服强度。
实验结果和数据处理我们选取了三种不同材料的试件进行测试,分别是钢材、铝材和塑料材料。
下表是我们得到的实验结果:试件材料初始长度(mm)载荷(N)变形长度(mm)钢材100102铝材15051塑料材料20020.5根据上表中的数据,我们可以计算出每种试件的弹性模量和屈服强度。
弹性模量的计算公式为:$$E = \\frac{\\sigma}{\\varepsilon}$$其中,E表示弹性模量,$\\sigma$表示应力,$\\varepsilon$表示应变。
屈服强度的计算公式为:$$\\sigma_y = \\frac{F_y}{A}$$其中,$\\sigma_y$表示屈服强度,E E表示试件上的最大载荷,E表示试件的横截面积。
根据上述公式,我们可以得到三种材料的弹性模量和屈服强度的计算结果如下:•钢材:弹性模量 $E = \\frac{10}{2} = 5\\,GPa$,屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{10}{\\pi \\cdot (50)^2} ≈0.0127\\,MPa$•铝材:弹性模量 $E = \\frac{5}{1} = 5\\,GPa$,屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{5}{\\pi \\cdot (75)^2} ≈0.0085\\,MPa$•塑料材料:弹性模量 $E = \\frac{2}{0.5} = 4\\,GPa$,屈服强度 $\\sigma_y = \\frac{2}{\\pi \\cdot (100)^2} ≈0.0064\\,MPa$分析和讨论通过实验,我们得到了三种材料的弹性模量和屈服强度的计算结果。
材料力学实验报告答案1. 引言材料力学实验是材料科学与工程领域中非常重要的实验之一。
通过材料力学实验可以了解材料的力学性能、材料的强度、韧性等指标,对于材料的设计和选择具有重要的参考价值。
本报告将对材料力学实验中常见的实验题目进行解答,并详细展示实验数据和结果分析。
2. 实验题目:材料拉伸实验2.1 实验目的本实验旨在通过拉伸试验,研究材料的力学性能,在拉断试样前测定试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率等材料力学性能指标。
2.2 实验装置和试样实验装置包括拉伸试验机、试样夹具、数据采集系统等。
实验采用标准的圆柱形试样,直径为10mm,长度为50mm。
2.3 实验步骤1.将试样夹具安装在拉伸试验机上,并调整好夹具的宽度,使试样夹紧。
2.将试样的两端分别放入试样夹具中,并将夹具固定好。
3.打开拉伸试验机的电源,启动数据采集系统。
4.设定拉伸速度为10mm/min,并开始拉伸试验。
5.在试验过程中,实时记录试样的变形和载荷数据。
6.当试样断裂后,停止拉伸,并记录试样的抗拉强度、屈服强度和断口形貌。
2.4 实验数据试样编号面积A(mm^2)原始长度Lo(mm)最大载荷Pmax(kN)抗拉强度σmax(MPa)屈服强度σy(MPa)延伸率ε(%)1 78.54 50 26.3 335 285 20.52 78.54 50 28.5 363 305 22.33 78.54 50 25.1 320 270 19.22.5 结果分析根据实验数据计算得到的抗拉强度、屈服强度和延伸率如上表所示。
从实验数据可以看出,试样在拉伸过程中的抗拉强度分别为335 MPa、363 MPa和320 MPa,屈服强度分别为285 MPa、305 MPa和270 MPa。
延伸率是衡量材料韧性的重要指标,值越大代表材料具有更好的延展性能。
根据实验数据计算得到的延伸率分别为20.5%、22.3%和19.2%。
2.6 结论通过本次实验,我们成功地进行了材料的拉伸实验,并获得了试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率等重要材料力学性能指标。
材料⼒学实验报告答案剖析材料⼒学实验报告评分标准拉伸实验报告⼀、实验⽬的(1分)1. 测定低碳钢的强度指标(σs、σb)和塑性指标(δ、ψ)。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P-ΔL曲线)。
4. ⽐较低碳钢与铸铁的⼒学特性。
⼆、实验设备(1分)机器型号名称电⼦万能试验机测量尺⼨的量具名称游标卡尺精度0.02 mm三、实验数据(2分)四、实验结果处理(4分)0A P s s =σ=300MPa 左右 0A P b b =σ=420MPa 左右%100001?-=L L L δ=20~30%左右%=100010?-A A A ψ=60~75%左右五、回答下列问题(2分,每题0.5分)1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试⽐较低碳钢和铸铁拉伸时的⼒学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,⽽铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同⽽长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么?相同延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺⼨⽆关。
压缩实验报告⼀、实验⽬的(1分)1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因。
⼆、实验设备(1分)机器型号名称电⼦万能试验机(0.5分)测量尺⼨的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm (0.5分)三、实验数据(1分)四、实验结果处理(2分)A P bb =σ =740MPa 左右五、回答下列思考题(3分)1.画出(两种材料)实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫?当试件的两端稍有不平⾏时,利⽤试验机上的球形承垫⾃动调节,可保证压⼒通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺⼨有何要求?为什么?310≤≤d h 试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产⽣很⼤的摩擦⼒,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度⽐实际偏⾼。
力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验 (2)二、压缩实验 (4)三、拉压弹性模量E测定实验 (6)四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8)五、扭转破坏实验 (10)六、纯弯曲梁正应力实验 (12)七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15)八、压杆稳定实验 (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理:例:(一)低碳钢试件强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力σs = P s /A__273.8___MP aP b =__33.2___KN 强度极限σb = P b /A__411.3___MP a 塑性指标:1L -L100%Lδ=⨯=伸长率 33.24 %1100%A A A ψ-=⨯=面积收缩率 68.40 %低碳钢拉伸图: (二)铸铁试件强度指标:最大载荷P b=__14.4___ KN强度极限σb= P b/A=_177.7__ M P a问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。
铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。
.教师签字:________日期:________二、压缩实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验原理:见教材。
实验数据记录及处理:例:(一)试验记录及计算结果问题讨论:1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答:铸铁试件压缩破坏,其断口与轴线成45°~50°夹角,在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值,抗剪先于抗压达到极限,因而发生斜面剪切破坏。
【免费下载】材料⼒学实验报告答案材料⼒学实验报告评分标准拉伸实验报告⼀、实验⽬的(1分)1.测定低碳钢的强度指标(σs 、σb )和塑性指标(δ、ψ)。
2. 测定铸铁的强度极限σb 。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P -ΔL 曲线)。
4. ⽐较低碳钢与铸铁的⼒学特性。
⼆、实验设备(1分)机器型号名称电⼦万能试验机测量尺⼨的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm三、实验数据(2分)实验前实验后截⾯尺⼨ (mm)0d 断⼝截⾯尺⼨(mm )实验材料试件规格测量部位沿两正交⽅向测得的数值各部位的平均值0d 最⼩平均值截⾯⾯积0A (mm 2)计算长度0L (mm)沿两正交⽅向测得的数值平均值1d 截⾯⾯积1A (mm 2)断后长度1L (mm) 屈服载荷s P )(N 最⼤载荷b P )(N 1上2低碳钢中110mm 左右78.5124左右24K N 33K N决吊顶层在管路对全部⾼中资料试卷电⽓设备,在安装过程中以及安装结束后进⾏⾼中资料试卷调整试验;通电检查对电⽓整使其在机组在进机组⾼21下22左右左右1上21中21铸铁下215K N 左右四、实验结果处理(4分)=300MPa 左右0A P s s =σ=420MPa 左右0A P b b =σ=20~30%左右%100001?-=L L L δ=60~75%左右%=100010?-A A A ψ五、回答下列问题(2分,每题0.5分)1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试⽐较低碳钢和铸铁拉伸时的⼒学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,⽽铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同⽽长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么?相同后根据规范与规程规定,制定设备调试⾼中资料试卷⽅案。
延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺⼨⽆关。
压缩实验报告⼀、实验⽬的(1分)1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
材料力学实验报告册篇一:材料力学实验报告册1试验机操作练习实验报告一、实验目的二、实验设备三、思考题(见实验指导书必做)2低碳钢和铸铁拉伸实验报告一、实验目的二、实验设备三、试件形状简图四、实验数据表1实验前试件原始尺寸记录表2实验后低碳钢尺寸记录表3测算低碳钢弹性弹性模量E的实验记录?L0L?100%%05.截面收缩率??A0?A1A?100%=%0六、铸铁试件拉伸时主要力学性能的计算结果强度极限?bb?PA=Mpa0七、思考题(见实验指导书必做)篇二:材料力学实验报告答案力学实验报告标答案准目录一、拉伸实验···············································································2二、压缩实验...............................................................................4三、拉压弹性模量E测定实验...................................................6四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验.......................................8五、扭转破坏实验....................................................................10六、纯弯曲梁正应力实验..........................................................12七、弯扭组合变形时的主应力测定实验..................................15八、压杆稳定实验. (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的(1分)1. 测定低碳钢的强度指标(c s、a b)和塑性指标(3、iPb2. 测定铸铁的强度极限a b。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P-A L曲线)。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备(1分)机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 、实验数据(2分)2铸铁上11 52中12下12四、实验结果处理 (4分)五、回答下列问题(2分,每题0.5分)1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。
略3、 试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没 有明显的这四个阶段。
4、 材料和直径相同而长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么? 相同 延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺寸无关。
A oL l—100%L oA A A o100% =300MPa 左右=420MPa 左右=20〜30%左右=60〜75 %左右2、画出拉伸曲线图。
压缩实验报告一、实验目的(1分)1. 测定压缩时铸铁的强度极限b b。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因二、实验设备(1分)机器型号名称电子万能试验机(0.5分)测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm (0.5分)三、实验数据(1分)四、实验结果处理(2分)A =740MPa左右五、回答下列思考题(3 分)1. 画出(两种材料)实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫?当试件的两端稍有不平行时,利用试验机上的球形承垫自动调节,可保证压力通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺寸有何要求?为什么?h o d o试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度比实际偏高。
试件越短,影响越明显。
力学实验报告标准答案安徽理工大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验 (2)二、压缩实验 (4)三、拉压弹性模量E测定实验 (6)四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8)五、扭转破坏实验 (10)六、纯弯曲梁正应力实验 (12)七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15)八、压杆稳定实验 (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理: 例:(一)低碳钢试件强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力 ζs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限 ζb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标:1L -L 100%L δ=⨯=伸长率 33.24 % 1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率 68.40 %低碳钢拉伸图:(二)铸铁试件强度指标:最大载荷Pb=__14.4___ KN强度极限ζb = Pb/ A = _177.7__ M P a问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。
铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。
.教师签字:_ _______日期:___ _____二、压缩实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验原理:见教材。
实验数据记录及处理:例:(一)试验记录及计算结果问题讨论:1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答:铸铁试件压缩破坏,其断口与轴线成45°~50°夹角,在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值,抗剪先于抗压达到极限,因而发生斜面剪切破坏。
目录一、拉伸实验二、压缩实验三、拉压弹性模量E测定实验四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验五、扭转破坏实验六、纯弯曲梁正应力实验七、弯扭组合变形时的主应力测定实验八、压杆稳定实验一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理:例:(一)低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d=10.14mm 最小直径d= 5.70mm 截面面积A=80.71mm 2截面面积A 1=25.50mm 2计算长度L=100mm计算长度L 1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力σs =P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限σb =P b /A __411.3___MP a塑性指标:1L -L100%Lδ=⨯=伸长率33.24%1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率68.40%低碳钢拉伸图:(二)铸铁试件试验前试验后最小平均直径d=10.16mm最小直径d=10.15mm截面面积A=81.03mm2截面面积A1=80.91mm2计算长度L=100mm计算长度L1≈100mm 试验前草图试验后草图强度指标:最大载荷Pb=__14.4___KN强度极限σb =Pb/A=_177.7__M Pa问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。
铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。
.教师签字:________日期:________二、压缩实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验原理:见教材。
实验数据记录及处理:例:(一)试验记录及计算结果材料低碳钢铸铁试件尺寸直径d=_15__mm长度L=____20____mm面积A=__176.63_mm2直径d=__15____mm长度L=___20_____mm面积A=__176.63_mm2试件形状草图试验前试验后屈服载荷屈服应力Ps=___49_____KNσs=____277.4__MPa最大载荷抗压强度Pb=___153__KNσb=__866.2__MPa问题讨论:1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答:铸铁试件压缩破坏,其断口与轴线成45°~50°夹角,在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值,抗剪先于抗压达到极限,因而发生斜面剪切破坏。
2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同?结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料?答:低碳钢为塑性材料,抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近,此时试件不会发生断裂,随荷载增加发生塑性形变;铸铁为脆性材料,抗压强度远大于抗拉强度,无屈服现象。
压缩试验时,铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。
通过试验可以发现低碳钢材料塑性好,其抗剪能力弱于抗拉;抗拉与抗压相近。
铸铁材料塑性差,其抗拉远小于抗压强度,抗剪优于抗拉低于抗压。
故在工程结构中塑性材料应用范围广,脆性材料最好处于受压状态,比如车床机座。
教师签字:____________日期:____________三、拉压弹性模量E 测定试验报告实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:(一)碳钢试件尺寸计算长度L =__100___mm 直径d =__10___mm截面面积A =___78.5____mm 2(二)引伸仪测量记录:读数载荷P (KN)左表右表读数A 1(格)读数差ΔA 1(格)读数A 2(格)读数差ΔA 2(格)12243648510612714(三)数据处理结果平均(ΔA 1)=平均(ΔA 2)=12()():()2A A ∆A +∆∆=左右两表读数差平均值=平均伸长增量(ΔL)=__________mmMPa()P LE L A ∆⋅==∆⋅碳钢弹性模量问题讨论:1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?答:弹性模量是材料的固有性质,与试件的尺寸和形状无关。
2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量?答:逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同,采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差,同时可以验证材料此时是否处于弹性状态,以保证实验结果的可靠性。
教师签字:___________日期:___________四、低碳钢剪切弹性模量G 测定实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:(一)试验数据及计算结果试件尺寸材料直径mm标距长度L 0力臂长度L测臂长度R碳钢10190mm150mm150mm123456扭矩n M ∆相对扭转角00432n n P M L M L G I d ϕπϕ∆∆===∆∆(二)结果比较(μ=0.3)理论计算实验值误差%GPa2(1)EG μ==+理G 实=GP a问题讨论:1、试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么?应采取什么措施?答:检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限,应调整百分表位置。
2、测G时为什么必须要限定外加扭矩大小?答:所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得,故必须控制外加扭矩大小。
教师签字:_________日期:_________五、扭转破坏实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:(一)试验数据记录尺寸试件材料碳钢铸铁直径d(mm)1010计算长度L(mm)100100抗扭截面模量mm3330.216d Wp d π=≈200200屈服扭矩M s 35.5N·m 破坏扭矩M b80.5N·m46.5N·m(二)性能计算1、碳钢:扭转屈服极限:177.3 sspM MPa W τ==扭转强度极限 402.4 nb pM MPa W τ==2、铸铁:扭转强度极限:232.5 MPa bbpM W τ==问题讨论:1、碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因.答:碳钢扭转形变大,有屈服阶段,断口为横断面,为剪切破坏。
铸铁扭转形变小,没有屈服阶段,断口为和轴线成约45°的螺旋形曲面,为拉应力破坏。
2、铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系?为什么?答:有关系。
扭转方向改变后,最大拉应力方向随之改变,而铸铁破坏是拉应力破坏,所以铸铁断口和扭转方向有关。
教师签字:__________日期:__________六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:例:1、原始数据记录:试件材料弹性模量E 载荷P 距中性层试件尺寸低碳钢213GPa 4000NY 1=10mm Y 2=15mm b=20mm L=620mm h=40mm a=150mm灵敏系数;2.272、梁布片图:×y 2y 21234567h1y 1abaFF%σσσ-实理理3、记录及计算结果载荷4000N应变(με)测点ε1ε2ε3平均值12345674、结果比较:应力(MP a )实验值理论值误差σ10σ2-28.13σ328.13σ4-42.40σ542.40σ6-56.25σ756.255、作出截面应力分布图:(理论分布)-56.25MPa56.25MPa问题讨论:实验时未考虑梁的自重,是否会引起测量结果误差?为什么?答:施加的荷载和测试应变成线性关系。
实验时,在加外载荷前,首先进行了测量电路的平衡(或记录初读数),然后加载进行测量,所测的数(或差值)是外载荷引起的,与梁自重无关。
教师签字:__________日期:__________L 1PLL 2A BCDD d七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:(一)原始数据记录材料E 值泊松比试件计算长度L 1力臂长度L 2载荷(N)试件内径d 试件外径D70GP a 0.33300mm 200mm36mm 40mm(二)弯扭组合试验台装置图(三)实验数据记录表格测点A或(C)ε-45°ε0°ε45°次数载荷ΔP一二三平均一二三平均一二三平均初始值000 150N114-1-111 250N190-2-184 350N265-2-257 450N342-3-331测点B或(D)ε-45°ε0°ε45°次数载荷ΔP一二三平均一二三平均一二三平均初始值000150N165201-31 250N274336-52 350N 383469-74 450N493604-95(四)数据处理求出A、B(或C'、D')点主应力大小及方向.利用公式:A点或(C点)载荷计算结果150N250N350N450N备注σ31 6.08/-5.7710.08/-9.5614.16/-13.3218.29/-17.14MPatg2α35.5238.6139.1539.58B点或(D点)载荷计算结果150N250N350N450N备注σ3115.78/-1.7826.22/-3.0336.64/-4.3647.17/-5.59MPa 12234545450045245450454511()()() 12222Etgμμσεεεεεεμεεαεεε-︒+︒-︒︒︒︒︒-︒︒︒-︒+-⎡⎤=+±-+-⎢⎥-⎣⎦-=--tg2α-0.73-0.72-0.72-0.72问题讨论:1、画出指定A、B 点的应力状态图.答:2、要测取弯曲正应力及扭转剪应力,应如何连接电桥电路?测取弯曲正应力测取扭转剪应力教师签字:_________日期:_________A 点τB 点σxσx τ45C ε-45A εEU DBABCD 45A ε-45C ε0D εEU DBABCD 0BεRR八、压杆稳定实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器:见教材。
实验数据记录及处理:(一)原始数据记录试件宽度b试件厚度t试件长度L弹性模量E Kε20mm2mm396mm213GPa2.35με/N-4με(二)实验数据记录表格:无支撑Pcr ε(最大)1/2支撑ε(最大)-400με-1750με应变竖向位移δ(mm)ε(第1次)ε(第2次)(第3次)平均备注0.01-24 0.02-78 0.04-170 0.06-273 0.08-354 0.10-384 0.12-393 0.14-400(三)数据结果处理(1)绘制p-δ曲线,由此曲线及公式max oP K εε-=确定P cr =168.5NP-δ曲线(2)由连续加载测试结果确定无支撑P cr 及二分之一点支撑P cr 值.无支撑时:P cr =168.5N ;二分之一点支撑时:cr P =理743.0N(3)计算理论临界力:22()cr EIP L πμ==理178.7N 实验值与理论值比较:100%cr cr cr P P P -=⨯=实理理误差百分率 6.1%问题讨论:压杆稳定实验和压缩实验有什么不同?答:不同点有:1、目的不同:压杆稳定实验测临界力,压缩实验测破坏过程中的机械性能。