力學實驗指導書

1、資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。工程力學A、 工程力學A(1) 、 材料力學實驗指導書1. 實驗總體目標培養(yǎng)學生利用萬能試驗機測定低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學性能曲線 , 利用電測法測量矩形截面梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律的實驗動手能力、數(shù)據(jù)處理能力 , 運用應(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 , 以提高學生的實驗技能和工作實踐能力 , 提高學生綜合素質(zhì)、 分析和解決問題的能力。2. 適用專業(yè)材料科學與工程、 熱能與動力工程、 水利水電工程、 核技術(shù)和核工程、 風能與動力工程3. 先修課程高等數(shù)學、大學物理4. 實驗課時分配實驗項目名稱學

2、時實驗一 塑性材料和脆性材料的力學性能測試與分析2實驗二梁的彎曲正應(yīng)力測定2 實驗環(huán)境 ( 對實驗室、機房、服務(wù)器、打印機、投影機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等配置及數(shù)量要求)1 10t 微機控制電子萬能試驗機;2 30t 微機控制電液伺服萬能試驗機;資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。3多用電測實驗臺;4YJ 一 25 型電阻應(yīng)變儀 ;5P20R25 到預調(diào)平衡箱 ;6游標卡尺、鋼板尺。 實驗總體要求熟悉低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學性能曲線測定 , 斷口形貌觀察以及塑形指標的測量 , 并能綜合運用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料破壞的現(xiàn)象 ; 熟悉測量矩形截面梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的

3、分布規(guī)律。 本實驗的重點、難點及教學方法建議本實驗的重點是熟悉低碳鋼、 鑄鐵的拉伸、 壓縮力學性能曲線測定、 斷口形貌觀察以及塑形指標的測量以及測量矩形截面梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律。本實驗的難點是綜合運用應(yīng)力狀態(tài)分析方法解釋材料的破壞現(xiàn)象。實驗一塑性材料和脆性材料的力學性能測試與分析一、 實驗?zāi)康?熟悉萬能材料試驗機的使用方法。2低碳鋼、鑄鐵拉伸、壓縮力學性能曲線的測定。資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。3測定低碳鋼的力學性能參數(shù):s、b、, 測定鑄鐵的力學性能參數(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、 實驗類型 ( 含驗證型、設(shè)計型或綜合型

4、)綜合型三、 實驗儀器1 10t 微機控制電子萬能試驗機;2 30t 微機控制電液伺服萬能試驗機;3游標卡尺、鋼板尺。四、 實驗原理( 一 ) 拉伸和壓縮試樣按照國家標準GB6397 86金屬拉伸試驗試樣, 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。平行部分的試驗段長度l 0 稱為試樣的標距。圓形截面比例試樣一般取: l 05d0或10d0資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(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 。對試樣的形狀、尺寸和加工的技術(shù)要求參見國家標準GB639786。bldlb圖 1-2 壓縮試樣按照國家標準 GB7314 87金屬壓縮試驗方法 , 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 , 鑄鐵的抗壓強度極限就愈小。因此 , 壓縮實驗必須在相同的實驗條件下進行 , 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驗所用的試件, 一般規(guī)定為 : 1dl3( 二 ) 低碳鋼、鑄鐵的拉伸、壓縮實驗1低碳鋼、鑄鐵拉伸實驗在

6、實驗過程中 , 與微機控制電子萬能試驗機聯(lián)機的計算機的顯示屏上實時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)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(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)分為四個階段 彈性、 屈服、強化、 局部變形階段。鑄鐵試樣的拉伸曲線 (圖1-3b)比較簡單 , 既沒有明顯的直線段, 也沒有屈服階段, 變形很小時試樣就突然斷裂,斷口與橫截面重合, 斷口形貌粗糙?？估瓘姸萣較低 , 無明顯塑性變形。與電子萬能試驗機聯(lián)機的微型電子計算機自動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。取下試樣測量試樣斷后最小直徑d1 和斷后標距 l 1, 由下述公式:PS, bPb,l1l 0100%,A0A1100%sA0l 0A0A0可計算低碳鋼的拉伸屈服強度、 伸長率 和斷面s、 抗拉強度 b收縮率 ; 鑄鐵的抗拉強度極限b。若實驗前將試樣的初始直徑d0、初始標距長度 l0等數(shù)據(jù)輸入計算機, 計算機可直接計算出以上數(shù)據(jù)并在實驗結(jié)束后給出該材料的屈服強度和強度極限 。bs在測量斷后標距l(xiāng) 1 時 , 若斷口位置到最臨近的標距線大于l 0/3,則可直接測量試樣標距兩端的距離得到l1。否則就要采用斷口移位法使斷口居于標距的中央附近。具體方法是, 在進行實驗前 , 先把資料內(nèi)

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

9、B+BC+BC1。若斷口落在標距之外則實驗無效 , 需重作實驗。圖 1-4斷口移位法2低碳鋼、 鑄鐵壓縮實驗試驗機上一般均應(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。當試件兩端面稍有不平行時, 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)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。圖1-5 壓縮時球形承墊圖 1-6低碳鋼壓縮圖圖 1-7鑄鐵壓縮圖進行低碳鋼壓縮試驗時, 為測取材料的壓縮屈服點, 應(yīng)緩慢加載 , 同時仔細觀察 F l 曲線的發(fā)展情況 , 曲線由直線變?yōu)榍€的拐點處所對應(yīng)的載荷即為屈服載荷 Fs。材料屈服之后開始強化 , 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發(fā)生斷裂破壞 , 如圖 1-6所示。因此無法測量低碳鋼的抗壓強度 F b, 壓縮試驗載荷變形曲線如圖 1-6所示。低碳鋼的屈服極限公式為:PSsA0鑄鐵壓縮試驗時, 由壓縮試驗載荷變形曲線(圖 1-7)可看出 ,隨著載荷的增加, 破壞前試樣也會產(chǎn)生較大的變形, 直至被壓成”微鼓形”之