郑大材料力学实验报告标准答案文档格式.docx
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……10
六、
纯
弯曲
梁
正
应
力
••12
七、
弯
扭组
合变形
时的
主
应力
15
八、压杆稳定实
验18
一、拉伸实验报告标准答案
实验目的：
见教材。
实验仪器
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=10.14mm
最小直径d=5.70mm
截面面积A=80.71mm
截面面积A=25.50mm
计算长度L=100mm
计算长度L1=133.24mm
试验前草图
试验后草图
Q
1r
强度指标：
Ps=_22.1___KN屈服应力（Ts=Ps/A_273.8___MP
Pb=33.2_KN强度极限tb=Pb/A—411.3___MP
塑性指标：
111A_Ai
伸长率二土上100%二33.24%面积收缩率*100%=68.40%
LA
低碳钢拉伸图：
（二）铸铁试件
最小平均直径d=10.16mm
最小直径d=10.15mm
截面面积A=81.03mm
截面面积A=80.91mm
计算长度L1〜100mm
L,1二
强度指标:
最大载荷Pb=14.4KN
强度极限（Tb=Pb/A=_177.7—MPa
问题讨论：
1为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，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分，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.
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45°
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
实验原理：
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=15mm长度L=20mm
__2
面积A=176.63mm
直径d=15mm
长度L=20mm
试件形状草图
<
（
g
屈服载荷屈服应力
Ps=49KN
（Ts=277.4MP
最大载何抗压强度
Fb=153KN
（Tb=866.2MF
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
力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。
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？
低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；
铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。
压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。
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。
三、拉压弹性模量E测定试验报告
实验仪器：
（一）碳钢试件尺寸
计算长度L=_100mm直径d=_10mm
截面面积A=78.5mm
（二）弓I伸仪测量记录：
—
读数
载荷P
（KN）
左表
右表
读数A1（格）
读数差△A1（格）
读数A（格）
读数差△A（格）
1
P2
3
8
5
10
12
7
14
（三）数据处理结果
平均（△Ai）=平均（△A）=
左右两表读数差平均值:
（A）二（二1）（A）=
平均伸长增量（△L）=mm
碳钢弹性模量EP-LMPa
（ALA）
1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响？
为什么？
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终值所求出的弹性模量是否相同？
为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量？
逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。
教师签字:
日期:
四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验报告标准答案
见教材。
（一）试验数据及计算结果
试件尺寸
直径mm
标距长度Lo
力臂长度L
测臂长度R
190mm
150mm
扭矩AMn
相对扭转角
MnLo
32ML。
二d4u「
（二）结果比较（卩=0.3）
理论计算
实验值
误差%
G理==GPa
2（1+已
G实=GPa
:
Ip
1、试验过程中，有时候在加砝码时，百分表指针不动，这是为什么？
应采取什么措施？
检查百分表是否接触测臂或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？
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。
五、扭转破坏实验报告标准答案
见教材
（一）试验数据记录
尺寸
试件材料
直径d（mm）
计算长度L（mm）
100
抗扭截面模量mm
江d33
Wp—"
.2d
16
200
屈服扭矩M
35.5N•m
破坏扭矩M
80.5N•m
46.5N•m
（二）性能计算1碳钢：
扭转屈服极限：
•sM177.3MPa
Wp
扭转强度极限•b=业二402.4MPa
2、铸铁：
扭转强度极限：
•b二也二232.5MPa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45°
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。
六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案
实验数据记录及处理:
例:
1原始数据记录：
弹性模量E
距中性层
213GPa
4000N
Yi=10mm
Y=15mm
b=20mmL=620mm
h=40mma=150mm
灵敏系数；
2.27
2、梁布片图：
3、记录及计算结果
载荷
-Jj应变（）测点
£
1
2
3
平均值
4、结果比较：
应力（MFP）
理论值
口实知理%误差
口理
（T1
（T2
-28.13
（T3
28.13
CT4
-42.40
CT5
42.40
CT6
-56.25
CT7
56.25
5、作出截面应力分布图：
（理论分布）
实验时未考虑梁的自重，是否会引起测量结果误差？
为什么?
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（或记录初读数），然后加载进行测量，所测的数（或差值）是外载荷引起的，与梁自重无关。
七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案
（一）原始数据记录
材料E值
泊松比
试件计算长度
Li
力臂长度
L2
（N）
试件内径
d
试件外径
D
70GPa
0.33
300mm
200mm
36mm
40mm
（二）弯扭组合试验台装置图
（三）实验数据记录表格
测点A或（C）
-45°
0°
45°
次数
载荷△P
-一-
-二二
三
平均
初始值
150N
114
-1
-111
250N
190
-2
-184
350N
265
-257
450N
342
-3
-331
测点B或（D）
载荷AP
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