力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。工程力學(xué)A、 工程力學(xué)A(1) 、 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1. 實(shí)驗(yàn)總體目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生利用萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學(xué)性能曲線 , 利用電測(cè)法測(cè)量矩形截面梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理能力 , 運(yùn)用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料的破壞現(xiàn)象的綜合分析能力 , 以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和工作實(shí)踐能力 , 提高學(xué)生綜合素質(zhì)、 分析和解決問題的能力。2. 適用專業(yè)材料科學(xué)與工程、 熱能與動(dòng)力工程、 水利水電工程、 核技術(shù)和核工程、 風(fēng)能與動(dòng)力工程3. 先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理4. 實(shí)驗(yàn)課時(shí)分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)

2、時(shí)實(shí)驗(yàn)一 塑性材料和脆性材料的力學(xué)性能測(cè)試與分析2實(shí)驗(yàn)二梁的彎曲正應(yīng)力測(cè)定2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 ( 對(duì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、服務(wù)器、打印機(jī)、投影機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等配置及數(shù)量要求)1 10t 微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī);2 30t 微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī);資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。3多用電測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái);4YJ 一 25 型電阻應(yīng)變儀 ;5P20R25 到預(yù)調(diào)平衡箱 ;6游標(biāo)卡尺、鋼板尺。 實(shí)驗(yàn)總體要求熟悉低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學(xué)性能曲線測(cè)定 , 斷口形貌觀察以及塑形指標(biāo)的測(cè)量 , 并能綜合運(yùn)用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料破壞的現(xiàn)象 ; 熟悉測(cè)量矩形截面梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的

3、分布規(guī)律。 本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法建議本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是熟悉低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學(xué)性能曲線測(cè)定、 斷口形貌觀察以及塑形指標(biāo)的測(cè)量以及測(cè)量矩形截面梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)是綜合運(yùn)用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料的破壞現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)一塑性材料和脆性材料的力學(xué)性能測(cè)試與分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉萬能材料試驗(yàn)機(jī)的使用方法。2低碳鋼、鑄鐵拉伸、壓縮力學(xué)性能曲線的測(cè)定。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。3測(cè)定低碳鋼的力學(xué)性能參數(shù):s、b、, 測(cè)定鑄鐵的力學(xué)性能參數(shù)b。4應(yīng)用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料的破壞現(xiàn)象。二、 實(shí)驗(yàn)類型 ( 含驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型或綜合型

4、)綜合型三、 實(shí)驗(yàn)儀器1 10t 微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī);2 30t 微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī);3游標(biāo)卡尺、鋼板尺。四、 實(shí)驗(yàn)原理( 一 ) 拉伸和壓縮試樣按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6397 86金屬拉伸試驗(yàn)試樣, 金屬拉伸試樣的形狀分為圓形截面試樣、矩形截面試樣、異形截面試樣和不經(jīng)機(jī)加工的全截面形狀試樣四種。其中最常見的是圓形截面試樣和矩形截面試樣。如圖 1-1 所示 , 圓形截面試樣和矩形截面試樣均由平行、過渡和夾持三部分組成。平行部分的試驗(yàn)段長(zhǎng)度l 0 稱為試樣的標(biāo)距。圓形截面比例試樣一般取: l 05d0或10d0資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。圖 1-1拉伸試樣

5、矩形截面比例試樣一般取: l 05.65A0或11.3 A0 。對(duì)試樣的形狀、尺寸和加工的技術(shù)要求參見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB639786。bldlb圖 1-2 壓縮試樣按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB7314 87金屬壓縮試驗(yàn)方法 , 金屬壓縮試樣分為圓柱體試樣、 正方形柱體試樣兩種。如圖 12 所示。材料的抗壓能力與試件高度 l 和直徑 d 的比值 l/d 有關(guān) , 比值愈大 , 鑄鐵的抗壓強(qiáng)度極限就愈小。因此 , 壓縮實(shí)驗(yàn)必須在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行 , 這樣才能使不同材料的壓縮性能具有可比性。金屬材料壓縮破壞實(shí)驗(yàn)所用的試件, 一般規(guī)定為 : 1dl3( 二 ) 低碳鋼、鑄鐵的拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)1低碳鋼、鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)在

6、實(shí)驗(yàn)過程中 , 與微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)聯(lián)機(jī)的計(jì)算機(jī)的顯示屏上實(shí)時(shí)繪出試樣的拉伸曲線 (也稱為 F l 曲線 ), 如圖 1-3 所示。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。圖 1-3低碳鋼、鑄鐵拉伸圖低碳鋼試樣的拉伸曲線 (圖 1-3a)分為四個(gè)階段 彈性、 屈服、強(qiáng)化、 局部變形階段。鑄鐵試樣的拉伸曲線 (圖1-3b)比較簡(jiǎn)單 , 既沒有明顯的直線段, 也沒有屈服階段, 變形很小時(shí)試樣就突然斷裂,斷口與橫截面重合, 斷口形貌粗糙?？估瓘?qiáng)度b較低 , 無明顯塑性變形。與電子萬能試驗(yàn)機(jī)聯(lián)機(jī)的微型電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出低碳鋼試樣的屈服載荷 Ps 、 最大載荷 Pb 和鑄鐵試樣

7、的最大載荷Pb。取下試樣測(cè)量試樣斷后最小直徑d1 和斷后標(biāo)距 l 1, 由下述公式:PS, bPb,l1l 0100%,A0A1100%sA0l 0A0A0可計(jì)算低碳鋼的拉伸屈服強(qiáng)度、 伸長(zhǎng)率 和斷面s、 抗拉強(qiáng)度 b收縮率 ; 鑄鐵的抗拉強(qiáng)度極限b。若實(shí)驗(yàn)前將試樣的初始直徑d0、初始標(biāo)距長(zhǎng)度 l0等數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī), 計(jì)算機(jī)可直接計(jì)算出以上數(shù)據(jù)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給出該材料的屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限 。bs在測(cè)量斷后標(biāo)距l(xiāng) 1 時(shí) , 若斷口位置到最臨近的標(biāo)距線大于l 0/3,則可直接測(cè)量試樣標(biāo)距兩端的距離得到l1。否則就要采用斷口移位法使斷口居于標(biāo)距的中央附近。具體方法是, 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前 , 先把資料內(nèi)

8、容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。試樣在標(biāo)距內(nèi) n 等份 ( 一般以 10mm 為一份 ) , 并打上標(biāo)記。 試件拉斷后 , 將拉斷的試件斷口對(duì)緊 ( 如圖 1-4 所示 ) , 以斷口 O 為起點(diǎn) , 在長(zhǎng)段上取基本等于短段格數(shù)得 B 點(diǎn)。若長(zhǎng)段所余格數(shù)為偶數(shù) ( 圖1-4( a) ) , 則取其所余格數(shù)的一半得出 C 點(diǎn), 將 BC 段長(zhǎng)度移到試件左端 , 此時(shí) , l 1=AB+2BC。若長(zhǎng)段所余格數(shù)為奇數(shù)時(shí) ( 圖 1-4( b) ) , 可在長(zhǎng)段上量取所余格數(shù)減 1 后的一半得 C 點(diǎn), 再量取長(zhǎng)段上所余格數(shù)加 1 后的一半得 C1 點(diǎn) , 此時(shí) , l1= A

9、B+BC+BC1。若斷口落在標(biāo)距之外則實(shí)驗(yàn)無效 , 需重作實(shí)驗(yàn)。圖 1-4斷口移位法2低碳鋼、 鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)上一般均應(yīng)附有球形承墊, 如圖1-5所示。球形承墊位于試件下端或上端。當(dāng)試件兩端面稍有不平行時(shí), 球形承墊能夠起調(diào)節(jié)作用 , 使壓力經(jīng)過試件軸線。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。圖1-5 壓縮時(shí)球形承墊圖 1-6低碳鋼壓縮圖圖 1-7鑄鐵壓縮圖進(jìn)行低碳鋼壓縮試驗(yàn)時(shí), 為測(cè)取材料的壓縮屈服點(diǎn), 應(yīng)緩慢加載 , 同時(shí)仔細(xì)觀察 F l 曲線的發(fā)展情況 , 曲線由直線變?yōu)榍€的拐點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的載荷即為屈服載荷 Fs。材料屈服之后開始強(qiáng)化 , 由于壓縮變形使試樣的橫截面積不斷增大, 盡管載荷不斷增大, 可是 ,直至將試樣壓成餅形也不會(huì)發(fā)生斷裂破壞 , 如圖 1-6所示。因此無法測(cè)量低碳鋼的抗壓強(qiáng)度 F b, 壓縮試驗(yàn)載荷變形曲線如圖 1-6所示。低碳鋼的屈服極限公式為:PSsA0鑄鐵壓縮試驗(yàn)時(shí), 由壓縮試驗(yàn)載荷變形曲線(圖 1-7)可看出 ,隨著載荷的增加, 破壞前試樣也會(huì)產(chǎn)生較大的變形, 直至被壓成”微鼓形”之