土木建筑工程学院《材料力学》实验指导书郭柏威刘轶编写适用.doc

土木建筑工程学院 《材料力学》 实 验 指 导 书 郭柏威 刘 轶 编写 适用专业：交通、基岩、水电、建工、机械 贵 州 大 学 二OO 七年八月  前 言 本课程的是材料力学课程的后续实验，是对材料力学课堂教学的延伸和补充，材料力学课程在讲授时讲了材料的拉伸、压缩、扭转等力学性质并给出了相关的计算应力的公式，在讲授应力状态理论时，比较抽象，学生都只有一个感性的认识，知道有这东西，但实际并不知道怎样应用。而经过材料力学实验，把所学力学公式应用到金属材料的拉伸、压缩、扭转强度的计算，利用实际设备测出各种力值，通过学生亲自动手操作，熟练掌握了对材料力学性能测定的基本方法，进一步巩固了有关材料力学性能的知识和掌握测量材料特性数值的基本方法。 通过实验将实际问题抽象为理想模型，再根据科学的假设对理论公式进行验证，从而学会一般验证理论的实验方法。了解和掌握解决当前工程实际问题的工具和实验方法。  目 录 1、实验一：材料拉伸实验、?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2、实验二：材料弹性模量实验?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3、实验三：材料压缩实验?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4、实验四：材料扭转实验?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 5、实验五：材料弯曲正应力实验????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21 6、实验六：材料弯扭组合主应力实验????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25  实验 一 ：（材料的拉伸实验） 实验学时：2 实验类型：综合 实验要求：必修 一、实验目的 1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限бs、强度极限бb、延伸率δ和截面收缩率ψ；测定铸铁在拉伸时的强度极限бb。 2．了解万能试验机的工作原理及操作方法。 3．观察实验现象，绘出拉伸图。 4．比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性能和特点。 二、实验内容 材料的拉伸实验，是指在常温静载下，使试件产生轴向拉伸变形，测定材料强度和变形性能指标的一种实验，是材质检验的重要手段之一。本节主要介绍两种典型的塑性和脆性材料，即低碳钢和铸铁拉伸的实验原理和实验方法。 三、实验原理、方法和手段 材料的力学性能指标бs、бb、δ和ψ都是由拉伸实验来确定的。 拉伸实验是把试件安装在试验机上，通过试验机对试件加载直至把试件拉断为止，根据试验机上的自动绘图装置所绘出的拉伸图及试件拉断前后的尺寸，来确定不同材料的力学性能。 必须注意，试验机绘图装置所绘出的拉伸变形图，是整个试件(不仅是标距部分)的伸长，还包括试验机有关部分的弹性变形以及试件头部在夹头内的滑动等因素。在电子万能试验机上使用引伸仪测量应变，可以消除这些影响，得到材料真实的应力--应变曲线。试件开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初的一段是曲线，如图1—2(a)所示。拉伸图与试件的尺寸有关。为了消除试件尺寸的影响，将实验中的F和ΔL的数值分别除以试件原横截面面积A。和标距L。，得出应力б和应变ε的值，绘出应力--应变曲线(б—ε曲线)， 低碳钢 从拉伸图和应力－应变曲线上可以看到低碳钢在拉伸过程中的变形大致可以分为四个阶段： 1．弹性阶段 若将载荷卸除，则加载时产生的变形将全部消失，说明这个阶段内试件只产生弹性变形，故OB段称为弹性阶段。初始段OA为直线，表明应力与应变成正比关系，即在这一直线段内材料服从胡克定律。A点处的应力бp称为比例极限。A3钢的比例极限约为200MPa。B点对应的应力бe是材料产生弹性变形时的最大应力，称为弹性极限。它与比例极限数值非常接近，试验中也很难区分开，所以工程中对弹性极限和比例极限