材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、試驗(yàn)一、拉伸試驗(yàn)報(bào)告1-1、由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果比較低碳鋼和鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性能有什么不同?答：低碳鋼在拉伸過程有明顯的四個(gè)階段，彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段。低碳鋼具有屈服種材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能及斷口特征。低碳鋼斷口為直徑縮小的杯錐狀，其延伸率大表現(xiàn)為塑性。 鑄鐵在拉伸時(shí)延伸率小表現(xiàn)為脆性，沒有明顯的四個(gè)階段，其斷口為橫斷面。1-2、由拉伸實(shí)驗(yàn)所確定的材料的力學(xué)性能數(shù)值有什么實(shí)用價(jià)值？答：1）會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)選材有直接的影響，這直接關(guān)系到企業(yè)的成本和產(chǎn)品的質(zhì)量。 2）對(duì)于好多惡劣工作環(huán)境的金屬工件，都要求要出具檢測(cè)報(bào)告。 3）企業(yè)根據(jù)不同的力學(xué)性能參數(shù)，可以安排較為合理的加工工藝。除以

2、上這些外，出口的產(chǎn)品都要經(jīng)過這方面的檢測(cè)的，這也是一個(gè)企業(yè)質(zhì)量意識(shí)的側(cè)面反映。1-3、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)距長度有關(guān)。試件局部變形 較大的斷口部分，在不同長度的標(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）。 延伸率的大小與試件尺寸有關(guān)，為了便于進(jìn)行比較，須將試件標(biāo)準(zhǔn)化。斷面收縮率的大小與試件尺寸無關(guān)。試驗(yàn)二、低碳鋼彈性模量E的測(cè)定報(bào)告2-1、

3、測(cè)E時(shí)為何要加初始載荷并限制最高載荷？使用分級(jí)等量加載的目的是什么？答：測(cè)E時(shí)為何要加初始載荷并最高載荷是為了保證低碳鋼處于彈性狀態(tài)，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。分級(jí)等量加載的目的是為了保證所求的彈性模量減少誤差。2-2、試件的尺寸和形狀對(duì)測(cè)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)。2-3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

4、證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。試驗(yàn)三、鑄鐵壓縮試驗(yàn)3-1、根據(jù)鑄鐵試件的壓縮破壞形式分析其破壞原因。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(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)生斜面剪切破壞。3-2、比較鑄鐵拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)。 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，

5、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。試驗(yàn)四、圓軸扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)4-1、試分析低碳鋼和鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞時(shí)的斷口形貌特征及其形成原因。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，沒有屈服階段，斷口為和軸線成45°的螺旋形曲面，為拉應(yīng)力破壞。4-2、試分析鑄鐵在拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)時(shí)的破壞原因。答：鑄鐵在拉伸過程中沒有明顯的四個(gè)階段，拉應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限被拉斷，其斷口為橫斷面。 鑄鐵在壓縮過程中，由于剪應(yīng)力達(dá)到剪切強(qiáng)度極限而被剪斷，其斷口為與軸線成45°45°的斜平面。 鑄鐵在扭轉(zhuǎn)過程中，由

6、于剪應(yīng)力達(dá)到拉應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限而被拉斷，其斷口為與軸線成45度的螺旋面。4-3、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。 試驗(yàn)五、純彎曲梁正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)5-1、試分析理論計(jì)算的理與實(shí)之間計(jì)算誤差的原因。答：理論計(jì)算的理與實(shí)之間計(jì)算誤差的原因可能有以下原因 1）加載位置不準(zhǔn)確，輔梁的加載位置可能導(dǎo)致主梁受力不對(duì)稱； 2）荷載可能不精確，加載過程中載荷的不穩(wěn)定性也可能導(dǎo)致載荷存在一定能夠的誤差； 3）材料的各向異性、或者不均質(zhì)造成； 4）讀取數(shù)據(jù)的誤差，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的振蕩性，不同試驗(yàn)人員可能讀取的數(shù)據(jù)不同。5-2、兩個(gè)幾何尺寸、受力完全相同的梁，但是材料不同，在同一位置沿著軸向測(cè)得的應(yīng)變、應(yīng)力是否相同？答：兩個(gè)幾何尺寸、受力完全相同的梁，但是材料不同，在同一位置沿著軸向測(cè)得的應(yīng)力相同，但是應(yīng)變不同?？梢愿鶕?jù)公式，-5-3、實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮梁的自重,是否會(huì)引起測(cè)量結(jié)果誤差?為什么?答：施加的荷載和測(cè)試應(yīng)變成線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在加外載荷前，首先進(jìn)行了測(cè)量電路的平衡（或記錄初讀數(shù)），然后加載進(jìn)行測(cè)量，所測(cè)的數(shù)（或差值）是外載荷引起的，與梁自重?zé)o關(guān)。試驗(yàn)六、彎扭組合主應(yīng)力的測(cè)定報(bào)