工程力学实验报告模板.docx

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工程力学实验报告模板

工程力学实验报告

学生姓名：

学号：

专业班级：

南昌大学工程力学实验中心

实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

引伸仪标距l=mm

实验前

材料

标距l0（mm）

直径d0（mm）

平均横截面积

（mm2）

最小横截面积A0（mm2）

截面I

截面II

截面III

1

2

平均

1

2

平均

1

2

平均

低碳钢

铸铁

低碳钢弹性模量测定

载荷F（kN）

变形Δl（mm）

变形增量

（mm）

F0=

F1=

F2=

F3=

F4=

F5=

ΔF=

=

=

实验后

材料

标距l1（mm）

断裂处直径d1（mm）

断裂处横截面积A1（mm2）

1

2

平均

低碳钢

铸铁

屈服载荷和强度极限载荷

材料

上屈服载荷

下屈服载荷

最大载荷

断口形状

Fsu（kN）

Δl（mm）

Fsl（kN）

Δl（mm）

Fb（kN）

Δl（mm）

低碳钢

铸铁

载荷―变形曲线（F―Δl曲线）及结果

材料

低碳钢

铸铁

F―Δl曲线

断口形状

实验结果

上屈服极限

下屈服极限

强度极限

延伸率

断面收缩率

强度极限

延伸率

四、问题讨论

（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；

（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。

金属材料的拉伸及弹性模量测定原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验二弯扭组合变形的主应力测定

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

1．数据记录

试件计算长度

L=mm

试件材料泊松比

=

内径

d=mm

试件材料弹性模量

E=MPa

外径

D=mm

应变片电阻值

R=Ω

加力杆长度

a=mm

电阻片灵敏系数

K=

应变片灵敏系数

K仪=

2．布片展开图：

截面单元体应力状态图：

3．荷载及应变

载荷

（N）

电阻应变仪读数（

）

A点

B点

C点

D点

P

ΔP

-450

00

450

-450

00

450

-450

00

450

-450

00

450

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变

应变增量

应变增

量均值

4．根据实测数据计算A，B，C，D各点主应力大小及方向和剪应力的大小。

5．计算各点主应力大小及方向、剪应力的大小。

6．值和理论值的相对误差。

四、问题讨论

分析形成误差的主要因素。

弯扭组合变形的主应力测定原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验三压杆稳定实验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

1、试件尺寸及有关数据：

截面尺寸（mm）

截面I

B1=

b1=

L1=

截面II

B2=

b2=

L2=

截面III

B3=

b3=

L3=

平均

∆B=

∆b=

∆L=

弹性模量E

长度系数μ

2、载荷和应变（或挠度）：

次数

载荷P

（N）

电阻应变仪读数（

）

或千分表读数

次数

载荷P

（N）

电阻应变仪读数（

）

或千分表读数

测点

测点

测点

测点

1

11

2

12

3

13

4

14

5

15

6

16

7

17

8

18

9

19

10

20

3、F—ω或F—ε曲线

4、临界压力Fcr实验值和理论值计算和误差分析：

压杆稳定实验原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

弹性模量E=泊松比

=

实验前

材料

标距l0（mm）

直径d0（mm）

平均极惯性矩

（mm4）

最小抗扭截面模量WT（mm3）

截面I

截面II

截面III

1

2

平均

1

2

平均

1

2

平均

低碳钢

铸铁

低碳钢剪切弹性模量测定

扭矩T（N·m）

扭转角

（o）

扭转角增量

（o）

T0=

T1=

T2=

T3=

T4=

T5=

ΔT=

=（o）=（rad）

=

理论值

=；相对误差（%）=

载荷―变形曲线（F―Δl曲线）及结果

材料

低碳钢

铸铁

T—φ曲线

断口形状

实验记录

屈服扭矩Ts=

破坏扭矩Tb=

破坏扭矩Tb=

实验结果

屈服极限

=

强度极限

=

强度极限

=

四、问题讨论

（1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成45o螺旋断裂面？

（2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。

金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验五冲击实验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

材料

厚度h（mm）

宽度b（mm）

截面积A（mm2）

冲击功W（J）

室温

冲击韧性αK=W/A=

四、问题讨论

（1）分析比较低碳钢与铸铁在冲击载荷作用下所表现的力学性能及破坏特性。

（2）试解释缺口附近产生脆性破坏的原因。

冲击实验原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验六单自由度系统固有频率和阻尼比的测定

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

1、试件尺寸及有关数据：

2、画出系统自由衰减振动的波形：

3、根据自由衰减振动波形确定系统固有频率和阻尼比：

单自由度系统固有频率和阻尼比的测定原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验七弯曲正应力电测实验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

数据记录

梁高

H=mm

截面惯性矩

Iz=m4

梁宽

B=mm

拉压弹性模量

E=MPa

支座与垫架支点间距离

a=mm

应变片电阻值

R=Ω

各测点到中性轴的距离（中性轴以上取“-”，以下取“+”）

y1=mm

y2=mm

y3=mm

y4=mm

y5=mm

电阻片灵敏系数

K=

应变片灵敏系数

K仪=

载荷和应变

次数

载荷

P

（N）

载荷增量

ΔP

（N）

电阻应变仪读数（

）

测点

测点

测点

测点

测点

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

1

2

3

4

5

6

7

8

实验应力增量值

（MPa）

理论应力增量值

（MPa）

相对误差（%）

横截面上应力分布比较（用实线代表实验值，用虚线代表理论值）

O

y

四、问题讨论

沿梁截面高度，应变怎样分布？

随载荷逐级增加，应变分布按什么规律变化？

中性轴在横截面的什么位置？

弯曲正应力电测实验原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验八叠（组）合梁弯曲的应力分析实验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

数据记录

弹性模量E=应变片电阻值Ω=

电阻片灵敏系数K=应变片灵敏系数K仪=

试件

梁高

（mm）

梁宽

（mm）

支座与压头支点间距离（mm）

截面惯性矩（m4）

各电阻片位置到中性层的距离（中性轴以上取“-”，以下取“+”）（mm）

叠梁

h1=

h2=

b=

a=

Iz=

y1=mmy5=mm

y2=mmy6=mm

y3=mmy7=mm

y4=mmy8=mm

楔块梁

h1=

h2=

b=

a=

Iz=

y1=mmy5=mm

y2=mmy6=mm

y3=mmy7=mm

y4=mmy8=mm

整梁

H=

b=

a=

Iz=

y1=mmy6=mm

y2=mmy7=mm

y3=mmy8=mm

y4=mmy9=mm

y5=mm

载荷和应变

（1）叠梁

次

数

载荷

F

（kN）

载荷增量

ΔF

（kN）

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

平均

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

实验应力增量值

（MPa）

理论应力增量值

（MPa）

相对误差（%）

（2）楔块梁

次数

载荷

F

（kN）

载荷增量

ΔF

（kN）

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

平均

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

实验应力增量值

（MPa）

理论应力增量值

（MPa）

相对误差（%）

（3）整梁

次数

载荷

F

（kN）

载荷增量

ΔF

（kN）

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

测点⑨

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

应变

增量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

平均

测点①

测点②

测点③

测点④

测点⑤

测点⑥

测点⑦

测点⑧

测点⑨

实验应力增量值

（MPa）

理论应力增量值

（MPa）

相对误差（%）

画出应力沿梁高度的分布规律

（1）叠梁

（2）楔块梁（3）整梁

四、问题讨论

（1）分析整梁（矩形截面H＝2h，B＝b），同种材料叠梁、不同材料叠梁在相同支撑和加载条件下承载能力的大小。

（2）楔块梁的应力分布有什么特点，它与叠梁有何不同，内力性质有何变化？

（3）根据测试结果如何判断各种梁是否有轴向力作用及轴向力产生的原因。

叠（组）合梁弯曲的应力分析实验原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日

实验九偏心拉伸实验

实验时间：

设备编号：

温度：

湿度：

一、实验目的

二、实验设备和仪器

三、实验数据及处理

1、试件尺寸及有关数据：

材料

截面尺寸（mm）

平均横截面积

（mm2）

截面I

截面II

截面III

h

b

面积

h

b

面积

h

b

面积

低碳钢

2、载荷及应变：

载荷F（kN）

总应变ε1

总应变ε2

应变εN

应变εM

F0=

F1=

F2=

F3=

F4=

∆F=

=

=

=

=

3、弹性模量计算：

4、偏心距计算：

5、正应力实验值计算：

6、正应力理论值计算（应用叠加原理）：

7、误差分析：

偏心拉伸实验原始试验数据记录

实验指导教师：

20年月日