郑大材料力学实验报告标准答案文档格式.docx

1、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= 10.14 mm最小直径d= 5.70 mm截面面积A= 80.71 mm截面面积A= 25.50 mm计算长度L= 100 mm计算长度L1= 133.24 mm试验前草图试验后草图 Q 1 r强度指标：Ps = _22.1_KN 屈服应力 （T s= Ps/A _ 273.8 _MPP b = 33.2_ KN 强度极限 t b= Pb /A 411.3_MP塑性指标：111 A _

2、 Ai伸长率二土上 100% 二 33.24 % 面积收缩率* 100% = 68.40 %L A低碳钢拉伸图：（二）铸铁试件最小平均直径d= 10.16 mm最小直径d= 10.15 mm截面面积A= 81.03 mm截面面积A= 80.91 mm计算长度L1 100 mmL ,1 二强度指标:最大载荷Pb = 14.4 KN强度极限（T b= Pb / A = _ 177.7 M Pa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

3、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 = 15 mm 长度L =

4、 20 mm_ _ 2面积 A = 176.63 mm直径d = 15 mm长度L = 20 mm试件形 状草图（g屈服载荷 屈服应力Ps = 49 KN（T s= 277.4 MP最大载何 抗压强度Fb= 153 KN（T b= 866.2 MF1、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 4550。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

5、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 =_100 mm 直 径 d =_10 mm截面面积A = 78.5 mm（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）1P

6、23851012714（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 E P-L MPa（AL A）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。

7、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R190mm150mm扭矩AM n相对扭转角MnLo32 ML。二 d4 u（二）结果比较（卩=0.3）理论计算实验值误差%G 理= = GPa2（1+已G 实=GP a:Ip1、 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

8、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d3 3Wp .2d16200屈服扭矩M35.5 N m破坏扭矩M80.5 N m46.5 N m（二）性能计算 1碳钢：扭转屈服极限： s M 177.3 MPaWp扭转强度极限 b=业二402.4 MPa2、铸铁：扭转强度极限： b二也二232.5 MPa 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

9、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213GPa4000NYi=10mmY=15mmb= 20mm L= 620mmh= 40mm a=150mm灵敏系数 ；2.272、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（T 1（T 2-28.13（T 328.13CT 4-42.40CT 542.40C

10、T 6-56.25CT 756.255、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D70 GPa0.33300mm200mm36mm40mm（二）弯扭组合试验台装置图（三）实验数据记录表格测点A或（C） -45 0 45次数载荷 P-一-二二三平均初始值150N114-1-111250N190-2-184350N265-257450N342-3-331测点B或（D）载荷 A P