材料力学实验报告大全集讲解

1工程力学实验大全集班级：学号：姓名：2§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）32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4四、实验数据表1实验前试件原始尺寸记录材料标距L0(mm)直径d0(mm)最小横截面面积A0(mm2)横截面Ⅰ横截面Ⅱ横截面Ⅲ(1)(2)平均(1)(1)平均(1)(1)平均低碳钢铸铁表2实验后低碳钢尺寸记录材料标距L1(mm)断口直径d1(mm)断口截面积A1mm2低碳钢表3测算低碳钢弹性弹性模量E的实验记录(从力—变形关系图上去查得)载荷iP（KN）引伸仪标距长度内的变形量il(mm)变形量增量iiilll1)(（㎜）单项弹性模量(Gpa)00AlPlEiiiiii0000111212224233363444845551056666126ΔP＝2KN引伸仪标距0l＝50mm5表4测定屈服载荷和极限载荷的实验记录材料屈服载荷Ps（KN）极限载荷Pb（KN）低碳钢铸铁五、低碳钢试件拉伸时主要力学性能的计算结果1．弹性模量n1iiEn1E＝Gpa2．屈服极限0ssAP＝Mpa3．强度极限0bbAP＝Mpa4．延伸率%100001LLL=%5．截面收缩率%100AAA010=%六、铸铁试件拉伸时主要力学性能的计算结果强度极限0bbAP＝Mpa6七、思考题（见实验指导书必做）7§3低碳钢和铸铁压缩实验报告一、实验目的二、实验设备三、试件形状简图8四、实验数据试件几何尺寸及测定屈服和极限载荷的实验记录材料试件几何尺寸屈服载荷Ps(KN)极限载荷Pb(KN)直径d0(mm)最小面积A0(mm2)高度h0(mm)低碳钢Ⅰ平均Ⅱ平均Ⅲ平均121212铸铁Ⅰ平均Ⅱ平均Ⅲ平均121212五、试件压缩时主要力学性能的计算结果1．低碳钢屈服极限0ssAP＝Mpa2．铸铁强度极限0bbAP＝Mpa9六、思考题（见实验指导书必做）10§4低碳钢和铸铁扭转实验报告一、实验目的二、实验设备三、试件形状简图11四、实验数据表1试件几何尺寸低碳钢均值铸铁均值平均直径d0(mm)截面11平均直径d0(mm)截面1122截面21截面2122截面31截面3122最小平均直径d0(mm)最小平均直径d0(mm)横截面积A0（mm2）横截面积A0（mm2）抗扭截面系数Wn1(mm3)抗扭截面系数Wn2(mm3)表2测定屈服和极限扭矩的实验记录材料屈服扭矩Ts（N·m）极限扭矩Tb（N·m）低碳钢铸铁五、试件扭转时主要力学性能的计算结果1．低碳钢剪切屈服极限143nssWT＝Mpa2．低碳钢剪切强度极限143nbbWT＝Mpa3．铸铁剪切强度极限2nsbWT＝Mpa12六、思考题（见实验指导书必做）13§5梁的纯弯曲实验报告一、实验目的二、实验设备名称及型号三、测试装置的力学模型14四、实验记录数据表1.试件尺寸及装置尺寸试件材料弹性模量E（GPa）梁高度h（㎝）梁宽度b（㎝）梁跨度L（㎝）加力器到支座的距离a（㎝）惯性矩Iy（㎝4）放大倍数K表2.试件测点位置测点编号12345测点坐标zi（mm）表3.测定应变ε实验记录P(N)ΔP(N)测点1测点2测点3测点4测点5ε1×10-6Δε1×10-6ε2×10-6Δε2×10-6ε3×10-6Δε3×10-6ε4×10-6Δε4×10-6ε5×10-6Δε5×10-61020304050ΔP＝(N)1＝×10-62＝×10-63＝×10-64＝×10-65＝×10-6ΔM=2aPK15z五、计算结果1.各点正应力增量实i，理论值理i及相对误差测点编号12345实验正应力增量iiE实理论应力增量YIzMii理相对误差%100iii理实理2．用上表测点的实和理绘成没截面高度Z的变化曲线。16六、思考题（见实验指导书必做）17实验一测定金属材料拉伸时的力学性能实验日期年月日指导教师同组成员一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理低碳钢试件试样尺寸实验数据实验前：标距lmm直径dmm横截面面积A2mm实验后：标距1lmm最小直径1dmm横截面面积1A2mm屈服载荷sFkN最大载荷bFkN屈服应力AFssMPa抗拉强度AFbbMPa伸长率%1001lll断面收缩率%1001AAA18试样草图拉伸图实验前：d..l实验后：FOl灰铸铁试件试样尺寸实验数据实验前：直径dmm横截面面积Amm2最大载荷bFkN抗拉强度AFbbMPa试样草图拉伸图实验前：d..实验后：FOl四、实验结果分析讨论19实验二测定金属材料压缩时的力学性能实验日期年月日指导教师（签字）同组成员一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理材料低碳钢灰铸铁试样尺寸dmm，Amm2dmm，Amm2试样草图实验前实验后实验前实验后d.d.实验数据屈服载荷sFkN屈服应力AFssMPa最大载荷bcFkN抗压强度AFbcbcMPa20压缩图FOlFOl四、实验结果分析讨论21实验三金属材料扭转破坏实验实验日期年月日指导教师（签字）同组成员一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理材料低碳钢灰铸铁试样尺寸dmm，163pdW3mmdmm，163pdW3mm试样草图实验前：d..实验后：实验前：d..实验后：实验数据屈服扭矩sTmN最大扭矩bTmN屈服切应力pssWTMPa抗切强度pbbWTMPa最大扭矩bTmN抗切强度bbpTWMPa22扭转图TOTO四、实验结果分析讨论23实验四测定金属材料的弹性模量E实验日期年月日指导教师（签字）同组成员一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理试样尺寸：厚h=mm，宽b=mm，横截面面积A2mm载荷(N)应变读数（με）F读数增量F应变片R1读数ε1增量⊿ε1应变片R2读数ε2增量⊿ε2增量均值FN增量均值弹性模量610AFEGPa四、误差原因及分析24实验五矩形截面梁的纯弯曲正应力电测实验实验日期年月日指导教师（签字）同组成员一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理试样尺寸及材料参数：amm，bmm，hmm，zImm4，EGPa测点应变()载荷(N)1点ymm2点ymm3点ymm4点ymm5点ymm读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量FN12345E实(MPa)zIyM理(MPa)误差（%）四、误差原因及分析一、拉伸实验报告标准答案25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=80.71mm2截面面积A1=25.50mm2计算长度L=100mm计算长度L1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标:Ps=__22.1___KN屈服应力σs=Ps/A__273.8___MPaPb=__33.2___KN强度极限σb=Pb/A__411.3___MPa塑性指标:1L-L100%L伸长率33.24%1100%AAA面积收缩率68.40%低碳钢拉伸图:（二）铸铁试件26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__MPa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27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，28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：29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____mm2（二）引伸仪测量记录:读数载荷P(KN)左表右表读数A1(格)读数差ΔA1(格)读数A2(格)读数差ΔA2(格)12243648510612714（三）数据处理结果平均(ΔA1)=平均(ΔA2)=12()():()2AA左右两表读数差平均值＝平均伸长增量(ΔL)=__________mmMPa()PLELA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?为什30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31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L0力臂长度L测臂长度R碳钢10190mm150mm150mm123456扭矩nM相对扭转角00432nnPMLMLGId(二)结果比较(μ=0.3)理论计算实验值误差%GPa2(1)EG理G实=GPa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?