材料力学实验报告答案

篇一:材料力学实验报告答案

材料力学实验报告

评分标准拉伸实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定低碳钢的强度指标(σs、σb)和塑性指标(δ、ψ)。

2. 测定铸铁的强度极限σb。

3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(p-δl曲线)。

4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。

二、实验设备(1分)

机器型号名称电子万能试验机

测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm

三、实验数据(2分)

四、实验结果处理(4分)

?s??b?

psa0pba0

=300mpa 左右=420mpa 左右

=20~30%左右=60~75%左右

??

l1?l0

?100% l0a0?a1

?100% a0

?=

五、回答下列问题(2分,每题0.5分)

1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。略

2、画出拉伸曲线图。

3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。

低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没有明显的这四个阶段。

4、材料和直径相同而长短不同的试件,其延伸率是否相同?为什么?相同

延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺寸无关。压缩实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。

2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因。

二、实验设备(1分)

机器型号名称电子万能试验机(0.5分)

测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm (0.5分)

三、实验数据(1分)四、实验结果处理(2分)

?b?

pb

=740mpaa0

左右

五、回答下列思考题(3分)

1.画出(两种材料)实验前后的试件形状。略

2. 绘出两种材料的压缩曲线。略

3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫?

当试件的两端稍有不平行时,利用试验机上的球形承垫自动调节,可保证压力通过试件的轴线。

4. 对压缩试件的尺寸有何要求?为什么?

1?

h0

?3 d0

试件承受压缩时,上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力,使试件两端的横向变形受阻,导致测得的抗压强度比实际偏高。试件越短,影响越明显。若试件过长,容易产生失稳现象。 5. 铸铁的压缩破坏形式说明了什么?铸铁的抗剪能力低于抗压能力。

测定弹性模量e实验报告

一、实验目的(1分)

1. 测定常用金属材料的弹性模量e

二、实验设备(1分)

机器型号名称电子万能试验机

测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm 引伸计标距 50 mm

三、实验数据(2分)

四、实验结果处理(3分)

e?

fnl0

(约a0?l

200gpa)

五、画出f??l曲线图(1分)

六、讨论题(2分)1. 试件尺寸和形式对测定e有无影响?无影响

弹性模量e是只与材料有关的量,与其他量无关。

2. 影响实验结果的因素是什么?为何要用等量增载法进行实验?

扭转实验报告

一、实验目的(1分)

1. 观察低碳钢和铸铁的变形现象及破坏形式。

2. 测定低碳钢的剪切屈服极限?s和剪切强度极限?b。

3. 测定铸铁的剪切强度极限?b。

二、实验设备(1分)

机器型号名称电子扭转试验机选择量程:钢 nm 精度 nm

铸铁 nm 精度 nm

测直径量具名称游标卡尺精度 0.02 mm

三、实验数据和计算结果(6分)

四、回答下列问题(2分)

1. 画出低碳钢和铸铁试件实验前、后的图形。篇二:材料力学实验报告标准答案

力学实验报告

标准答案

一、拉伸实验报告标准答案

实验目的:见教材。实验仪器见教材。

实验结果及数据处理:例:(一)低碳钢试件

强度指标:

ps=__22.1___kn屈服应力ζs= ps/a __273.8___mpa p b =__33.2___kn强度极限ζb= pb /a __411.3___mpa 塑性指标:

a?a1l1-l

?100%? 68.40 % 伸长率???100%? 33.24 %面积收缩率??al

低碳钢拉伸图:

(二)铸铁试件1

强度指标:

最大载荷pb =__14.4___ kn

强度极限ζb= pb / a = _177.7__ m pa

问题讨论:

1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?

答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.

材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).

2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.

答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面,为闪光的结晶状组织。.

二、压缩实验报告标准答案

实验目的:见教材。实验原理:见教材。

实验数据记录及处理:例:(一)试验记录及计算结果2

问题讨论:

1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.

答:铸铁试件压缩破坏,其断口与轴线成45°~50°夹角,在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值,抗剪先于抗压达到极限,因而发生斜面剪切破坏。

2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料?

答:低碳钢为塑性材料,抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近,此时试件不会发生断裂,随荷载增加发生塑性形变;铸铁为脆性材料,抗压强度远大于抗拉强度,无屈服现象。压缩试验时,铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。

通过试验可以发现低碳钢材料塑性好,其抗剪能力弱于抗拉;抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差,其抗拉远小于抗压强度,抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广,脆性材料最好处于受压状态,比如车床机座。

三、拉压弹性模量e测定试验报告

3

实验目的:见教材。实验仪器:见教材。

实验数据记录及处理:

(一)碳钢试件尺寸

计算长度l =__100___mm直径d =__10___mm

截面面积a =___78.5____mm2平均(δa1)= 平均(δa2)=

(??1)?(?a2)

=左右两表读数差平均值:(?a)?

2

平均伸长增量(δl)=__________mm

碳钢弹性模量 e?

?p?l

? mpa

(?l?a)

问题讨论:

1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?

答: 弹性模量是材料的固有性质,与试件的尺寸和形状无关。

4篇三:材料力学实验报告

实验一拉伸实验

一、实验目的

1.测定低碳钢(q235)的屈服点?s,强度极限?b,延伸率?,断面收缩率?。 2.测定铸铁的强度极限?b。

3.观察低碳钢拉伸过程中的各种现象(如屈服、强化、颈缩等),并绘制拉伸曲线。 4.熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

二、实验设备

1.液压式万能实验机;2.游标卡尺;3.试样刻线机。

三、万能试验机简介

具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机,万能材料试验机一般都由两个基本部分组成;

1)加载部分,利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形,从而使试件受到力的作用,即对试件加载。

2)测控部分,指示试件所受载荷大小及变形情况。

四、试验方法

1.低碳钢拉伸实验

(1)用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线,量试件直径,低碳钢试件标距。(2)调整试验机,使下夹头处于适当的位置,把试件夹好。

(3)运行试验程序,加载,实时显示外力和变形的关系曲线。观察屈服现象。。(4)打印外力和变形的关系曲线,记录屈服载荷fs=22.5kn,最大载荷fb =35kn。(5)取下试件,观察试件断口: 凸凹状,即韧性杯状断口。测量拉断后的标距长l1,颈缩处最小直径d1低碳钢的拉伸图如图所示

图1-4 低碳钢拉伸曲线

2.铸铁的拉伸

其方法步骤完全与低碳钢相同。因为材料是脆性材料,观察不到屈服现象。在很小的变形下试件就突然断裂(图1-5),只需记录下最大载荷fb=10.8kn即可。 ?b的计算与低碳钢的计算方法相同。

六、试验结果及数据处理

表1-2 试验前试样尺寸

表1-3 试验后试样尺寸和形状

根据试验记录,计算应力值。低碳钢屈服极限?s?

fsa0

?fba0

22.5?1078.54?35?1078.54

3

?286.48mpa

3

低碳钢强度极限 ?b?

?445.63mpa

低碳钢断面收缩率??

a0?a1

a0l1?l0

l0

?

?100%?

78.54?28.27

78.54

?64%

低碳钢延伸率 ???100%?

3

125?100100

?25%

铸铁强度极限 ?b?

fba0

10.8?1078.54

?137.53mpa

2

七、思考题

1.根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。略

2.根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同? 答:低碳钢是典型的塑性材料,拉伸时会发生屈服,会产生很大的塑性变形,断裂前有明显的颈缩现象,拉断后断口呈凸凹状,而铸铁拉伸时没有屈服现象,变形也不明显,拉断后断口基本沿横截面,较粗糙。

3.低碳钢试样在最大载荷d点不断裂,在载荷下降至e点时反而断裂,为什么?答:低碳钢在载荷下降至e点时反而断裂,是因为此时实际受载截面已经大大减小,实际应力达到材料所能承受的极限,在最大载荷d点实际应力比e点时小。

3

实验二压缩实验

一、实验目的

1.测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。 2.观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。

二、实验设备、材料

万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。

三、实验方法

1.用游标卡尺量出试件的直径d和高度h。

2.把试件放好,调整试验机,使上压头处于适当的位置,空隙小于10mm 。 3.运行试验程序,加载,实时显示外力和变形的关系曲线。

4.对低碳钢试件应注意观察屈服现象,并记录下屈服载荷fs=22.5kn。其越压越扁,压到一定程度(f=40kn)即可停止试验。对于铸铁试件,应压到破坏为止,记下最大载荷

fb =35kn。打印压缩曲线。

5.取下试件,观察低碳钢试件形状: 鼓状;铸铁试件,沿45?~55?方向破坏。

f△l

图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线

四、试验结果及数据处理

表2-1 压缩实验结果

4

低碳钢压缩屈服点 ?

?s

fsa0fba0

?

22000

??10/4

60000

2

?280.11mpa

铸铁压缩强度极限 ?

?b

?

??10/4

2

?763.94mpa

五、思考题

1. 分析铸铁破坏的原因,并与其拉伸作比较。

答:铸铁压缩时的断口与轴线约成45?角,在45?的斜截面上作用着最大的切应力,故其破坏方式是剪断。铸铁拉伸时,沿横截面破坏,为拉应力过大导致。 2. 放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形,为什么?答:支承垫板底部都制作成球形自动对中,便于使试件均匀受力。

3. 为什么铸铁试样被压缩时,破坏面常发生在与轴线大致成45?~55?的方向上?答:由于内摩擦的作用。

4. 试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同?

答:塑性材料在压缩时截面不断增大,承载能力不断增强,但塑性变形过大时不能正常工作,即失效;脆性材料在压缩时,破坏前无明显变化,破坏与沿轴线大致成45?~55?的方向发生,为剪断破坏。

5. 低碳钢和铸铁在拉伸与压缩时的力学性质有什么不同?答:低碳钢抗拉压能力相同,铸铁抗压能力比抗拉高许多。

5

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