材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告大全集講解

1、工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)大全集班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：11試驗(yàn)機(jī)操作練習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備三、思考題 （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書必做）22 低碳鋼和鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備三、試件形狀簡(jiǎn)圖3四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 1實(shí)驗(yàn)前試件原始尺寸記錄標(biāo)距直徑 d0 (mm)最小橫截面材料L0橫截面橫截面橫截面面積(mm)(1) (2) 平均 (1)(1) 平均(1) (1) 平均A 0 (mm2)低碳鋼鑄 鐵表 2實(shí)驗(yàn)后低碳鋼尺寸記錄材料標(biāo)距 L 1斷口直徑1斷口截面積1mm2(mm)d (mm)A低碳鋼表 3測(cè)算低碳鋼彈性彈性模量E 的實(shí)驗(yàn)記錄 ( 從力變形關(guān)系圖上去查得 )載荷 Pi引伸儀標(biāo)距長(zhǎng)變形量增量單項(xiàng)

2、彈性模量 (Gpa)度內(nèi)的變形量(l ) il i 1l iPl 0（）EiKNl i (mm)（）l iA0iiii000011121242223633348444510555612666P2KN引伸儀標(biāo)距 l 0 50 mm4表 4測(cè)定屈服載荷和極限載荷的實(shí)驗(yàn)記錄材料屈服載荷 Ps （KN）極限載荷 Pb （KN）低碳鋼鑄鐵五、低碳鋼試件拉伸時(shí)主要力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果1彈性模量E1 nEiGpan i 12屈服極限sMpasPA 03強(qiáng)度極限bPbMpaA 04延伸率L1L0100% =%L05截面收縮率A 0A1%A 0100% =六、鑄鐵試件拉伸時(shí)主要力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果強(qiáng)度極限 bPbM

3、paA 05七、思考題 （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書必做）63低碳鋼和鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備三、試件形狀簡(jiǎn)圖7四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)試件幾何尺寸及測(cè)定屈服和極限載荷的實(shí)驗(yàn)記錄試件幾何尺寸屈 服極 限材最小面高度載 荷載 荷料直徑0積 A 00Ps(KN)Pb(KN)d (mm)h(mm2)(mm)低平平平碳12均12均12均鋼平平平鑄212121均均均鐵五、試件壓縮時(shí)主要力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果1低碳鋼屈服極限2鑄鐵強(qiáng)度極限sMpasP A 0bMpabP A 08六、思考題 （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書必做）9 4低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備三、試件形狀簡(jiǎn)圖10四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 1試件幾何尺寸低 碳

4、鋼均值鑄鐵均值平均1截面 11截面 1平均22直徑1直徑1截面 2d0截面 222d0(mm)1(mm)截面 31截面 3220最小平均直徑 d0(mm)最小平均直徑 d (mm)22橫截面積 A0（mm）橫截面積 A0（ mm）抗扭截面系數(shù)3抗扭截面系數(shù)3Wn1(mm)Wn2(mm)表 2測(cè)定屈服和極限扭矩的實(shí)驗(yàn)記錄材料屈服扭矩 Ts（Nm）極限扭矩 Tb（ N m）低碳鋼鑄鐵五、試件扭轉(zhuǎn)時(shí)主要力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果1低碳鋼剪切屈服極限3TsMpas4 Wn12低碳鋼剪切強(qiáng)度極限3TbMpab4 Wn13鑄鐵剪切強(qiáng)度極限TsMpabWn 211六、思考題 （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書必做）125梁的純彎曲實(shí)驗(yàn)

5、報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備名稱及型號(hào)三、測(cè)試裝置的力學(xué)模型13四、實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)表 1. 試件尺寸及裝置尺寸加力器到支試件彈性模量 梁高度 梁寬度 梁跨度 L慣性矩放大倍座的距離 a4材料ayE（ GP） h（） b（） （）I（ ） 數(shù) K（）表 2. 試件測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345測(cè)點(diǎn)坐標(biāo) z（imm）M=表3. 測(cè)定應(yīng)變實(shí)驗(yàn)記錄P(N)P(N)測(cè)點(diǎn) 1測(cè)點(diǎn) 2測(cè)點(diǎn) 3測(cè)點(diǎn) 4測(cè)點(diǎn) 51122334455-6-6-6-6-6-610-6-6-6-61010 101010101010101020304050P(N)1 10-62 3 45 10-6 10-610-610-6K P a214五

6、、計(jì)算結(jié)果1. 各點(diǎn)正應(yīng)力增量i 實(shí) ，理論值i 理 及相對(duì)誤差測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345實(shí)驗(yàn)正應(yīng)力增量i 實(shí)Ei理論應(yīng)力增量i 理M ziI Y相對(duì)誤差i理i實(shí)100%i理2用上表測(cè)點(diǎn)的實(shí) 和理 繪成沒(méi)截面高度Z 的變化曲線。z15六、思考題 （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書必做）16實(shí)驗(yàn)一測(cè)定金屬材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)日期年月日指導(dǎo)教師同組成員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備（規(guī)格、型號(hào)）三、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理試樣尺寸實(shí)驗(yàn)前：標(biāo)距mm直徑mm橫截面面積mm 2實(shí)驗(yàn)后：標(biāo)距mm最小直徑mm橫截面面積A1低碳鋼試件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)屈服載荷FslkN最大載荷FbdkN屈服應(yīng)力sFsAAMPa抗拉強(qiáng)度bFbAl 1MPad1伸長(zhǎng)率l1l

7、100%l斷面收縮率AA1100%mm 2A17試樣草圖實(shí)驗(yàn)前：.dl實(shí)驗(yàn)后：試樣尺寸實(shí)驗(yàn)前：直徑mm橫截面面積mm2試樣草圖實(shí)驗(yàn)前：.d實(shí)驗(yàn)后：四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論拉伸圖F.Ol灰鑄鐵試件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最大載荷Fbd kN抗拉強(qiáng)度FbbAAMPa拉伸圖F.Ol18實(shí)驗(yàn)二測(cè)定金屬材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)日期年月日指導(dǎo)教師（簽字）同組成員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備（規(guī)格、型號(hào)）三、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理材低碳鋼灰鑄鐵料試樣dmm，Admm，A尺mm 2mm2寸試實(shí) 驗(yàn) 前實(shí) 驗(yàn) 后實(shí) 驗(yàn) 前實(shí) 驗(yàn) 后樣.草圖dd實(shí)屈服載荷Fs最 大載荷Fbc驗(yàn)kNkN數(shù)FsFbc據(jù)屈 服 應(yīng) 力抗 壓 強(qiáng) 度sbcAAMP

8、aMPa19FF壓縮圖OlOl四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論20實(shí)驗(yàn)三金屬材料扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期年月日指導(dǎo)教師（簽字）同組成員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備（規(guī)格、型號(hào)）三、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理材料低碳鋼試樣dmm ，Wpd 316尺寸mm3試.d.樣實(shí)驗(yàn)前：草實(shí)驗(yàn)后：圖屈服扭矩TsN m最大扭矩Tb實(shí)N m驗(yàn)Ts數(shù)屈服切 應(yīng)力sWp據(jù)MPa抗切強(qiáng)度bTbWpMPa灰鑄鐵dmm ，d 3Wp16mm 3.d.實(shí)驗(yàn)前：實(shí)驗(yàn)后：最大扭矩TbN m抗 切 強(qiáng) 度 bTbMPaWp21TT扭轉(zhuǎn)圖OO四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論22實(shí)驗(yàn)四測(cè)定金屬材料的彈性模量E實(shí)驗(yàn)日期年月日指導(dǎo)教師（簽字）同組成員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備（

9、規(guī)格、型號(hào)）三、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理試 樣 尺 寸： 厚 h =mm，寬 b =mm，橫截面面積 Amm 2載荷 ( N)應(yīng)變讀數(shù)（）F讀增量應(yīng)變片 R1 讀數(shù)應(yīng)變片 R2讀數(shù)增量數(shù)F1增量 122增量均值 FN增量均值彈性模量EF106GPaA四、誤差原因及分析23實(shí)驗(yàn)五矩形截面梁的純彎曲正應(yīng)力電測(cè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期年月日指導(dǎo)教師（簽字）同組成員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備（規(guī)格、型號(hào)）三、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理試樣尺寸及材料參數(shù)： amm， bmm， hmm， I zmm4， EGPa測(cè)點(diǎn)應(yīng)變1 點(diǎn)2 點(diǎn)3 點(diǎn)4 點(diǎn)5 點(diǎn)( )yyyyy載荷 ( N )mmmmmmmmmm讀數(shù)增量讀數(shù) 增量讀數(shù) 增量讀數(shù)

10、 增量讀數(shù) 增量讀數(shù) 增量FN12345實(shí)E( MPa)理 M y ( MPa)I z誤差（ %）四、誤差原因及分析24一、拉伸實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)儀器見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 ：例 : ( 一 ) 低碳鋼試件試驗(yàn)前試驗(yàn)后最小平均直徑 d=10.14mm最小直徑 d=5.70mm截面面積 A=80.71mm2截面面積125.50mm2100A =133.24計(jì)算長(zhǎng)度 L=mm計(jì)算長(zhǎng)度1mmL =試驗(yàn)前草圖試驗(yàn)后草圖強(qiáng)度指標(biāo) :s22.1_KN屈服應(yīng)力ss/A _273.8aP=_ = P_MPPb33.2_KN強(qiáng)度極限 bb/A _411.3a=_= P_MP塑性指標(biāo) :伸

11、長(zhǎng)率L 1-L33.24 %面積收縮率AA1100%68.40 %L100%A低碳鋼拉伸圖 :25（二）鑄鐵試件試驗(yàn)前試驗(yàn) 后最小平均直徑 d=10.16mm最小直徑 d=10.15mm截面面積A=81.03mm2截面面積180.91mm2100A =100計(jì)算長(zhǎng)度L=mm計(jì)算長(zhǎng)度1mmL 試驗(yàn)前草圖試驗(yàn)后草圖強(qiáng)度指標(biāo) :b14.4_ KN最大載荷 P =_bb/ A = _177.7_ M Pa強(qiáng)度極限= P問(wèn)題討論：1、 為何在拉伸試驗(yàn)中必須采用標(biāo)準(zhǔn)試件或比例試件, 材料相同而長(zhǎng)短不同的試件延伸率是否相同 ?答 : 拉伸實(shí)驗(yàn)中延伸率的大小與材料有關(guān) , 同時(shí)與試件的標(biāo)距長(zhǎng)度有關(guān) . 試件局

12、部變形較大的斷口部分 , 在不同長(zhǎng)度的標(biāo)距中所占比例也不同 . 因此拉伸試驗(yàn)中必須采用標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)的力學(xué)性能及斷口特征.答 : 試件在拉伸時(shí)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(wú) . 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。 .教師簽字 :_ _日期 :_ _26二、壓縮實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

13、的：見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)原理：見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：例： ( 一) 試驗(yàn)記錄及計(jì)算結(jié)果材料低碳鋼鑄鐵直徑d =_15_mm直徑 d =_15_mm試件尺寸長(zhǎng)度L =_20長(zhǎng)度 L =_20_mm_mm面積 A =_176.632面積 A =_176.632_mm_mm試驗(yàn)前試件形狀草圖試驗(yàn)后屈服載荷s49P = _KN屈服應(yīng)力s277.4a = _MP最大載荷b153P = _ _ _KN抗壓強(qiáng)度b= _ _866.2a_MP問(wèn)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 4550夾角，在斷口位置剪應(yīng)力已達(dá)到其抵抗的最大極限值，抗剪先于抗壓達(dá)到極限，因而發(fā)生斜面剪

14、切破壞。272、低碳鋼與鑄鐵在壓縮時(shí)力學(xué)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(shí)試件不會(huì)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(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，無(wú)屈服現(xiàn)象。壓縮試驗(yàn)時(shí)，鑄鐵因達(dá)到剪切極限而被剪切破壞。通過(guò)試驗(yàn)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(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)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(yīng)用范圍廣，脆性材料最好處于受壓狀態(tài)，比如車床機(jī)座。教師簽字 :_日期:_28三、拉壓彈性模量E 測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)儀器：見(jiàn)教材

15、。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：（一）碳鋼試件尺寸計(jì)算長(zhǎng)度 L =_100_mm直徑 d =_ 10_mm2截面面積 A =_78.5 _mm（二）引伸儀測(cè)量記錄 :載荷 P左表右表讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)差(KN)1221A讀數(shù) AA讀數(shù) A ( 格 )( 格)( 格 )( 格)12243648510612714（三）數(shù)據(jù)處理結(jié)果平均 ( A1)=平均 (A2)=左右兩表讀數(shù)差平均值:( A)12) ()( A2平均伸長(zhǎng)增量 ( L)=_mm碳鋼彈性模量EP LMPaL A)(29問(wèn)題討論：1、 試件的尺寸和形狀對(duì)測(cè)定彈性模量有無(wú)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(wú)關(guān)。2、 逐級(jí)

16、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(jí)加載的方法測(cè)彈性模量?答 : 逐級(jí)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(jí)加載方法所求出的彈性模量可降低誤差，同時(shí)可以驗(yàn)證材料此時(shí)是否處于彈性狀態(tài)，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。教師簽字 :_日期 :_30四、低碳鋼剪切彈性模量G測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)儀器：見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：( 一 ) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果試件尺寸材料直徑 mm標(biāo)距長(zhǎng)度 L0力臂長(zhǎng)度 L測(cè)臂長(zhǎng)度 R碳鋼10190mm150mm150mm123456扭矩M n相對(duì)扭轉(zhuǎn)角MnL032 M nL

17、 0Gd 4I P( 二) 結(jié)果比較 ( =0.3)理論計(jì)算實(shí)驗(yàn)值誤差 %EGPaG 實(shí)= GPG理a2(1)31問(wèn)題討論：1、 試驗(yàn)過(guò)程中 , 有時(shí)候在加砝碼時(shí) , 百分表指針不動(dòng) , 這是為什么 ?應(yīng)采取什么措施 ? 答：檢查百分表是否接觸測(cè)臂或超出百分表測(cè)量上限，應(yīng)調(diào)整百分表位置。2、 測(cè) G時(shí)為什么必須要限定外加扭矩大小?答：所測(cè)材料的G必須是材料處于彈性狀態(tài)下所測(cè)取得，故必須控制外加扭矩大小。教師簽字 :_日期 :_32五、扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)儀器：見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：( 一 )試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄尺寸直徑 d(mm)試件材料碳鋼鑄鐵101033計(jì)算長(zhǎng)度 L

18、(mm)1001003抗扭截面模量 mm200200d3Wp0.2d 316屈服扭矩 Ms35.5 Nm破壞扭矩b80.5Nm46.5NmM( 二 )性能計(jì)算1、碳鋼 : 扭轉(zhuǎn)屈服極限 :M s177.3 MPasWpM n402.4MPa扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限bWp2、鑄鐵 : 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限 :M b232.5 MPabWp問(wèn)題討論：1、 碳鋼與鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞情況有什么不同?分析其原因 .答：碳鋼扭轉(zhuǎn)形變大，有屈服階段，斷口為橫斷面，為剪切破壞。鑄鐵扭轉(zhuǎn)形變小， 沒(méi)有屈服階段，斷口為和軸線成約45的螺旋形曲面， 為拉應(yīng)力破壞。2、 鑄鐵扭轉(zhuǎn)破壞斷口的傾斜方向與外加扭轉(zhuǎn)的方向有無(wú)直接關(guān)系?為什么 ?答：有關(guān)系。扭轉(zhuǎn)方向改變后，最大拉應(yīng)力方向隨之改變，而鑄鐵破壞是拉應(yīng)力破壞，所以鑄鐵斷口和扭轉(zhuǎn)方向有關(guān)。34教師簽字 :_日期:_六、純彎曲梁正應(yīng)力試驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)儀器：35見(jiàn)教材。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：例：1、原始數(shù)據(jù)記錄 :試件材料彈性模量 E低碳鋼213GPa靈敏系數(shù)；2.272、梁布片圖 :Fy2y2a3、記錄及計(jì)算結(jié)果載荷應(yīng) 變 ( )測(cè)點(diǎn)12載荷 P距中性層試件尺寸Y =10mmb= 20mm L= 620mm4000N1Y =15mmh= 40mm a=