工程力学指导书文档格式.docx
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实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。
试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb计算公式为：
σb=Pb/A0
3）延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定
计算公式分别为：
δ=（L1-L）/Lx100%
Ψ=（A0-A1）/A0x100%
L：
标距（本实验L=100）
L1：
拉断后的试件标距。
将断口密合在一起，用卡尺直接量出。
A0：
试件原横截面积。
A1：
断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
2、实验步骤
1）试件准备：
量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L；
2）按液压万能实验机操作规程1——8条进行；
3）加载实验，加载至试件断裂，记录Ps和Pb，并观察屈服现象和颈缩现象；
4）按操作规程10——14进行；
将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1，并记录。
（二）铸铁的拉伸实验
强度极限σb的测定
铸铁没有屈服阶段，其断裂时的载荷读数对应的应力就是强度极限，其计算公式为：
2、铸铁拉伸实验步骤
（1）试件准备：
量出试件的直径d0;
（2）按操作规程进行，记录Pb.
实验一低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验报告
（一）拉伸实验原始数据记录
低碳钢
铸铁
L=mm,d=mm
d=mm
Pb=kN
Ps=kN
L1=mm,d1=mm
（二）低碳钢和铸铁的拉伸实验实报
灰口铸铁
d=
原
L=
始
Ps=
数
Pb=
据
d1=
L1=
A=
s=
实
b=
δ=%
验
ψ=%
资
料
试
件
试验前
整
理
形
状
试验后
结
果
P—ΔL曲线
实验二、压缩实验
1、测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs。
2、观察铸铁和低碳钢压缩时的破坏现象。
3、通过拉伸实验，比较塑性材料和脆性材料机械性质的区别。
二、实验设备及仪器
1、液压万能实验机；
2、游标卡尺。
三、试件
低碳钢和铸铁试件形状尺寸相同，一般规定1.5≤h/d≤3。
本实验d=20，h=30.
实体图
平面图
立体图
四、实验原理及方法
1、铸铁的抗压强极限σb的规定记录破坏时的载荷读数Pb，用公式σb=Pb/A0求出。
2、碳钢屈服极限σs的测定试件受压到屈服载荷时测力指针摆动，记录摆动时的最小载荷，用公式求出σs。
公式：
五、实验步骤
1、测量试件的直径d和高度h；
2、按操作规程进行，分别记录P0和Ps，并观察试件破坏情况。
实验二压缩实验原始数据记录及实验报告
灰口铸铁
h=mm
s=
b=
试件形状
压缩前
压缩后
实验三扭转实验
一、试验目的
1、测定低碳钢的剪切弹性模量，验证扭转时的虎克定律；
2、观察比较低碳钢和铸铁在扭转时的破坏现象。
二、实验设备仪器
NT—50型扭转实验机
2、扭角仪
3、游标卡尺
三、试件
本实验铸铁、低碳钢都用圆试件，其直径d=10，试件的其它尺寸视扭转机夹头形式而定。
四、实验原理及方法
1、验证扭转时的虎克定律.最大剪应力不超过材料的比例极限时,相对扭转角φ与扭矩T有如下关系.φ=TL0/GIp
式中L0、G、Ip皆为常值,T、Φ为变量;
若有一扭矩T则对应一φ值,每增加同样大小的扭矩ΔT,扭转角的增量ΔΦ大致相等,这就验证了虎克定律.
2、扭转破坏Tn—Φ曲线.
低碳钢铸铁
低碳钢和铸铁试件受扭直至破坏,它们的T—Φ曲线如图所示.低碳钢有直线段,有明显的屈服阶段,测力指针暂时不动或摆动,而扭转角Φ很快增加.最终破坏时,可看到低碳钢试件的扭转角非常大,沿横截面扭断,而铸铁试件的扭转角很小,沿45°
~55°
螺旋面扭断。
五、实验步骤
将试件装在NT—50型扭转实验机上,试件上涂以颜色线条,校正示力盘指针为零,打开（或调整）自动绘图装置开关。
旋转电位器加扭矩至试件破坏。
取下破坏试件,观察试件的破坏情况。
实验三扭转实验报告
1．低碳钢剪切弹性模量G的测定：
试件直径d=mm
试件长度L=mm
力臂b=mm
测量杠杆长度a=mm
记
录
荷载P（N）
百分表读数B（格）×
10—2
读数差ΔB（格）×
千分表平均读数差（单位mm）
扭转角增量
=
极惯性矩Ip=
外力偶矩增量ΔT=ΔP×
b=
剪切弹性模量
2．扭转破坏实验：
低
碳
钢
d=mm，Mts=N·
m，
TS=Mpa
Mtb=N·
Tb=MPa
Mt—
曲线图
试件破坏形状图
铸
铁
d=mm，Mtb=N·
m，τtb=MPa
曲线
实验四弯曲实验
一、实验目的
1.学习用电测法测量应力的方法；
2.研究纯弯曲梁的应力分布；
3.验证直梁弯曲正应力计算公式；
4.测定弯曲时的中点挠度并与理论共识进行比较。
二、实验设备及仪器
1.液压万能实验机；
2.电阻应变仪，预调平衡箱；
3.表架、百分表。
三、实验用试件机装置
矩形截面梁试件，材料为A3钢，试件尺寸及实验装置简图简下图：
荷载通过副梁及两个磙子施加到试件上，应变片接线采用多点半桥式接法。
R6为温度补偿片，五个工作片的粘贴位置为顶面1。
底面5、中性层3及距中性层h/4处的2、4。
四、实验原理：
1.纯弯曲梁衡截面上应力的测试及应力的分布规律
实验采用等载荷增量法。
当载荷P作用时利用应变仪可测出相应的应变度εds,根据胡克定律σ实=Eεds，平均可求得个点正应力分布图，可看出纯弯曲梁正应力分规律。
利用理论公式计算正应力σ理=M/l*Y.其中M=Pa/2,如果σ理和σ实的结果基本吻合。
即说明理论公式是正确的。
2．直梁弯曲时中点挠度测定
实验采用等载荷增量法，在载荷P的作用下从百分表上可直接读出梁中点C处的挠度Yc实，与理论公式Yc=Pa（3L*L-4a*a）/48Ei的计算结果比较，如果基本吻合则说明理论公式式正确的。
1.将应变仪预调平衡，百分表指针对零，试验机按操作规程调整。
2.把5KN作为处载荷，按△P=5KN加载至20KN,记录各级载荷下的应变仪读数ε及百分表读数Yc实。
3.卸载，关闭应变仪选择开关。
（一）试件尺寸及装置尺寸
试 件
材 料
弹性模量
E（GPa）
高 度
h（mm）
宽 度
b（mm）
支座间的距离l（mm）
加力器到支座的距离a（mm）
惯性矩
Iz（mm4）
（二）试件测点位置
测点编号
1
2
3
4
5
测点坐标yi（mm）
（三）测定应变ε实验记录
P（Kg）
ΔP（Kg）
测点1
测点2
测点3
测点4
测点5
ε1
×
10-6
Δε1
ε2
Δε2
ε3
Δε3
ε4
Δε4
ε5
Δε5
ΔP＝ （Kg）
＝
×
×
×
（四）计算
1.各点正应力增量
，理论值
及相对误差
测 点 编 号
实验正应力增量
理论应力增量
相对误差
2．实验所得横截面上正应力分布图
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