力学实验报告_理论力学期末总结

力学实验报告 篇1

　　一、实验目的

　　1.测定低碳钢(Q235)的屈服点s，强度极限b，延伸率，断面收缩率。 2.测定铸铁的强度极限b。

　　3.观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。 4.熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

　　二、实验设备

　　1.液压式万能实验机；2.游标卡尺；3.试样刻线机。

　　三、万能试验机简介

　　具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的.试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；

　　1）加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。

　　2） 测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。

　　四、试验方法

　　1.低碳钢拉伸实验

　　（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。 （2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。

　　（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。观察屈服现象。。 （4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷Fs=22.5kN，最大载荷Fb =35kN。 （5）取下试件，观察试件断口: 颈缩处最小直径d1低碳钢的拉伸图如图所示

　　2.铸铁的拉伸

　　其方法步骤完全与低碳钢相同。因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。在很小的变形下试件就突然断裂（图1-5），只需记录下最大载荷Fb=10.8kN即可。 b的计算与低碳钢的计算方法相同。

　　六、试验结果及数据处理

　　表1-2 试验前试样尺寸

　　表1-3 试验后试样尺寸和形状

　　根据试验记录，计算应力值。

　　Fs22.5103低碳钢屈服极限s286.48MPa

　　A078.54Fb35103

　　低碳钢强度极限 b445.63MPa

　　A078.54

　　低碳钢断面收缩率

　　A0A178.5428.27

　　100%64% A078.54

　　低碳钢延伸率

　　L1L0125100

　　100%25% L0100

　　Fb10.8103

　　铸铁强度极

　　限 b137.53MPa

　　A078.54

　　七、思考题

　　1. 根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。略

　　2. 根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。

　　3. 低碳钢试样在最大载荷D点不断裂，在载荷下降至E点时反而断裂，为什么？ 答：低碳钢在载荷下降至E点时反而断裂，是因为此时实际受载截面已经大大减小，实际应力达到材料所能承受的极限，在最大载荷D点实际应力比E点时小。

　　实验二 压缩实验

　　一、实验目的

　　1. 测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。 2. 观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。

　　二、实验设备、材料

　　万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。

　　三、实验方法

　　1. 用游标卡尺量出试件的直径d和高度h。

　　2. 把试件放好，调整试验机，使上压头处于适当的位置，空隙小于10mm 。 3. 运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。

　　4. 对低碳钢试件应注意观察屈服现象，并记录下屈服载荷Fs=22.5kN。其越压越扁，压到一定程度（F=40KN）即可停止试验。 对于铸铁试件，应压到破坏为止，记下最大载荷

　　Fb =35kN。 打印压缩曲线。

　　5. 取下试件，观察低碳钢试件形状: 鼓状；铸铁试件，沿45~55方向破坏。

　　F图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线

　　四、试验结果及数据处理

　　表2-1 压缩实验结果

　　低碳钢压缩屈服点 s铸铁压缩强度极限 b

　　Fs22000280.11MPa 2

　　A010/4

　　Fb60000763.94MPa A0102/4

　　五、思考题

　　1. 分析铸铁破坏的原因，并与其拉伸作比较。

　　答：铸铁压缩时的断口与轴线约成45角，在45的斜截面上作用着最大的切应力，故其破坏方式是剪断。铸铁拉伸时，沿横截面破坏，为拉应力过大导致。 2. 放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形，为什么？ 答：支承垫板底部都制作成球形自动对中，便于使试件均匀受力。

　　3. 为什么铸铁试样被压缩时，破坏面常发生在与轴线大致成45~55的方向上？ 答：由于内摩擦的作用。

　　4. 试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同？

　　答：塑性材料在压缩时截面不断增大，承载能力不断增强，但塑性变形过大时不能正常工作，即失效；脆性材料在压缩时，破坏前无明显变化，破坏与沿轴线大致成45~55的方向发生，为剪断破坏。

　　5. 低碳钢和铸铁在拉伸与压缩时的力学性质有什么不同？ 答：低碳钢抗拉压能力相同，铸铁抗压能力比抗拉高许多。

力学实验报告 篇2

　　一、实验目的：

　　二、实验设备和仪器：

　　三、实验记录和处理结果：

　　四、实验原理和方法：

　　五、实验步骤及实验结果处理：

　　六、讨论：

　　材料力学实验报告范文一、用途

　　该实验台配上引伸仪，作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。

　　二、主要技术指标

　　1.试样：Q235钢，直径d=10mm，标距l=100mm。

　　2.载荷增量△F=1000N

　　①砝码四级加载，每个砝码重25N;

　　②初载砝码一个，重16N;

　　③采用1：40杠杆比放大。

　　3.精度：一般误差小于5%。

　　三、操作步骤及注意事项

　　1.调节吊杆螺母，使杠杆尾端上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。

　　注意：调节前，必须使两垫刀刃对正V型槽沟底，否则垫刀将由于受力不均而被压裂。

　　2.把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。

　　①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。②引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。③采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与实验台的架体平面需成45o左右的角度。

　　3.挂上砝码托。

　　4.加上初载砝码，记下引伸仪的读数。

　　5.分四次加等重砝码，每加一次记一次引伸仪的读数。

　　注意:加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，并注意防止失落而砸伤人、物。

　　6.实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。

　　7.加载过程中，要注意检查传力机构的零件是否受到干扰，若受干扰，需卸载调整。

　　四、计算试样横截面积A

　　应力增量d24FA

　　引伸仪放大倍数K=20xx

　　引伸仪读数Ni(i0,1,2,3,4)

　　引伸仪读数差NjNiNi1(j1,2,3,4)

　　引伸仪读数差的平均值N平均14Nj4j1

　　N平均

　　K试样在标距l段各级变形增量的平均值l

　　应变增量ll

　　材料的弹性模量E

力学实验报告 篇3

　　拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。

　　实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号）

　　1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。

　　2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。

　　3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A和断面收缩率Z

　　4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm

　　5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。

　　实验设备和仪器

　　万能试验机、游标卡尺，引伸仪

　　实验试样

　　实验原理

　　按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。

　　将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。

　　应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

　　1、低碳钢（典型的塑性材料）

　　当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP

　　后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。

　　在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。

　　当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值FeL作为材料屈服时的力值）。确定屈服力值时，必须注意观察读数表盘上测力指针的.转动情况，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力FeH（上屈服荷载）和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力FeL（下屈服荷载）或首次停止转动指示的恒定力FeL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原始横截面积（S0）便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。

　　即ReH=FeH/S0 ReL=FeL/S0屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力Fm之前，试样标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。此最大力Fm为材料的抗拉强度力值，由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉强度Rm。

　　如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图2－3所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎平行于弹性阶段的直线卸回，这说明卸载前试样中除了有塑性变形外，还有一部分弹性变形；卸载后再继续加载，曲线几乎沿卸载路径变化，然后继续强化变形，就像没有卸载一样，这种现象称为材料的冷作硬化。显然，冷作硬化提高了材料的比例极限和屈服极限，但材料的塑性却相应降低。

　　当荷载达到最大力Fm后，示力指针由最大力Fm缓慢回转时，试样上某一部位开始产生局部伸长和颈缩，在颈缩发生部位，横截面面积急剧缩小，继续拉伸所需的力也迅速减小，拉伸曲线开始下降，直至试样断裂。此时通过测量试样断裂后的标距长度Lu和断口处最小直径du，计算断后最小截面积（Su），由计算公式ALuL0SSu100%Z0100%L0S0、即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率Z。

　　2铸铁（典型的脆性材料）

　　脆性材料是指断后伸长率A＜5％的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。而且，大多数脆性材料在拉伸时的应力－应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，也不会出现屈服和颈缩等现象（如图2－2b所示），只有断裂时的应力值——强度极限。

　　铸铁试样在承受拉力、变形极小时，就达到最大力Fm而突然发生断裂，其抗拉强度也远小于低碳钢的抗拉强度。同样，由公式Rm=Fm/S0即可得到其抗拉强度Rm，而由公式ALuL0L0100%则可求得其断后伸长率A。

　　实验结果与截图