工程力学实验报告.doc

1 / 14
实验一 　金属材料的拉伸及弹性模量测定试验
　 实验时间: 　 　　 　　 设备编号: 　　 　 　 　 温度: 　 　 　　　湿度:　 　 　　
一、实验目的
1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中用扎规和钢板尺测量低碳钢式样的初始标距长度。
接着,安装试件。按照微机控制电子万能试验机的操作方法,运行电子万能试验机程序,并开启控制器电源。
先将有力传感器的夹具夹住式样的一端,在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零；在移动横梁,使式样的另一端缓慢插入另一夹具的V型卡板中，锁紧夹头,进行保护从而消除加持力。在式样试验段上安装引申计,将引伸计的标距杆垫片垫好,或插好定位销钉;并清零位移。
选择低碳钢拉伸试验方案,在控制软件界面中开始运行试验。在弹性阶段,读取每增加时的引伸计的读数，并记录下来。进入屈服阶段后，变形增大，当界面提示引伸计已到量程范围时,拆卸引伸计；手动切换引伸计后,设定的切换点不再作用，继续试验,注意观察式样的变形情况和“颈缩”现象。
最后,取下式样,翁合断口对准拼装,测量式样的最小直径d１和标距长度ｌ１.
铸铁拉伸实验步骤
铸铁拉伸实验步骤与低碳钢拉伸实验步骤相同,只因铸铁是脆性材料,无需再式样上刻画及标记标距点,无需安装引伸计,无需记录标距变形。
4 / 14
五、实验数据及处理
引伸仪标距 l =　 5 　 mm
实验前
材料
标距l0(ｍm)
直径d0(mm)
平均横截面积（ｍm2)
最小横截面积Ａ0(mm2)
截面Ⅰ
截面Ⅱ
截面Ⅲ
１
2
平均
1
2
平均
1
２
平均
低碳钢
铸铁
低碳钢弹性模量测定
载荷F　(ｋN)
变形（mm）　Δl
变形增量(mｍ)　δ(Δl)
F０ =
F1 =
F2　=
F3 ＝
Ｆ4 =
F５ ＝
ΔF =
＝
=
5 / 14
实验后
材料
标距ｌ１(mｍ)
断裂处直径ｄ１(mm)
断裂处横截面积A1（ｍm2)
1
2
平均
低碳钢
铸铁
屈服载荷和强度极限载荷
材料
下屈服载荷
最大载荷
断口形状
Fsl（kＮ）
Δl(mｍ）
Fｂ(ｋＮ）
Δl(ｍm)
低碳钢
铸铁
6 / 14
载荷―变形曲线(Ｆ―Δl曲线）及结果
材　料
低碳钢
铸 铁
Ｆ―Δl曲线
断口形状
实验结果
上屈服极限
下屈服极限
强度极限
延伸率
断面收缩率
强度极限
延伸率
7 / 14
六、问题讨论
（1)比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;
（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
实验二 　金属材料的压缩试验
　 　实验时间： 　 　 设备编号: 　 　　 温度：　 　　　 湿度：　 　 　
实验目的
8 / 14
1、测定低碳钢的压缩屈服点σs铸铁材料压缩时的强度极限σc;
２、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况,并分析其破坏因；
。
二、实验设备和仪器
1、微机控制电子万能材料试验机;
２、游标卡尺。


金属材料的压缩试件一般制成如图3－5－１所示的圆柱形。且试件不宜过长(过长容易被压弯),也不宜过于粗短(过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大)。所以,国家标准一般规定
h0=(1～２）d0(１)
式中ｈ０——压缩试件的高度
d0——压缩试件的原始横截面直径
图3-５-１
10 / 14
四、实验原理
铸铁在压缩过程中,试验机的自动绘图器将描绘出一条与其拉伸时相似的P－△L压缩曲线(如图３－5－２),所不同的是铸铁压缩到强度极限载荷Pb之前要产生较大的变形。试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至破裂。此时试验机力值显示窗口显示力值迅速下降,而而峰值力窗口记录了试件最大载荷Pb。铸铁破坏时，由于剪应力的作用,破坏面出现在与试件轴线约成４5º－50º的斜面上。
实验步骤
1、　试件准备：准备工作由实验室老师事先完成;
2、尺寸测量
用数显游标卡尺测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次