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文檔簡介
1、材料力學(xué)、工程力學(xué)實 驗 報 告 課程名稱:班 級:姓 名:學(xué) 號:實驗指導(dǎo)老師: 目 錄1. 實驗一:低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮.12. 實驗二:低碳鋼拉伸彈性模量E的測定.63. 實驗三:低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn).94. 實驗四:扭轉(zhuǎn)彈性模量G的測定.115. 實驗五:低碳鋼和中碳鋼的沖擊136. 實驗六:純彎曲正應(yīng)力的電測.14實驗一:低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實驗班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、 實驗?zāi)康模?. 了解萬能試驗機(jī)的構(gòu)造原理及操作過程。2. 掌握拉伸壓縮試驗的方法。3. 觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸在壓縮時的變形及破壞現(xiàn)象。4. 測定低碳鋼的強(qiáng)度和塑性指示:屈服極限s,強(qiáng)度極限b,延
2、伸率和斷面收縮率。5.測定鑄鐵在拉伸和壓縮時的強(qiáng)度b。二、 實驗設(shè)備和量具:1. 試驗機(jī)型號和名稱:WEW-600B微機(jī)控制液壓式萬能材料試驗機(jī),噸位:60噸。 2. 量具名稱:0125/0.02游標(biāo)卡尺。三、 實驗數(shù)據(jù)的記錄:1. 試件的測量及分析拉伸試件:材料試件標(biāo)距L0(mm)試 件 直 徑 d(mm)最小橫截面面積F0(mm2)截面截面截面12平均12平均12平均低碳鋼100鑄鐵100可以全部取d10 mm78.54 壓縮試件:試 件 直 徑 d(mm)截面面積F0(mm2)全部取d20 mmF01/4d2314.16 mm22.Ps、Pb的記錄:屈服力/最大拉力拉 伸 試 驗壓縮試驗
3、低碳鋼鑄鐵鑄鐵Ps(N)Pb(N)3、低碳鋼試件斷裂后的尺寸記錄:試件斷裂后的標(biāo)距L1(mm)斷口處直徑d1(mm)斷口處最小橫截面面積F1(mm2)12平 均4、鑄鐵壓縮后的形狀:試件形狀實驗前實驗后四、 計算和實驗結(jié)果:1. 計算結(jié)果:性能指標(biāo)低 碳 鋼鑄 鐵拉 伸拉 伸壓 縮s=Ps/Fo(Mpa)b=Pb/Fo(Mpa)=L1-L0/L0×100%=F0F1/ F0×100%2. 拉伸和壓縮曲線圖:注:用新WEW-600B微機(jī)控制液壓式萬能材料試驗機(jī)做此項實驗可直接從計算機(jī)中打印出相應(yīng)的實驗報告。五、 討論思考題:1.低碳鋼在屈服時有何現(xiàn)象?當(dāng)材料無明顯的屈服現(xiàn)象時
4、用什么應(yīng)力作為屈服極限?2.鑄鐵試件在壓縮后,為什么會變成鼓形?3.從實驗試件的破壞形式說明拉伸和壓縮破壞分別是由什么應(yīng)力引起的?4.通過拉伸和壓縮實驗,說明材料的上述兩種破壞形式和低碳鋼、鑄鐵這兩類材料的機(jī)械性能和特點。5.你對這次實驗有何認(rèn)識、意見和建議?實驗二、拉伸彈性模量E的測定班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、實驗?zāi)康模?. 驗證虎克定律,測定低碳鋼的拉伸彈性模量E;2. 了解球鉸式引伸儀的構(gòu)造原理和使用方法。二、實驗設(shè)備和量具:1.實驗臺名稱: CEG-4K型測E試驗臺, 試件材料: Q235。 直徑d8 mm, 標(biāo)距L100mm, 載荷增量P1000N。(注:初載砝碼P016
5、N,每次加砝碼重量為25N;采用1:40的杠桿比。)2.引伸儀名稱和型號:QY-1型球鉸式引伸儀, 標(biāo)距L0100mm。3.量具名稱及型號:01/0.001千分表1個,0125mm/0.02游標(biāo)卡尺1把。三、實驗記錄及計算結(jié)果:1. 試件尺寸: 截面i截面尺寸12312平均12平均12平均直徑di(mm)面積Fi(mm2)平均面積F1/3Fi(mm2)2. 實驗數(shù)據(jù):載荷P(N)引伸儀讀數(shù)N(格)讀數(shù)差Ni(格)伸長增量(L)I(mm)P016×40640/2000P1P0+P1640/2000P2P1+P2640/2000P3P2+P3640/2000P4P3+P4640試件伸長增
6、量(L)i引伸儀讀數(shù)差Ni/引伸儀放大倍數(shù)K。3. 計算結(jié)果:彈性模量EiPiL0/(L)IF次 序1234Ei(N/mm2)彈性模量平均值Eei/4四、PL圖:五、討論思考題:1. .增量加載法和一次性加載到終值的方法所求得的彈性模量是否相同?為什么要采用增量加載法?2. 測定拉伸彈性模量時,是否需要采用比例試件?為什么?3. 施加初載荷的作用是什么?4. 分析該實驗過程中有可能存在的各種誤差因素。5. 你對這次實驗有何認(rèn)識、意見和建議?實驗三、低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實驗 班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、 實驗?zāi)康模?. 測定低碳鋼屈服時的扭矩TS,斷裂時的最大扭矩Tb。2. 測定鑄鐵斷裂
7、時的最大扭矩Tb。3. 觀察低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)破壞現(xiàn)象。二、 實驗設(shè)備及量具:1. JNSG-144型教學(xué)用扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)。2. 游標(biāo)卡尺。三、 實驗數(shù)據(jù)記錄:實 驗 材 料低 碳 鋼鑄 鐵試件直徑d0四、 實驗結(jié)果:低 碳 鋼鑄 鐵屈服時最大扭矩Ts (N·mm)/最大扭矩Tb (N·mm)最大扭矩Tb (N·mm)試件斷裂后的直徑d 五、 Tb圖:六、 討論思考題:1.根據(jù)低碳鋼和鑄鐵的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)實驗結(jié)果,說明塑性材料和脆性材料的力學(xué)性能有何不同?2.鑄鐵試件在壓縮和扭轉(zhuǎn)破壞時,其斷口上方位都與軸線大致成450角,其破壞原因是否相同?3. 你對這次實驗有何認(rèn)
8、識、意見和建議?實驗四、扭轉(zhuǎn)剪切拉伸彈性模量G的測定 班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、 實驗?zāi)康模?.測定低碳鋼材料的剪切彈性模量G。2.驗證材料受扭時在比例極限內(nèi)的剪切虎克定律。二、 實驗設(shè)備及量具:1.實驗儀器名稱:NY4型扭轉(zhuǎn)測G儀。試件材料:45鋼。直徑d10 mm,標(biāo)距L0100mm。扭矩增量T(5×200)N·mm1000N·mm,初扭矩T01.3×200260N·mm。(注:初載砝碼托重為1.3 N,每個砝碼重為5 N ;試驗儀的力臂長度為200 mm。)2. 量具名稱:05/0.01mm百分表,放大倍數(shù)K100。三、 實驗
9、記錄及計算結(jié)果:1.實驗數(shù)據(jù)的記錄:扭 矩Tn(N·mm)百分表的讀數(shù)N(格)百分表的讀數(shù)差Ni(格)T01.3×200260T1T0T1260T2T1T2260T3T2T3260T4T3T42601.計算:1). N平均Ni/4;2).扭轉(zhuǎn)角增量N平均/Kb;(其中:b是百分表觸點離試件軸線的距離,b100mm。)3).試件橫截面對中心的極慣性矩Ipd04 /323.1416×104/32981.75 mm4。4).材料的剪切彈性模量:G=TLe/Ip。(其中:Le為標(biāo)矩,單位為mm;G、IP、T、的單位分別為Mpa、mm4、N·mm、rad。)四、
10、實驗討論思考題:1.為什么采用分級加載方法? 其應(yīng)用條件是什么?2.有哪些測量誤差會造成G值的誤差?3. 你對這次實驗有何認(rèn)識、意見和建議? 實驗五、沖擊破壞實驗班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、實驗?zāi)康模簻y定低碳鋼、中碳鋼和鑄鐵的沖擊韌度,觀察、比較它們的破壞情況和斷口特征。二、實驗設(shè)備和儀器:RXJ300型液晶顯示擺錘式?jīng)_擊試驗機(jī)。三、實驗數(shù)據(jù)記錄: 實驗數(shù)據(jù) 材料名稱試件截面尺寸( mm )擺錘沖擊能量(焦耳j)吸收能量(焦耳j)沖擊強(qiáng)度J/cm2斷口特征低 碳 鋼10×10300有可能沖不斷,斷口有明顯的凹凸現(xiàn)象,呈灰白色。(典型的塑性材料特征)中 碳 鋼10×
11、10300可以沖斷,斷口稍有凹凸現(xiàn)象,呈黑灰白色。鑄 鐵Ø10300斷口平齊,呈黑色(典型的脆性材料特征)五、 討論思考題:1. 分析比較中和低碳鋼的沖擊韌性,從沖擊韌性的差別來比較塑性材料、韌性材料的性能。(注:脆性材料斷裂時,其斷口沒有明顯的塑性變形,斷口的外表輪廓平齊,斷面有金屬光澤,呈晶狀或瓷狀。韌性材料斷裂時,其斷口有明顯的塑性變形,斷口的外表輪廓有厚的突出邊緣,斷口呈灰暗色的纖維狀。)3. 你對這次實驗有何認(rèn)識、意見和建議?實驗六、純彎曲正應(yīng)力的電測實驗班級: 姓名: 組別: 實驗日期:一、實驗?zāi)康模?. 用電測法測定梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的大小及分布規(guī)律,驗證:彎曲
12、正力公式=MY/IZ。2. 通過實驗了解電測法的基本原理及方法。二、實驗設(shè)備和儀器:1. 實驗臺名稱:WSG-80型純彎曲正應(yīng)力試驗臺,試件材料:45鋼。 彈性模量E208×109Pa208Gpa。主梁跨度:L600mm, 副梁跨度L1200mm,a200mm;高度h28mm, 厚度b10mm; 載荷增量P200N。(砝碼分四級加載,每個砝碼重10N ,采用1:20的杠桿比放大。)2. 電阻應(yīng)變儀名稱及型號:YJ-25型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。預(yù)調(diào)平衡箱名稱及型號:P20R-25型預(yù)調(diào)平衡箱。3. 電阻應(yīng)變片型號:BA120-4AA(11)。 電阻應(yīng)變片電阻值R119.8±0.1
13、。電阻應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K2.16±1。注:現(xiàn)在普遍采用傳感器來做,因為電阻應(yīng)變片已相對落后,而且誤差比較大。三、試件尺寸:彈性模量E(Gpa)試 件 尺 寸測 點 位 置hbaY1Y2Y3Y4Y520828102001470714四、理論計算:載荷增量P200N, 截面慣性矩IZbh3/1210×283/1210×21952 mm4/12219520/1218293.3333 mm4。測 點12345理論Pa·Yi/2IZ15.3067.63507.63515.306五、實驗記錄及計算結(jié)果:P200N(每個砝碼重10N,采用1:20的杠桿比)級數(shù)12345jjjjjjjjjj1P1P2002P2P1P4003P3P2P6004P4P3P800jj/n()jEj(Mpa)注:jj-j-1, 1(1微應(yīng)變)10-6(應(yīng)變)。六、 實驗值與理論值比較:測 點12345實驗(Mpa)理論(Mpa)誤差
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