《力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告》

1、材料力學(xué)、工程力學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師： 目 錄1. 實(shí)驗(yàn)一：低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮.12. 實(shí)驗(yàn)二：低碳鋼拉伸彈性模量E的測(cè)定.63. 實(shí)驗(yàn)三：低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn).94. 實(shí)驗(yàn)四：扭轉(zhuǎn)彈性模量G的測(cè)定.115. 實(shí)驗(yàn)五：低碳鋼和中碳鋼的沖擊136. 實(shí)驗(yàn)六：純彎曲正應(yīng)力的電測(cè).14實(shí)驗(yàn)一：低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造原理及操作過(guò)程。2. 掌握拉伸壓縮試驗(yàn)的方法。3. 觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸在壓縮時(shí)的變形及破壞現(xiàn)象。4. 測(cè)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(cè)定鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度b。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和量具：1. 試驗(yàn)機(jī)型號(hào)和名稱：WEW-600B微機(jī)控制液壓式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，噸位：60噸。 2. 量具名稱：0125/0.02游標(biāo)卡尺。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄：1. 試件的測(cè)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(yàn)壓縮試驗(yàn)

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(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后四、 計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1. 計(jì)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(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)做此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可直接從計(jì)算機(jī)中打印出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、 討論思考題：1.低碳鋼在屈服時(shí)有何現(xiàn)象？當(dāng)材料無(wú)明顯的屈服現(xiàn)象時(shí)

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(huì)變成鼓形？3.從實(shí)驗(yàn)試件的破壞形式說(shuō)明拉伸和壓縮破壞分別是由什么應(yīng)力引起的？4.通過(guò)拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，說(shuō)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(diǎn)。5.你對(duì)這次實(shí)驗(yàn)有何認(rèn)識(shí)、意見和建議？實(shí)驗(yàn)二、拉伸彈性模量E的測(cè)定班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 驗(yàn)證虎克定律，測(cè)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(shí)驗(yàn)設(shè)備和量具：1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)名稱： CEG-4K型測(cè)E試驗(yàn)臺(tái)， 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(hào)：QY-1型球鉸式引伸儀， 標(biāo)距L0100mm。3.量具名稱及型號(hào)：01/0.001千分表1個(gè)，0125mm/0.02游標(biāo)卡尺1把。三、實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：載荷P（N）引伸儀讀數(shù)N（格）讀數(shù)差Ni（格）伸長(zhǎng)增量（L）I（mm）P016×40640/2000P1P0+P1640/2000P2P1+P2640/2000P3P2+P3640/2000P4P3+P4640試件伸長(zhǎng)增

6、量（L）i引伸儀讀數(shù)差Ni/引伸儀放大倍數(shù)K。3. 計(jì)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(cè)定拉伸彈性模量時(shí)，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(shí)驗(yàn)過(guò)程中有可能存在的各種誤差因素。5. 你對(duì)這次實(shí)驗(yàn)有何認(rèn)識(shí)、意見和建議？實(shí)驗(yàn)三、低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 測(cè)定低碳鋼屈服時(shí)的扭矩TS，斷裂時(shí)的最大扭矩Tb。2. 測(cè)定鑄鐵斷裂

7、時(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)備及量具：1. JNSG-144型教學(xué)用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。2. 游標(biāo)卡尺。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：實(shí) 驗(yàn) 材 料低 碳 鋼鑄 鐵試件直徑d0四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：低 碳 鋼鑄 鐵屈服時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)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(shí)，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(duì)這次實(shí)驗(yàn)有何認(rèn)

8、識(shí)、意見和建議？實(shí)驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)剪切拉伸彈性模量G的測(cè)定 班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.測(cè)定低碳鋼材料的剪切彈性模量G。2.驗(yàn)證材料受扭時(shí)在比例極限內(nèi)的剪切虎克定律。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及量具：1.實(shí)驗(yàn)儀器名稱：NY4型扭轉(zhuǎn)測(cè)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(gè)砝碼重為5 N ；試驗(yàn)儀的力臂長(zhǎng)度為200 mm。）2. 量具名稱：05/0.01mm百分表，放大倍數(shù)K100。三、 實(shí)驗(yàn)

9、記錄及計(jì)算結(jié)果：1.實(shí)驗(yàn)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(jì)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(diǎn)離試件軸線的距離，b100mm。)3）.試件橫截面對(duì)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(shí)驗(yàn)討論思考題：1.為什么采用分級(jí)加載方法？ 其應(yīng)用條件是什么?2.有哪些測(cè)量誤差會(huì)造成G值的誤差?3. 你對(duì)這次實(shí)驗(yàn)有何認(rèn)識(shí)、意見和建議？ 實(shí)驗(yàn)五、沖擊破壞實(shí)驗(yàn)班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)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(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器：RXJ300型液晶顯示擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄： 實(shí)驗(yàn)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(lái)比較塑性材料、韌性材料的性能。（注：脆性材料斷裂時(shí)，其斷口沒(méi)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(shí)，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(duì)這次實(shí)驗(yàn)有何認(rèn)識(shí)、意見和建議？實(shí)驗(yàn)六、純彎曲正應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)班級(jí)： 姓名： 組別： 實(shí)驗(yàn)日期：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 用電測(cè)法測(cè)定梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的大小及分布規(guī)律，驗(yàn)證：彎曲

12、正力公式=MY/IZ。2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解電測(cè)法的基本原理及方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器：1. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)名稱：WSG-80型純彎曲正應(yīng)力試驗(yàn)臺(tái)，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(jí)加載，每個(gè)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(hào)：YJ-25型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。預(yù)調(diào)平衡箱名稱及型號(hào)：P20R-25型預(yù)調(diào)平衡箱。3. 電阻應(yīng)變片型號(hào)：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(lái)做，因?yàn)殡娮钁?yīng)變片已相對(duì)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(cè) 點(diǎn) 位 置hbaY1Y2Y3Y4Y520828102001470714四、理論計(jì)算：載荷增量P200N， 截面慣性矩IZbh3/1210×283/1210×21952 mm4/12219520/1218293.3333 mm4。測(cè) 點(diǎn)12345理論P(yáng)a·Yi/2IZ15.3067.63507.63515.306五、實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算結(jié)果：P200N（每個(gè)砝碼重10N，采用1：20的杠桿比）級(jí)數(shù)12345jjjjjjjjjj1P1P2002P2P1P4003P3P2P6004P4P3P800jj/n()jEj(Mpa)注：jj-j-1， 1（1微應(yīng)變）10-6（應(yīng)變）。六、 實(shí)驗(yàn)值與理論值比較：測(cè) 點(diǎn)12345實(shí)驗(yàn)（Mpa）理論（Mpa）誤差