《力学实验报告》

1、材料力学、工程力学实 验 报 告 课程名称：班 级：姓 名：学 号：实验指导老师： 目 录1. 实验一：低碳钢和铸铁的拉伸和压缩.12. 实验二：低碳钢拉伸弹性模量E的测定.63. 实验三：低碳钢和铸铁的扭转.94. 实验四：扭转弹性模量G的测定.115. 实验五：低碳钢和中碳钢的冲击136. 实验六：纯弯曲正应力的电测.14实验一：低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、 实验目的：1. 了解万能试验机的构造原理及操作过程。2. 掌握拉伸压缩试验的方法。3. 观察低碳钢、铸铁在拉伸在压缩时的变形及破坏现象。4. 测定低碳钢的强度和塑性指示：屈服极限s，强度极限b，延

2、伸率和断面收缩率。5.测定铸铁在拉伸和压缩时的强度b。二、 实验设备和量具：1. 试验机型号和名称：WEW-600B微机控制液压式万能材料试验机，吨位：60吨。 2. 量具名称：0125/0.02游标卡尺。三、 实验数据的记录：1. 试件的测量及分析拉伸试件：材料试件标距L0（mm）试 件 直 径 d(mm)最小横截面面积F0（mm2）截面截面截面12平均12平均12平均低碳钢100铸铁100可以全部取d10 mm78.54 压缩试件：试 件 直 径 d(mm)截面面积F0（mm2）全部取d20 mmF01/4d2314.16 mm22.Ps、Pb的记录：屈服力/最大拉力拉 伸 试 验压缩试验

3、低碳钢铸铁铸铁Ps(N)Pb(N)3、低碳钢试件断裂后的尺寸记录：试件断裂后的标距L1（mm）断口处直径d1（mm）断口处最小横截面面积F1（mm2）12平 均4、铸铁压缩后的形状：试件形状实验前实验后四、 计算和实验结果：1. 计算结果：性能指标低 碳 钢铸 铁拉 伸拉 伸压 缩s=Ps/Fo（Mpa）b=Pb/Fo（Mpa）=L1-L0/L0×100%=F0F1/ F0×100%2. 拉伸和压缩曲线图：注：用新WEW-600B微机控制液压式万能材料试验机做此项实验可直接从计算机中打印出相应的实验报告。五、 讨论思考题：1.低碳钢在屈服时有何现象？当材料无明显的屈服现象时

4、用什么应力作为屈服极限？2.铸铁试件在压缩后，为什么会变成鼓形？3.从实验试件的破坏形式说明拉伸和压缩破坏分别是由什么应力引起的？4.通过拉伸和压缩实验，说明材料的上述两种破坏形式和低碳钢、铸铁这两类材料的机械性能和特点。5.你对这次实验有何认识、意见和建议？实验二、拉伸弹性模量E的测定班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、实验目的：1. 验证虎克定律，测定低碳钢的拉伸弹性模量E；2. 了解球铰式引伸仪的构造原理和使用方法。二、实验设备和量具：1.实验台名称： CEG-4K型测E试验台， 试件材料： Q235。 直径d8 mm, 标距L100mm, 载荷增量P1000N。（注：初载砝码P016

5、N，每次加砝码重量为25N；采用1：40的杠杆比。）2.引伸仪名称和型号：QY-1型球铰式引伸仪， 标距L0100mm。3.量具名称及型号：01/0.001千分表1个，0125mm/0.02游标卡尺1把。三、实验记录及计算结果：1. 试件尺寸： 截面i截面尺寸12312平均12平均12平均直径di(mm)面积Fi(mm2)平均面积F1/3Fi(mm2)2. 实验数据：载荷P（N）引伸仪读数N（格）读数差Ni（格）伸长增量（L）I（mm）P016×40640/2000P1P0+P1640/2000P2P1+P2640/2000P3P2+P3640/2000P4P3+P4640试件伸长增

6、量（L）i引伸仪读数差Ni/引伸仪放大倍数K。3. 计算结果：弹性模量EiPiL0/(L)IF次 序1234Ei（N/mm2）弹性模量平均值Eei/4四、PL图：五、讨论思考题：1. .增量加载法和一次性加载到终值的方法所求得的弹性模量是否相同？为什么要采用增量加载法？2. 测定拉伸弹性模量时，是否需要采用比例试件？为什么？3. 施加初载荷的作用是什么？4. 分析该实验过程中有可能存在的各种误差因素。5. 你对这次实验有何认识、意见和建议？实验三、低碳钢和铸铁的扭转实验 班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、 实验目的：1. 测定低碳钢屈服时的扭矩TS，断裂时的最大扭矩Tb。2. 测定铸铁断裂

7、时的最大扭矩Tb。3. 观察低碳钢和铸铁的扭转破坏现象。二、 实验设备及量具：1. JNSG-144型教学用扭转试验机。2. 游标卡尺。三、 实验数据记录：实 验 材 料低 碳 钢铸 铁试件直径d0四、 实验结果：低 碳 钢铸 铁屈服时最大扭矩Ts (N·mm)/最大扭矩Tb (N·mm)最大扭矩Tb (N·mm)试件断裂后的直径d 五、 Tb图：六、 讨论思考题：1.根据低碳钢和铸铁的拉伸、压缩、扭转实验结果，说明塑性材料和脆性材料的力学性能有何不同？2.铸铁试件在压缩和扭转破坏时，其断口上方位都与轴线大致成450角，其破坏原因是否相同？3. 你对这次实验有何认

8、识、意见和建议？实验四、扭转剪切拉伸弹性模量G的测定 班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、 实验目的：1.测定低碳钢材料的剪切弹性模量G。2.验证材料受扭时在比例极限内的剪切虎克定律。二、 实验设备及量具：1.实验仪器名称：NY4型扭转测G仪。试件材料：45钢。直径d10 mm,标距L0100mm。扭矩增量T（5×200）N·mm1000N·mm，初扭矩T01.3×200260N·mm。（注：初载砝码托重为1.3 N，每个砝码重为5 N ；试验仪的力臂长度为200 mm。）2. 量具名称：05/0.01mm百分表，放大倍数K100。三、 实验

9、记录及计算结果：1.实验数据的记录：扭 矩Tn(N·mm)百分表的读数N（格）百分表的读数差Ni（格）T01.3×200260T1T0T1260T2T1T2260T3T2T3260T4T3T42601.计算：1）. N平均Ni/4；2）.扭转角增量N平均/Kb；(其中：b是百分表触点离试件轴线的距离，b100mm。)3）.试件横截面对中心的极惯性矩Ipd04 /323.1416×104/32981.75 mm4。4）.材料的剪切弹性模量：G=TLe/Ip。（其中：Le为标矩，单位为mm；G、IP、T、的单位分别为Mpa、mm4、N·mm、rad。）四、

10、实验讨论思考题：1.为什么采用分级加载方法？ 其应用条件是什么?2.有哪些测量误差会造成G值的误差?3. 你对这次实验有何认识、意见和建议？ 实验五、冲击破坏实验班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、实验目的：测定低碳钢、中碳钢和铸铁的冲击韧度，观察、比较它们的破坏情况和断口特征。二、实验设备和仪器：RXJ300型液晶显示摆锤式冲击试验机。三、实验数据记录： 实验数据 材料名称试件截面尺寸( mm )摆锤冲击能量(焦耳j)吸收能量(焦耳j)冲击强度J/cm2断口特征低 碳 钢10×10300有可能冲不断，断口有明显的凹凸现象，呈灰白色。（典型的塑性材料特征）中 碳 钢10×

11、10300可以冲断，断口稍有凹凸现象，呈黑灰白色。铸 铁Ø10300断口平齐，呈黑色（典型的脆性材料特征）五、 讨论思考题：1. 分析比较中和低碳钢的冲击韧性，从冲击韧性的差别来比较塑性材料、韧性材料的性能。（注：脆性材料断裂时，其断口没有明显的塑性变形，断口的外表轮廓平齐，断面有金属光泽，呈晶状或瓷状。韧性材料断裂时，其断口有明显的塑性变形，断口的外表轮廓有厚的突出边缘，断口呈灰暗色的纤维状。）3. 你对这次实验有何认识、意见和建议？实验六、纯弯曲正应力的电测实验班级： 姓名： 组别： 实验日期：一、实验目的：1. 用电测法测定梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及分布规律，验证：弯曲

12、正力公式=MY/IZ。2. 通过实验了解电测法的基本原理及方法。二、实验设备和仪器：1. 实验台名称：WSG-80型纯弯曲正应力试验台，试件材料：45钢。 弹性模量E208×109Pa208Gpa。主梁跨度：L600mm， 副梁跨度L1200mm，a200mm；高度h28mm， 厚度b10mm； 载荷增量P200N。（砝码分四级加载，每个砝码重10N ，采用1：20的杠杆比放大。）2. 电阻应变仪名称及型号：YJ-25型静态电阻应变仪。预调平衡箱名称及型号：P20R-25型预调平衡箱。3. 电阻应变片型号：BA120-4AA（11）。 电阻应变片电阻值R119.8±0.1

13、。电阻应变片灵敏度系数K2.16±1。注：现在普遍采用传感器来做，因为电阻应变片已相对落后，而且误差比较大。三、试件尺寸：弹性模量E（Gpa）试 件 尺 寸测 点 位 置hbaY1Y2Y3Y4Y520828102001470714四、理论计算：载荷增量P200N， 截面惯性矩IZbh3/1210×283/1210×21952 mm4/12219520/1218293.3333 mm4。测 点12345理论Pa·Yi/2IZ15.3067.63507.63515.306五、实验记录及计算结果：P200N（每个砝码重10N，采用1：20的杠杆比）级数12345jjjjjjjjjj1P1P2002P2P1P4003P3P2P6004P4P3P800jj/n()jEj(Mpa)注：jj-j-1， 1（1微应变）10-6（应变）。六、 实验值与理论值比较：测 点12345实验（Mpa）理论（Mpa）误差