材料力学实验报告标准答案

力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心试件尺寸材料直径mm标距长度L0力臂长度L测臂长度R碳钢10190mm150mm150mm123456扭矩AMn相对扭转角MLn32mln—nO— nO—A®I71d4A®p（二）结果比较（u=0.3）理论计算实验值误差％EGPaG实二 Gpa6理=2(1+u)=问题讨论:1、试验过程中，有时候在加祛码时,百分表指针不动,这是为什么？应采取什么措施？答：检查百分表是否接触测臂或者超出百分表测量上限，应调整百分表位置。2、测G时为什么必须要限定外加扭矩大小？答：所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。教师签字:日期:实验目的：见教材。实验仪器：见教材。实验数据记录及处理：（一）试验数据记录尺寸试件材料碳钢铸铁直径d(mm)1010计算长度L（mm）100100抗扭截面模量m几43Wp 必0.2d316200200屈服扭矩MS35.5N,m破坏扭矩Mb80.5N•m46.5N•m（二）性能计算TM1、碳钢:扭转屈服极限：T=177.3MPa°WP丁M A扭转强度极限Tb二丁二402.4MPaP2、铸铁:扭转强度极限：T=匕=232.5MPabrAi问题讨论:1、碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因.答：碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。铸铁扭转形变小，没有屈服阶段，断口为和轴线成约5°的螺旋形曲面,为拉应力破坏。2、铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系?为什么？答：有关系。扭转方向改变后，最大拉应力方向随之改变，而铸铁破坏是拉应力破坏,所以铸铁断口和扭转方向有关。教师签字: 日期: 六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案实验目的：见教材。实验仪器：见教材。实验数据记录及处理:例:1、原始数据记录:试件材料弹性模量E载荷P距中性层试件尺寸低碳钢213GPa4000NY=10mm1Y=15nlm9b=20mmL=620mmh=40mma=150mm灵敏系数 ；2.272、梁布片图:应力(MP)a实验值理论值区―2*%误差O010理02-28.130328.1304-42.400542.4006-56.250756.255、作出截面应力分布图：（理论分布）-56.25MPa56.25MPa问题讨论：实验时未考虑梁的自重,是否会引起测量结果误差?为什么?答：施加的荷载和测试应变成线性关系。实验时，在加外载荷前，首先进行了测量电路的平衡（或者记录初读数，）然后加载进行测量，所测的数（或者差值）是外载荷引起的，与梁自重无关。教师签字: H期: 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案实验目的：见教材。实验仪器：见教材。实验数据记录及处理:（一）原始数据记录材料E值泊松比试件计算长度L力臂长度L载荷（N）试件内径d试件外径D70GPa0.33300mm200mm36mm40mm（二）弯扭组合试验台装置图（三）实验数据记录表格测点A或者£.£°e——•平均—•U平均—*平均载荷AP000初始值114-1-111150N190-2-184250N265-2-257350N342-3-331450N8£E牺点0或者（D）——•平均—•平均平均次数000载荷AP165201-31初始值274336-52150N383469-74250N493604-95（四）数据处理求出A、B（或者C\D'）点主应力大小及方向.利用公式:1+p「1+p「--(E +c2ftg2a=2cJ5,c”A点或者（C点）0。 45A点或者（C点）1、1、画出指定A、B点的应力状态图.答：载荷计算标、150N250N350N450N备注0136.08/-5.7710.08/-9.5614.16/-13.3218.29/-17.14MPatg2a35.5238.6139.1539.58B点或者（D点）载荷计算结集、150N250N350N450N备注01315.78/-1.7826.22/-3.0336.64/-4.3647.17/-5.59MPatg2a-0.73-0.72-0.72-0.72问题讨论:2、要测取弯曲正应力及扭转剪应力，应如何连接电桥电路?EETOC\o"1-5"\h\z拉 伸 实验2压 缩 实4拉压弹性模量E测定实验6低碳钢剪切弹性模量G测定实\o"CurrentDocument"验8扭转破坏实验10纯弯曲梁正应力实验12弯扭组合变形时的主应力测定实\o"CurrentDocument"嗫15压杆稳定实测取弯曲正应力U

测取弯曲正应力U

E 测取扭转剪应力教师签字:日期:18一、拉伸实验报告标准答案实验目的：见教材。实验仪器见教材。实验结果及数据处理：例：（一）低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d二10.14mm最小直径d=5.70mm截面面积A=80.71mm2截回囿积A=25.50则2计算长度L=100mm计算长度匚=133.241Tlm试验前草图试验后草图强度指标：P二—22,强度指标：P二—22,1—KNPs=__3372—KNb塑性指标：I-I伸长率6=-J—x100%=33.24%低碳钢拉伸图：屈服应力。二P4—273.8—MP强度极限 ?/A_41L3MPA—A面积收缩率w= 1x100%=68.40%A（二）铸铁试件试验前试验后最小平均直径d=10.16mm最小直径d=10.15mm截囿囿枳A=81.03mm2截面囿积A=80.911Tlm2计算长度L=100 mm计算长度L 100mm试验前草图试验后草图| | 1 1 强度指标:最大载荷P=_14.4KN

b强度极限。=P/A=177.7MPbb a问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或者比例试件，材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同？答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部份,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或者比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外）.2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性，低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。.教师签字: 日期:二、压缩实验报告标准答案实验目的:见教材。实验原理：见教材。实验数据记录及处理：例：（一）试验记录及计算结果材料低碳钢铸铁试件尺寸直径d=15_mm长度L= 20 mm面积A=176.63_mni2直径d=_15_ mm长度L= 20 mm面积A= 176.63mm2问题讨论：1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45。~50。夹角，在断口位置剪应力已达到其反抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，于是发生斜面剪切破坏。2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同？结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料？答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件铸铁为脆性材料，抗压强度远铸铁因达到剪切极限而被剪切不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变;大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时,破坏。铸铁为脆性材料，抗压强度远铸铁因达到剪切极限而被剪切通过试验可以发现低碳钢材料塑性好,其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与通过试验可以发现低碳钢材料塑性好,其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态,比如车床机座。教师签字:日期:三、拉压弹性模量E测定试验报告实验目的：见教材。实验仪器：见教材。实验数据记录及处理：（一）碳钢试件尺寸计算长度L=_100nun直径d=j.0mm截面面积A=78.5mm2（二）引伸仪测量记录：读数载荷P(KN)左 表右 表读数A（格）1读数差AA1（格）读数A2（格）读数差AA2（格）12243648510612714（三）数据处理结果平均（AA）= 平均（AA）=1 2摆布两表读数差平均值：（AA） =平均伸长增量（AL）=mm碳钢弹性模量EJRL碳钢弹性模量EJRL一仙/MPa问题讨论:1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?答：弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。2、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最