中國礦業(yè)大學(xué)(北京)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告.doc

中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別：_系_專業(yè)_班_組_實(shí)驗(yàn)者名稱：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)一 金屬的拉伸實(shí)驗(yàn)一 材料力學(xué)拉伸試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 觀察材料拉伸時的負(fù)荷位移曲線，了解拉伸變形的幾個階段。2. 測定低碳鋼材料的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，延伸率和斷面收縮率。3. 測定鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度，延伸率，斷面收縮率。4. 比較低碳鋼與鑄鐵拉伸時的力學(xué)性質(zhì)。5. 了解電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造及工作原理。二、實(shí)驗(yàn)原理用拉伸力將試樣拉伸，一般拉至斷裂以便測定其力學(xué)性能。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備機(jī)器型號： CSS -44100 電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)量程：最大負(fù)荷 100KN測量直徑的量具：千分尺 精度：0.01mm測量長度的量具：游標(biāo)卡尺 精度：0.02mm四、實(shí)驗(yàn)步驟1.測量試樣尺寸，在試樣上作出標(biāo)距標(biāo)記。2.實(shí)驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。3.安裝試樣。4.進(jìn)行試驗(yàn)。5.儲存試驗(yàn)結(jié)果，并取下試樣。6.測量斷后試樣尺寸。7.恢復(fù)原狀。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果 試驗(yàn)材料試件規(guī)格實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后截面尺寸(mm)截面面()標(biāo)距(mm)端口截面尺寸( (mm)截面面積()斷后長度(mm)測量部位沿兩正交方向測得的數(shù)值(mm)平均值最小平均值沿兩正交方向測得的數(shù)值(mm)平均值低碳鋼上112中122下12鑄鐵上112中122下12實(shí)驗(yàn)材料試樣規(guī)格屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率(%)斷面收縮率(%)載荷(N)強(qiáng)度(MPa)載荷(N)強(qiáng)度(MPa)低碳鋼鑄鐵六、繪制低碳鋼拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線草圖。七、繪制鑄鐵拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線草圖。八、畫出低碳鋼和鑄鐵的斷口草圖，并說明其特征。九、思考題 用同一材料制作的長、短比例試件各一根。拉伸試驗(yàn)所測得的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率和延伸率都相同嗎？中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別：_系_專業(yè)_班_組_實(shí)驗(yàn)者名稱：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)二 金屬的壓縮實(shí)驗(yàn)一、 材料力學(xué)壓縮試驗(yàn)的目的及要求1. 測定壓縮時低碳鋼的屈服強(qiáng)度和鑄鐵的抗壓強(qiáng)度。2. 觀測低碳鋼和鑄鐵試樣壓縮時的變形和破壞特征。二、 實(shí)驗(yàn)原理用壓縮力將試樣壓縮，一般延性材料壓至屈服，脆性材料壓至斷裂以測定其壓縮時的力學(xué)性能。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)。2. 游標(biāo)卡尺3. 千分尺四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 測量試樣尺寸。2. 試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。3. 安裝試樣。4. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5. 結(jié)束工作，回復(fù)原狀。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果1. 實(shí)驗(yàn)前數(shù)據(jù)材料試樣中點(diǎn)處原始直徑(mm)（1）（2）平均低碳鋼鑄鐵2. 實(shí)驗(yàn)記錄及材料力學(xué)性能計算材料低碳鋼鑄鐵3. 試樣破壞斷面形狀圖及破壞原因分析4.材料低碳鋼鑄鐵斷面示意圖破壞原因簡析六、 思考題1. 由低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較延伸材料和脆性材料的力學(xué)性能和破壞特征。2. 根據(jù)鑄鐵試樣的壓縮破壞的形式，分析其破壞的原因，并與其拉伸破壞做比較。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)_班_組_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)三 金屬的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察比較低碳鋼和鑄鐵材料在扭轉(zhuǎn)過程中的變形現(xiàn)象及破壞形式。2. 測定低碳鋼的抗扭屈服極限和抗扭強(qiáng)度極限。3. 測定鑄鐵材料的抗扭強(qiáng)度極限。二、 實(shí)驗(yàn)原理對試驗(yàn)試樣施加一定的扭矩，直至試樣破壞，由此測定出此材料在扭轉(zhuǎn)時的力學(xué)性能指標(biāo)。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. NDS-I 型電子式扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。2. 游標(biāo)卡尺。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 測量試樣尺寸2. 試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備（1） 輸入試驗(yàn)參數(shù)（2） 選擇試驗(yàn)機(jī)量程。3. 安裝試樣4. 進(jìn)行試驗(yàn)5. 結(jié)束工作，恢復(fù)原狀。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果1. 試樣原始尺寸試驗(yàn)材料標(biāo)距直徑(mm)最小截面面積 ()截面 I截面 II截面 III（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均低碳鋼鑄鐵2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果試驗(yàn)材料屈服載荷(Nm)最大載荷(Nm)屈服極限(MN/)強(qiáng)度極限(MN/)破壞形式低碳鋼鑄鐵低碳鋼鑄鐵六、 思考題1. 低碳鋼和鑄鐵材料的扭轉(zhuǎn)破壞有何不同？根據(jù)端口形式分析其破壞原因。2. 分析比較塑性材料和脆性材料在拉伸壓縮及扭轉(zhuǎn)時的變形情況和破壞特點(diǎn)，并歸納這兩種材料的機(jī)械性能。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)：_班：_組：_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)四 純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用電測法測定梁純彎曲時沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）的分布規(guī)律。2. 驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。3. 測定泊松比。二、 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1. 材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺一臺。2. 應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀一臺。3. 矩形截面鋼梁。4. 溫度補(bǔ)償塊。5. 長度測量尺。三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 測量梁矩形截面的寬度b和高度h、載荷作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離a，并測量各應(yīng)變片到中性層的距離。2. 將拉壓傳感器接至應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀中。3. 應(yīng)變片連接采用1/4橋連接方式，將待測應(yīng)變片連接在A、B兩段，將B、短接，在橋路上，將A、D兩端連接補(bǔ)償片，短線連接即可。4. 本次試驗(yàn)的載荷范圍為04KN，在此范圍內(nèi)，采用分級加載方式（一般分46級），實(shí)驗(yàn)時逐級加載，分別記錄各應(yīng)變片在各級載荷作用下的應(yīng)變值。五、 試驗(yàn)結(jié)果處理1. 按實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)求出個點(diǎn)的應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值，并計算出各點(diǎn)的應(yīng)力理論值。計算出它們的相對誤差。2. 按同一比例分別畫出各點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)值和理論值沿橫截面高度的分布曲線，將兩者進(jìn)行比較，則說明彎曲正應(yīng)力的理論分析是可行的。3. 計算的比值，若 ，則說明純彎曲梁為單向應(yīng)力狀態(tài)。4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考下表：應(yīng)變片至中性層的距離b= mm; h= mm; l= mm應(yīng)變片在各級載荷下的應(yīng)變值載荷(N)應(yīng)變值( )PP各測試點(diǎn)應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)變號應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值應(yīng)力理論值誤差(%)六、 思考題1. 比較應(yīng)變片（或應(yīng)變片和）的應(yīng)變值，可得到什么結(jié)論？2. 本實(shí)驗(yàn)中對應(yīng)變片的柵長尺寸有無要求？為什么？中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)：_班：_組：_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)五 彎扭組合變形薄壁筒應(yīng)力測量實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的大小和方向，并與理論值進(jìn)行比較。2. 測定薄壁圓筒在彎扭組合變形作用下的彎矩和扭矩。3. 學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變花的應(yīng)用。4. 學(xué)習(xí)各種組橋方式測量應(yīng)變的方法，熟悉電測法的基本原理和操作方法。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺一臺。2. 應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀一臺。3. 薄壁圓筒試件。4. 溫度補(bǔ)償塊。5. 長度測量尺。三、 實(shí)驗(yàn)原理和方法四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 根據(jù)要求，設(shè)計好本次實(shí)驗(yàn)所需的各類數(shù)據(jù)表格。2. 測量試件尺寸，加力臂的長度和測點(diǎn)距力臂的距離。3. 將薄壁圓筒上的應(yīng)變片按不同的要求接入電阻應(yīng)變儀，組成不同的測量電橋。4. 調(diào)整好所用儀器設(shè)備。（1） 主應(yīng)力的大小和方向的測定：將對稱兩點(diǎn)應(yīng)變片按1/4橋狀態(tài)測量。（2） 測定彎矩：根據(jù)前面介紹接成半橋方式進(jìn)行測量。（3） 測定扭矩：根據(jù)前面介紹接成半橋方式進(jìn)行測量。5. 實(shí)驗(yàn)加載。要求勻速緩慢加載，根據(jù)自己設(shè)計的表格，分級加載（一般分為46級），并依次記錄各點(diǎn)的應(yīng)變讀數(shù)。每次試驗(yàn)要求重復(fù)兩次。6. 完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，重新組橋，重復(fù)上面步驟。7. 完成全部內(nèi)容后，卸除載荷，關(guān)閉電源，設(shè)備及導(dǎo)線恢復(fù)原狀。8. 此實(shí)驗(yàn)加載時，不要過載，接線時，要小心，避免損壞試件以及各種接線。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1. 根據(jù)所測應(yīng)變值計算主應(yīng)力、及主方向，并與理論值進(jìn)行比較，計算相對誤差。2. 根據(jù)所測應(yīng)變值，計算彎矩和扭矩，并與理論值進(jìn)行比較，計算相對誤差。3. 分析產(chǎn)生誤差的主要原因。六、 思考題1. 測量單一內(nèi)應(yīng)力分量引起的應(yīng)變，可以采用哪幾種接橋方式。2. 主應(yīng)力測量中，支教應(yīng)變花是否可以沿任意方向粘貼。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)：_班：_組：_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)六 電測法測定材料彈性模量E和泊松比的實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測定碳鋼的彈性模量。2. 側(cè)定碳鋼的泊松比。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1.材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺一臺。2.應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀一臺。3.拉伸試件。4.溫度補(bǔ)償塊。5.長度測量尺三、實(shí)驗(yàn)原理及方法四、試驗(yàn)步驟1. 設(shè)計好本實(shí)驗(yàn)所需的各類數(shù)據(jù)表格2. 測量試件的尺寸3. 制定加載方案。4. 根據(jù)要求，選擇接橋方式，調(diào)整所用儀器設(shè)備。5. 分級加載（一般分為46級），記錄不同載荷下的應(yīng)變值。并隨時檢查應(yīng)變了是否符合線性變化。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次。6. 完成全部內(nèi)容后，寫出載荷，關(guān)閉電源，設(shè)備及導(dǎo)線恢復(fù)原狀。7. 此實(shí)驗(yàn)加載時，不要過載，接線時要小心，避免損壞試件及各種接線。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1.根據(jù)公式計算彈性模量。3. 根據(jù)公式計算泊松比。六、思考題測定金屬的彈性模量為什么要用引伸計或應(yīng)變片來測量。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)：_班：_組：_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)七 沖擊實(shí)驗(yàn)（演示）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測定同一材料u型缺口試樣沖擊功。2. 測定同一材料v型缺口試樣沖擊功。3. 熟悉沖擊功及沖擊韌性的概念及計算方法。4. 了解沖擊試驗(yàn)機(jī)的原理。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. JBN-300 型沖擊試驗(yàn)機(jī)。2. 游標(biāo)卡尺三、 實(shí)驗(yàn)原理四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 按國家標(biāo)準(zhǔn)測量試樣尺寸。2. 按儀器操作規(guī)程，調(diào)整好試驗(yàn)機(jī)。3. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理根據(jù)要求，按公式給出測量指標(biāo)。六、 思考題1. 對同一種材料制成的u型及v型缺口的試樣，沖擊功有何種不同。2. 材料的沖擊功及沖擊韌性有何不同。中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)組別： _專業(yè)：_班：_組：_實(shí)驗(yàn)者名稱：_ 學(xué)號：_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日實(shí)驗(yàn)八 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)（演示）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解疲勞實(shí)驗(yàn)的方法。2. 了解旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理。二、 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1. PQI-6型純彎曲疲勞及。2. 游標(biāo)卡尺及千分尺。三、 實(shí)驗(yàn)原理和方法四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 測量試樣尺寸2. 安裝試樣。3. 根據(jù)要求，計算實(shí)驗(yàn)載荷大小。4. 按照設(shè)備造作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊筮M(jìn)行。六、 思考題純彎曲試樣為何要求很高的加工精度，加工對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響。