材料的力學實驗報告

時間：2024-08-16 05:49:52 學人智庫

材料的力學實驗報告

　　材料的力學實驗報告一

材料的力學實驗報告

　　一、拉伸實驗···············································································2 二、壓縮實驗···············································································4 三、拉壓彈性模量E測定實驗···················································6 四、低碳鋼剪切彈性模量G測定實驗·······································8 五、扭轉(zhuǎn)破壞實驗····································································10 六、純彎曲梁正應力實驗··························································12 七、彎扭組合變形時的主應力測定實驗··································15 八、壓桿穩(wěn)定實驗······································································18

　　一、拉伸實驗報告標準答案

　　實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理：例:(一)低碳鋼試件

　　強度指標:

　　Ps=__22.1___KN屈服應力 ζs= Ps/A __273.8___MPa P b =__33.2___KN強度極限 ζb= Pb /A __411.3___MPa 塑性指標:

　　L1-LAA1

　　伸長率100%33.24 %面積收縮率100%68.40 %

　　低碳鋼拉伸圖

　�。ǘ╄T鐵試件

　　強度指標:

　　最大載荷Pb =__14.4___ KN

　　強度極限ζb= Pb / A = _177.7__ M Pa

　　問題討論：

　　1、為何在拉伸試驗中必須采用標準試件或比例試件,材料相同而長短不同的試件延伸率是否相同

　　答:拉伸實驗中延伸率的大小與材料有關(guān),同時與試件的標距長度有關(guān).試件局部變形較大的斷口部分,在不同長度的標距中所占比例也不同.因此拉伸

　　試驗中必須采用標準試件或比例試件,這樣其有關(guān)性質(zhì)才具可比性.

　　材料相同而長短不同的試件通常情況下延伸率是不同的(橫截面面積與長度存在某種特殊比例關(guān)系除外).

　　2、分析比較兩種材料在拉伸時的力學性能及斷口特征.

　　答:試件在拉伸時鑄鐵延伸率小表現(xiàn)為脆性,低碳鋼延伸率大表現(xiàn)為塑性;低碳鋼具有屈服現(xiàn)象,鑄鐵無.低碳鋼斷口為直徑縮小的杯錐狀,且有450的剪切唇，斷口組織為暗灰色纖維狀組織。鑄鐵斷口為橫斷面，為閃光的結(jié)晶狀組織。.

　　二、壓縮實驗報告標準答案

　　實驗數(shù)據(jù)記錄及處理：例：(一)試驗記錄及計算結(jié)果

　　問題討論：

　　1、分析鑄鐵試件壓縮破壞的原因.

　　答：鑄鐵試件壓縮破壞，其斷口與軸線成45°~50°夾角，在斷口位置剪應力已達到其抵抗的.最大極限值，抗剪先于抗壓達到極限，因而發(fā)生斜面剪

　　切破壞。

　　2、低碳鋼與鑄鐵在壓縮時力學性質(zhì)有何不同結(jié)構(gòu)工程中怎樣合理使用這兩類不同性質(zhì)的材料

　　答：低碳鋼為塑性材料，抗壓屈服極限與抗拉屈服極限相近，此時試件不會發(fā)生斷裂，隨荷載增加發(fā)生塑性形變；鑄鐵為脆性材料，抗壓強度遠大于抗拉強度，無屈服現(xiàn)象。壓縮試驗時，鑄鐵因達到剪切極限而被剪切破壞。

　　通過試驗可以發(fā)現(xiàn)低碳鋼材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉與抗壓相近。鑄鐵材料塑性差，其抗拉遠小于抗壓強度，抗剪優(yōu)于抗拉低于抗壓。故在工程結(jié)構(gòu)中塑性材料應用范圍廣，脆性材料最好處于受壓狀態(tài)，比如車床機座。

　　三、拉壓彈性模量E測定試驗報告

　　實驗數(shù)據(jù)記錄及處理：

　�。ㄒ唬┨间撛嚰叽�

　　計算長度L =__100___mm直徑d =__10___mm

　　截面面積A =___78.5____mm2

　　平均(ΔA1)= 平均(ΔA2)=

　　(1)(A2)

　�。� 左右兩表讀數(shù)差平均值:(A)

　　平均伸長增量(ΔL)=__________mm

　　碳鋼彈性模量 E

　　MPa

　　(LA)

　　問題討論：

　　1、試件的尺寸和形狀對測定彈性模量有無影響為什么

　　答: 彈性模量是材料的固有性質(zhì)，與試件的尺寸和形狀無關(guān)。

　　2、逐級加載方法所求出的彈性模量與一次加載到最終值所求出的彈性模量是否相同為什么必須用逐級加載的方法測彈性模量

　　答: 逐級加載方法所求出的彈性模量與一次加載到最終值所求出的彈性模量不相同，采用逐級加載方法所求出的彈性模量可降低誤差，同時可以驗證材料此時是否處于彈性狀態(tài)，以保證實驗結(jié)果的可靠性。

　　四、低碳鋼剪切彈性模量G測定實驗報告標準答案

　　實驗數(shù)據(jù)記錄及處理： (一)試驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果

　　MnL032MnL0

　　IPd

　　材料的力學實驗報告二

　　實驗一拉伸實驗

　　一、實驗目的

　　1．測定低碳鋼(Q235)的屈服點s，強度極限b，延伸率，斷面收縮率。 2．測定鑄鐵的強度極限b。

　　3．觀察低碳鋼拉伸過程中的各種現(xiàn)象（如屈服、強化、頸縮等），并繪制拉伸曲線。 4．熟悉試驗機和其它有關(guān)儀器的使用。

　　二、實驗設備

　　1．液壓式萬能實驗機；2．游標卡尺；3．試樣刻線機。

　　三、萬能試驗機簡介

　　具有拉伸、壓縮、彎曲及其剪切等各種靜力實驗功能的試驗機稱為萬能材料試驗機，萬能材料試驗機一般都由兩個基本部分組成；

　　1）加載部分，利用一定的動力和傳動裝置強迫試件發(fā)生變形，從而使試件受到力的作用，即對試件加載。

　　2）測控部分，指示試件所受載荷大小及變形情況。

　　四、試驗方法

　　1．低碳鋼拉伸實驗

　�。�1）用畫線器在低碳鋼試件上畫標距及10等分刻線，量試件直徑，低碳鋼試件標距。（2）調(diào)整試驗機，使下夾頭處于適當?shù)奈恢�，把試件夾好。

　�。�3）運行試驗程序，加載，實時顯示外力和變形的關(guān)系曲線。觀察屈服現(xiàn)象。。（4）打印外力和變形的關(guān)系曲線，記錄屈服載荷Fs=22.5kN，最大載荷Fb =35kN。（5）取下試件，觀察試件斷口: 頸縮處最小直徑d1低碳鋼的拉伸圖如圖所示

　　2．鑄鐵的拉伸

　　其方法步驟完全與低碳鋼相同。因為材料是脆性材料，觀察不到屈服現(xiàn)象。在很小的變形下試件就突然斷裂（圖1-5），只需記錄下最大載荷Fb=10.8kN即可。 b的計算與低碳鋼的計算方法相同。

　　六、試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

　　表1-2 試驗前試樣尺寸

　　表1-3 試驗后試樣尺寸和形狀

　　根據(jù)試驗記錄，計算應力值。

　　Fs22.5103低碳鋼屈服極限s286.48MPa

　　A078.54Fb35103

　　低碳鋼強度極限 b445.63MPa

　　A078.54

　　低碳鋼斷面收縮率

　　A0A178.5428.27

　　100%64% A078.54

　　低碳鋼延伸率

　　L1L0125100

　　100%25% L0100

　　Fb10.8103

　　鑄鐵強度極

　　限 b137.53MPa

　　A078.54

　　七、思考題

　　1．根據(jù)實驗畫出低碳鋼和鑄鐵的拉伸曲線。略

　　2．根據(jù)實驗時發(fā)生的現(xiàn)象和實驗結(jié)果比較低碳鋼和鑄鐵的機械性能有什么不同答：低碳鋼是典型的塑性材料，拉伸時會發(fā)生屈服，會產(chǎn)生很大的塑性變形，斷裂前有明顯的頸縮現(xiàn)象，拉斷后斷口呈凸凹狀，而鑄鐵拉伸時沒有屈服現(xiàn)象，變形也不明顯，拉斷后斷口基本沿橫截面，較粗糙。

　　3．低碳鋼試樣在最大載荷D點不斷裂，在載荷下降至E點時反而斷裂，為什么？答：低碳鋼在載荷下降至E點時反而斷裂，是因為此時實際受載截面已經(jīng)大大減小，實際應力達到材料所能承受的極限，在最大載荷D點實際應力比E點時小。

　　實驗二壓縮實驗

　　一、實驗目的

　　1．測定低碳鋼的壓縮屈服極限和鑄鐵的壓縮強度極限。 2．觀察和比較兩種材料在壓縮過程中的各種現(xiàn)象。

　　二、實驗設備、材料

　　萬能材料試驗機、游標卡尺、低碳鋼和鑄鐵壓縮試件。

　　三、實驗方法

　　1．用游標卡尺量出試件的直徑d和高度h。

　　2．把試件放好，調(diào)整試驗機，使上壓頭處于適當?shù)奈恢�，空隙小�?0mm 。 3．運行試驗程序，加載，實時顯示外力和變形的關(guān)系曲線。

　　4．對低碳鋼試件應注意觀察屈服現(xiàn)象，并記錄下屈服載荷Fs=22.5kN。其越壓越扁，壓到一定程度（F=40KN）即可停止試驗。對于鑄鐵試件，應壓到破壞為止，記下最大載荷

　　Fb =35kN。打印壓縮曲線。

　　5．取下試件，觀察低碳鋼試件形狀: 鼓狀；鑄鐵試件，沿45~55方向破壞。