工程力学实验指导

1、试验一拉伸试验拉伸试验是测定材料力学性能的最基本最重要的试验之一.由本试验所测得的结果，可 以说明材料在静拉伸下的一些性能，诸如材料对载荷的抵制力量的变化规律、材料的弹性、,这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。一、试验目的要求测定低碳钢的流淌极限、强度极限、延长率、截面收缩率和铸铁的强度极限。观看低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象,绘出外力和变形间的关系曲线（曲线。比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口状况。二、试验设备和仪器材料试验机、游标卡尺、两脚标规等三、拉伸试件形量一般由这一段的变形来测定,两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。为了使试验测得的结果可以相互比较

2、，试件必需按国家标准做成标准试件，即或。 距关系为或,为标距段内的截面积。四、试验方法与步骤1、低碳钢的拉伸试验：试件的预备:在试件中段取标距或在标距两端用脚标规打上冲眼作为标志,用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径(在每处的两个相互垂直的方向各测一次取其平均值)取最小值作为计算试件横截面面积用。试验机的预备；首先了解材料试验机的基本构造原理和操作方法,学习试验机的操作规程.依据低碳钢的强度极限及试件的横截面积，初步估量拉伸试件所需最大载荷，选择 开动机器，将测力指针调到“零点验机下夹头位置，将试件夹装在夹头内。变形的关系曲线(曲线如图所示.从图中可以看出,线，表明此阶段内载荷与试

3、件的变形成比例关系,即符合虎克定律的弹性变形范围。当载荷增加到点时，测力计指针停留不动或突然下降到点,然后在小的范围内摇摆,这时变形增加很快,载荷增加很慢;这说明材料产生了流淌（或者叫屈服）与点相应的应力叫上流淌极限，与相应的应力叫下流淌极限，因下流淌极限比较稳定,所以材料的流淌极限的流淌极限，流淌阶段后,试件要承受更大的外力，才能连续发生变形若要使塑性变形 加大,必需增加载荷,如图形中点至点这一段为强化阶段。当载荷达到最大值（点）时 , 试件的塑性变形集中在某一截面处的小段内,此段发生截面收缩，即消灭“颈缩现象。此时登记最大载荷值,用除以试件的原始截面积，就得到低碳钢的强度极限。在试件发 生

4、“颈缩后，由于截面积的减小，载荷快速下降，到点试件断裂.标距间的长度，按下式可计算出低碳钢的延长率。将断裂的试件的断口紧对在一起，用游标卡尺量出断口（)处的直径，计算出面积； 按下式可计算出低碳钢的截面收缩率,图1-2图1-3 定以断口在标距长度中心的区段内为准，来测量的值，若断口不在区段内时,需要接受断口 移中的方法进行换算，其方法如下：设两标点到之间共刻有格，如图14 所示,拉伸前各格之间距离相等，在断裂试件较长的右段上从邻近断口的一个刻线起，向右取格，标记为，这就相当于把断口摆在标距中心, 再看点至点有多少格，就由点向左取相同的格数，标以记号，令表示到的长度,则的长度中 包含的格数等于标

5、距长度内的格数,故。当断口格外接近试件两端,而与其头部之距离等于或小于直径的两倍时，一般认为试验结果无效,需要重作试验。2、铸铁的拉伸试验：截面面积，依据铸铁的强度极限，估量拉伸试件的最大载荷。试验机的预备;与低碳钢拉伸试验相同进行试验：开动机器,缓慢均匀加载直到断裂为止。记录最大载荷，观看自动绘图装置 上的曲线，如图1-3 所示。将最大载荷值除以试件的原始截面积，就得到铸铁的强度极限.由于铸铁为脆性材料在变形很小的状况下就会断裂，所以铸铁的延长率和截面收缩 率很小，很难测出。试验二压缩试验 而对于塑性金属或合金进行压缩试验是主要目的是为了材料争辩 身、汽缸、泵体等.一、试验目的和要求测定在压

6、缩时低碳钢的流淌极限，及灰铸铁的强度极限。观看它们的破坏现象，并比较这两种材料受压时的特性.二、试验预备：材料试验机、游标卡尺三、试件金属材料的压缩试件一般制成圆柱形，如图所示，并制定四、试验方法与步骤1、低碳钢的压缩试验试件预备:用游标卡尺测量试件的直径.试验机的预备：首先了解试验机的基本构造原理和操作方法，学习试验机的操作规程。选择合适的测力刻度盘，配置相应的摆锤，开动机器,将刻度盘指针调到零点，然后将 试件尽量精确地放在机器活动承垫中心上，使试件承受轴向压力。进行试验：开动机器，使试件缓慢均匀加载,低碳钢在压缩过程中产生流淌以前基本情 况与拉伸时相同，载荷到达时，测力盘指针停止不动或倒退

7、,这说明材料产生了流淌， 受压时的强度极限。2、铸铁的压缩试验能测出,由得出材料强度极限.铸铁破坏时的裂缝约与轴线成角左右。五、留意事项试件肯定要放在压头中心以免偏心影响.铸铁压缩时，应留意平安，以防试件破坏时跳出打伤.六、争辩题低碳钢压缩图与拉伸图有何区分？说明什么问题？铸铁的破坏形式说明什么问题？低碳钢压缩后为什么成鼓形？试验三扭转试验,设计扭转轴所用的许用剪应力， 是依据材料在扭转破坏试验时,所测出的剪切流淌极限，或剪切强度极限而求得的。一、试验目的要求低碳钢的剪切流淌极限、剪切强度极限、及铸铁的剪切强度极限。观看断口状况，进行比较和分析.二、试验设备和仪器扭转试验机、划线仪、游标卡尺等三、扭转试件依据国家标准，一般接受圆截面试件,4-1 所示。4-1四、试验方法与步骤1、低碳钢试件的扭转：抗扭截面系数。试验机的预备;首先了解扭转机的基本构造原理和操作方法，学习把握扭转机的操作规程.,测力指针调到“零点”.4-243进行试验:将低碳钢试件装夹到试验机上，用“手动”对试件缓慢均匀地加扭矩，加在试件上的扭矩和扭转角的关系曲线，如图4-2 所示。当扭矩增加到点,(即)时，图 42 中段为直线，表明此阶段内载荷与试件变形之间成比例关系,扭矩超过后.试件截面的外 缘外处,达到点趋于平坦,这时测 力指针几乎不动，这说明塑性区已扩展为整个截面,材料发生流淌,