内容发布更新时间 : 2024/11/17 0:17:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

4、 试样拉断后拆下试样，重新调整试验机活动台的合理高度（一般为10mm），按要求装夹

另一根试样，选择“继续实验” 进行第二根试样的拉伸试验。

5、 第二根试样拉断后拆下试样，根据电液伺服万能试验机使用说明把两根试样的F—ΔL

曲线添加不同的颜色一起显示在微机显示屏上。从低碳钢的F—ΔL曲线上读取FeL、Fm值，从铸铁的F—ΔL曲线上读取Fm值。并比较两条曲线的特征。 6、 测量低碳钢拉断后的断口最小横截面面积Su。

7、 根据低碳钢断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长度Lu。 8、 比较低碳钢和铸铁的断口特征。 9、 试验机复原。

五、实验数据及处理要求

1、试样直径的测量与测量工具的精度保持一致。 2、横截面面积的计算值取4位有效数字。

3、拉伸力学性能指标的数值确定应保留计算过程，最终结果值按下表要求修约。 性能名称 屈服强度和抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率 范围 ≤200MPa ＞200～1000MPa ＞1000MPa 修约间隔 1MPa 5MPa 10MPa 0.5％ 0.5％ 六、思考题 1、为什么在实验前需要测试件原始尺寸，包括哪些数据，如何测？ 2、如果试件直径为10mm ,按标准短比例试件要求，标距应定为多少？ 3、哪种材料需要在试件拉断后测量试件尺寸？

4、铸铁拉伸变形为什么没有屈服、强化及缩颈等阶段？

5、 测定材料屈服强度的意义？哪些材料需要测定屈服强度？

6、 应变强化是哪类材料的特点，发生在拉伸过程的哪个阶段，有何作用和意义？

实验二 脆性材料拉伸、压缩及脆性材料力学性能测试

一、实验目的

1、测定低碳钢压缩时的屈服强度σs。 2、测定铸铁压缩时的抗压强度σby。

3、比较低碳钢和铸铁在压缩时的变形规律和破坏现象，并进行比较。

二、设备及试样

1、电液伺服万能试验机（自行改造）。 2、游标卡尺。

3、低碳钢、铸铁圆形横截面短试样各一枚。

注：材料压缩短试样试样标距段原始高度h0和标距段原始直径d0 的比值通常规定为：1≤h0/ d0≤3。而长试样通常用于拉伸试验。

三、实验原理及方法

当试样承受压缩时，其上下端面与试验机垫板之间产生很大的摩擦力，如下图，这些摩擦力阻碍试样上部和下部的横向变形，使其抗压能力有所提高，故试验时试样两端面应涂以润滑剂以减小摩擦力的影响。另外，当h0/ d0增大时，摩擦力的影响也会减少，因此试样的抗压能力将随比值h0/ d0的增大而略有降低。由此可见，只有在相同的试验条件下，才能对不同材料的压缩性能进行比较。

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施加载荷时，要求其合力作用线与试样轴线一致，为此试样两端面必须平行且与轴线垂直；同时，在试验机下垫板底部有球形承垫，见上图。当试样两端面稍有不平行时，会自动调整下垫板平面的方位，使接触面载荷均匀分布。

低碳钢压缩试验中，屈服现象不及拉伸时那样明显，从F—Δl曲线读下屈服载荷Fs，由此可求得屈服极限?s?Fs。此后由于材料良好的塑性，使其压成饼状而不致破坏，故低A0碳钢不存在压缩强度极限。

铸铁压缩试验则在出现较大（相对于拉伸而言）的塑性变形后发生破坏，其裂纹方向与 轴线约成450角，此时的载荷即为最大载荷Fby，由此可算得压缩强度极限?by?FbyA0。

四、实验步骤

1、测量试样的原始尺寸。

2、安装试样并保持上下对中。

3、根据试样的负荷和变形水平，按试验机操作软件设定试验的详细步骤加载试验。

4、观察试样变形和破坏特征。

五、实验数据及处理要求（同轴向拉伸实验） 六、思考题

1、说明铸铁压缩破坏原因？

2、总结低碳钢、铸铁的拉伸、压缩力学性能。

实验三 塑性材料与脆性材料扭转及材料力学性能测试实验

一、实验目的

1、测定低碳钢的剪切屈服点τs，抗扭强度τb。 2、测定铸铁的抗扭强度τb。

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3、比较低碳钢和铸铁在扭转时的变形和破坏特征。

二、设备及试样

1、伺服电机控制扭转试验机（自行改造）。 2、0.02mm游标卡尺。

3、低碳钢υ10圆试件一根，画有两圈圆周线和一根轴向线。 4、铸铁υ10圆试件一根。

三、实验原理及方法

塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上，以6-10o/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩，在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线（扭矩-夹头转角图线），如下图为低碳钢的部分扭转曲线。试样变形先是弹性性的，在弹性阶段，扭矩与扭转角成线性关系。 弹性变形到一定程度试样会出现屈服。扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩Tsu；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩Tsl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs，即：τs=τsl= Tsl/W。当试样扭断时，得到最大扭矩Tb，则其抗扭强度为τb= Tb/W 式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有 W=πd03/16。

铸铁为脆性材料，无屈服现象，扭矩-夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩Tb，则其抗扭强度为：τb= Tb/W

四、实验步骤

1、测量试样原始尺寸 分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量。

2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。

3、低碳钢扭转破坏试验，观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。

4、铸铁扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。

五、实验数据处理

1、试样直径的测量与测量工具的精度一致。 2、抗扭截面模量取4位有效数字。

3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验。

六、思考题

1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化？与扭转平面假设是否相符？

2、如用木材或竹材制成纤维平行于轴线的圆截面试样，受扭时它们将按怎样的方式破坏？ 3、根据低碳钢和铸铁的破口特征，分析两种材料扭转破坏的原因？

4、 比较低碳钢拉伸和扭转实验，从进入塑性变形阶段到破坏的全过程，两者变形有何明显

的区别？

实验四 直梁纯弯曲正应力测试实验

一、

实验目的

1、 了解电测法的基本原理，初步掌握多点静态应变测量的方法；

2、 测定纯弯曲梁横截面上的正应力及其分布规律，并与理论公式进行比较；

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3、 测定材料常数——泊松比。

二、 实验设备

1、 WYS—1 材料力学实验台； 2、 DH—3818 静态应变测试仪； 3、 矩形截面单体梁。

三、 梁的布片图及实验方法

梁的尺寸、材料弹性模量E、贴片位置、应变片灵敏系数K和应变片电阻值R见下表和梁布片图

参数表 a（mm） 200 c（mm） 30 L（mm） 600 b（mm） 20 h（mm） 40 E(GPa) 215 K 2.19 R 120 布片图 (5')5'

载荷F通过加力梁均分成两个大小为F/2的力作用在矩形钢梁上。梁的中部形成纯弯曲变形，弯矩为M＝

1Fa。 2在梁中部的上、下表面及前、后两侧面沿梁的横截面高度，每隔h/4处贴上一枚平行于梁轴线的电阻应变片，共计8枚，其编号分别为：上表面为“1”；前侧面的上、中、下分别

’’

为“2”、“3”、“4”；后侧面的上、中、下分别为“2”、“3”、“4’”；下表面为“5”.在梁中部的下表面另外加贴一片垂直于梁轴线的电阻应变片，编号为“5’”。温度补偿片放置在钢梁的附近。

各枚应变片敏感栅的中心即为实验的测量点。根据各测量点的应变测量值，由虎克定律（σ＝Eε）计算应力实测值，得到横截面上正应力沿梁高的分布规律，并与弯曲正应力公式（σ＝

四、

My）计算的应力理论值进行比较。 I实验步骤

1、 应变仪参数设定：按电阻应变仪使用方法，根据本次实验所用的电阻应变片规格（见

上述“四”中的参数表）对所用的电阻应变仪进行测量参数设定。测量参数包括应变片电阻、灵敏系数，应变仪测量桥路（本实验选用1 /4桥路）等。

2、 接线：根据本次实验内容，将需要测量的各测量点上引出的电阻应变片导线依次按

选定的1 /4桥路接线方法接至电阻应变仪的各测量桥上。 3、 加载测量：加载采用增量法。在零载荷时进行应变仪的平衡操作，以保证零载荷时，

各点的应变输出均为零；然后按一定的载荷增量（一般为1000N）逐级加载，测量每级载荷所对应的应变值，直至最大载荷（规定为5000 N）为止。本实验采用自动采样，所有测量数据通过软件的“数据管理”功能进行数据格式转换和汇总。

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