材料力学试验
第一章 材料力学实验
第一章材料力学实验基本要求：对一些材料的基本常用力学性能指标进行测定，对根据假设导出的理论公式加以验证。
实验应力的初步分析，掌握所用仪器设备的操作规程及熟练使用仪器设备，进行数据采集及分析，观察实验过程中各种物理现象。
重点与难点：实验方案的制定，惠斯顿电桥的理论知识与实验应用实验误差的分析，仪器设备的操作使用。
前言材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分。
材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上，它们的正确性还必须由实验来验证。
学生通过做实验，用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，以达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。
本章是根据温州大学建筑与土木工程学院开设的材料力学实验内容和实验仪器设备情况而编写的，由材料的拉伸、压缩实验，弹性模量、泊松比和剪切模量的测定实验，弯曲正应力试验，以及相关仪器和设备的介绍组成。
编写时主要参考了刘鸿文、吕荣坤的《材料力学实验》、曹以柏、徐温玉的《材料力学测试原理及实验》，王绍铭等的《材料力学实验指导》，以及其他院校的有关实验教学资料。
由于水平和时间有限，本书难免有不足和错误，望广大读者给以批评指正。
主编：王军杨芳二00七年七月第一节实验简介§ 1－1－1 实验的意义和基本内容材料力学实验是教学中的一个重要的环节。
材料力学的结论及定律、材料的力学的性质（机械性质）都要通过实验来验证或测定；各种复杂构件的强度和刚度的研究，也需要通过实验才能解决。
故实验课能巩固、加强和应用基本理论知识，掌握测定材料机械性能及测定应力和变形的基本方法，学会使用有关的机器及仪表（如材料试验机、电阻应变仪等），初步培养独立确定实验方案、分析处理实验结果的能力。
通过实验还能培养严肃认真的工作态度，实事求是的科学作风和爱护财物的优良品质。
因此，实验是工程专业学生必须掌握的基本技能。
材料力学实验一般可以分为以下三类：一、测定材料的的力学性质构件设计时，需要了解所用材料的力学性质。
材料力学试验指导书
材料力学试验指导书一、引言材料力学试验是评估材料力学性能的重要手段，通过对材料进行不同的试验，可以获取材料的力学性能参数，为工程设计和材料选择提供依据。
本指导书旨在提供材料力学试验的详细步骤和操作要点，以确保试验结果的准确性和可靠性。
二、试验设备1. 材料力学试验机：型号XYZ-1000，最大载荷1000kN，精度等级为0.5级。
2. 试样制备设备：包括切割机、砂轮机、磨床等。
3. 试验测量设备：包括应变计、位移计、力传感器等。
三、试验准备1. 材料选择：选择符合试验要求的材料，例如钢材、铝合金等。
2. 样品制备：根据试验要求，制备符合标准尺寸的试样，并进行必要的表面处理。
3. 试验环境：确保试验室环境温度恒定，并消除外部干扰因素。
四、试验步骤1. 弹性模量试验a. 安装试样：将试样放置在试验机上，确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷：以恒定速度施加载荷，记录载荷和相应的应变。
c. 计算弹性模量：根据施加的载荷和应变数据，计算试样的弹性模量。
2. 屈服强度试验a. 安装试样：将试样放置在试验机上，确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷：以恒定速度施加载荷，记录载荷和相应的应变。
c. 确定屈服点：根据载荷-应变曲线，确定试样的屈服点。
3. 拉伸强度试验a. 安装试样：将试样放置在试验机上，确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷：以恒定速度施加载荷，记录载荷和相应的应变。
c. 计算拉伸强度：根据最大载荷和试样的原始横截面积，计算试样的拉伸强度。
4. 断裂韧性试验a. 安装试样：将试样放置在试验机上，确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷：以恒定速度施加载荷，记录载荷和相应的位移。
c. 计算断裂韧性：根据载荷-位移曲线，计算试样的断裂韧性。
五、数据处理与分析1. 数据记录：将试验过程中的载荷、应变、位移等数据记录下来。
2. 数据处理：对试验数据进行处理，包括计算平均值、标准差等统计参数。
材料力学性能测试实验报告
材料力学性能测试实验报告为了评估材料的力学性能，本实验使用了拉力试验和硬度试验两种常见的力学性能测试方法。
本实验分为三个部分：拉力试验、硬度试验和数据分析。
通过这些试验和分析，我们可以了解材料的延展性、强度和硬度等性能，对材料的机械性质有一个全面的了解。
实验一：拉力试验拉力试验是常见的力学性能测试方法之一，用来评估材料的延展性和强度。
在拉力试验中，我们使用了一个万能材料试验机，将试样夹紧在两个夹具之间，然后施加拉力，直到试样断裂。
试验过程中我们记录了试验机施加的力和试样的伸长量，并绘制了应力-应变曲线。
实验二：硬度试验硬度试验是另一种常见的力学性能测试方法，用来评估材料的硬度。
我们使用了洛氏硬度试验机进行试验。
在实验中，将一个试验头按压在试样表面，然后测量试验头压入试样的深度，来衡量材料的硬度。
我们测得了三个不同位置的硬度，并计算了平均值。
数据分析：根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们可以得到材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
屈服强度是指材料开始塑性变形的应变值，断裂强度是指材料破裂时的最大应变值，延伸率是指试样在断裂前的伸长程度。
根据硬度试验得到的硬度数值，我们可以了解材料的硬度。
结论：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估。
根据拉力试验得到的应力-应变曲线，我们确定了材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等参数。
根据硬度试验的结果，我们了解了材料的硬度。
这些数据可以帮助我们判断材料在不同应力下的性能表现，从而对材料的选用和设计提供依据。
总结：本实验通过拉力试验和硬度试验对材料的力学性能进行了评估，并通过应力-应变曲线和硬度数值来分析材料的性能。
通过这些试验和分析，我们对材料的延展性、强度和硬度等性能有了全面的了解。
这些结果对于材料的选用和设计具有重要意义，可以提高材料的应用性能和可靠性。
大学材料力学实验报告
大学材料力学实验报告大学材料力学实验报告引言材料力学实验是大学材料科学与工程专业中的一门重要课程。
通过实验，我们可以深入了解材料的力学性质和行为，为材料设计和应用提供基础数据和理论依据。
本次实验旨在通过拉伸试验和硬度测试，探究不同材料的力学性能和硬度特点。
实验一：拉伸试验拉伸试验是一种常用的力学实验方法，用于评估材料的强度、延展性和塑性等性能。
在实验中，我们选择了三种常见的材料进行拉伸试验：钢材、铝材和塑料。
1. 实验步骤首先，我们准备了三个不同材料的试样，分别是圆柱形的钢材、铝材和塑料样品。
然后，将试样固定在拉伸试验机上，并施加逐渐增大的拉力，直到试样断裂为止。
在拉伸过程中，我们记录下拉力和试样的伸长量，以绘制应力-应变曲线。
2. 实验结果通过拉伸试验得到的应力-应变曲线可以反映材料的力学性能。
钢材的应力-应变曲线呈现出明显的弹性区和塑性区，具有较高的屈服强度和延展性。
铝材的应力-应变曲线也呈现出弹性和塑性的特点，但相对于钢材来说，其屈服强度和延展性较低。
而塑料的应力-应变曲线则主要表现为塑性变形，没有明显的弹性区。
实验二：硬度测试硬度是材料力学性能的重要指标之一，用于评估材料的抗压能力和耐磨性。
在实验中，我们选择了三种不同硬度的材料进行硬度测试：钢材、铝材和陶瓷。
1. 实验步骤我们使用了维氏硬度计和洛氏硬度计对试样进行硬度测试。
首先，将试样固定在硬度计上，然后施加一定的压力，观察压头对试样的印痕情况。
根据印痕的大小和形状，我们可以得出试样的硬度数值。
2. 实验结果通过硬度测试，我们发现钢材具有较高的硬度数值，表明其具有较高的抗压能力和耐磨性。
铝材的硬度数值相对较低，说明其相对较软。
而陶瓷的硬度数值最高，表明其具有极高的抗压能力和耐磨性。
结论通过本次实验，我们深入了解了材料的力学性能和硬度特点。
拉伸试验结果表明，钢材具有较高的屈服强度和延展性，铝材次之，而塑料则主要表现为塑性变形。
硬度测试结果显示，钢材具有较高的硬度数值，铝材较低，而陶瓷的硬度最高。
材料力学实验(拉压试验)
材料力学实验（拉压试验）拉伸实验一．实验目的：1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。
2.确定低碳钢试样的屈服极限3.确定铸铁试样的强度极限、强度极限。
、伸长率、面积收缩率。
4.观察不同材料的试样在拉伸过程中表现的各种现象。
二．实验设备及工具：电子万能试验机、游标卡尺、记号笔。
三．试验原理：塑性材料和脆性材料拉伸时的力学性能。
（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。
参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。
）四．实验步骤1.低碳钢实验（1）量直径、画标记：用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
用记号笔在试样中部画一个或长的标距，作为原始标距。
（2）安装试样：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。
（3）调整试验机并对试样施加载荷：调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据出加载速度，其中计算为试样中部平行段长度，当测定下屈服强度和抗拉强度时，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；在加载过程中，注意观察屈服载荷的变化，记录下屈服载荷的大小，当载荷达到峰值时，注意观察试样发生的颈缩现象；直到试样断裂后按下“停止”键。
（4）试样断裂后，记录下最大载荷和断口处最小直径。
从夹头上取下试样，重新对好，量取断后标距2.铸铁实验（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。
在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
（2）安装试样：启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，加紧试样。
材料力学性能试验有哪些带你了解材料力学性能试验!
材料力学性能试验有哪些带你了解材料力学性能试验！材料力学性能又称机械性能，任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。
检测可靠性实验室可材料力学性能试验服务。
作为第三方检测中心，机构拥有CMA、CNAS检测资质，检测设备齐全、数据科学可靠。
材料力学性能试验：拉伸试验拉伸试验是其中一种最常用的试验方法，用于测定试样在受到轴向拉伸载荷后的行为。
这些试验类型可在室温或受控（加热或制冷）条件下进行，以确定材料的拉伸性能。
适用材料：金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
常见的拉伸试验结果：最大载荷、最大载荷下的挠度、最大载荷做功、刚度、断裂载荷、断裂时的形变、断裂做功、弦斜率、应力、应变、杨氏模量试验仪器：万能试验机，高速试验机等测试标准GB/T 6397-1986《金属拉伸试验试样》ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量材料力学性能试验：压缩试验压缩试验是一种常用于测定材料的压缩负载或抗压性的试验方法，同时也用于测定材料在受到一个特定的压缩负载并保持一段设定时间后的恢复能力。
压缩试验用于测定材料在加载下的行为。
此外也可测定一段时间内材料在（恒定或递增）载荷下可承受的最大应力。
适用材料金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
试验仪器：万能试验机，高速试验机、压缩试验机等注意事项：（1）压缩试验主要适用于脆性材料，如铸铁、轴承合金和建筑材料等；（2）对于塑性材料，无法测出压缩强度极限，但可以测量出弹性模量、比例极限和屈服强度等。
测试标准GB/T7314-2023《金属压缩实验试样》ASTM D3410-75（剪切荷载法测定带无支撑标准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法）GB/T7314-2023《金属材料室温压缩试验方法》材料力学性能试验：弯曲试验材料机械性能试验的基本方法之一，测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验。
材料力学实验
同时受到弯曲和扭转两种载荷作用下，用应变仪
测定已知点在不同方向上的应变值，并计算出实
验的正应力，从而验证理论计算值。
理论值计算主应力公式
1, 2
1 2
(
x
( x )2 4(t xy)2 )
tg 2 2t xy x
实验六 弯扭组合变形主应力测试 实验
利用已知参数的材料和专用设备，在标准试件
选择测力度盘。调整指针，对准零点，并调整自 动绘图器。
实验二 金属材料的压缩实验
四、实验步骤
3）安装试件 将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验
机球形承垫的中心处。 4）检查试件 5）进行试验
缓慢均匀地加载，注意观察测力指针的转动情况 和绘图纸上的压缩图，以便及时而正确地测定屈服载 荷，并记录下来。
4、记下试验中试样屈服时的扭矩Ts和破坏时的最大扭矩Tb。
5、试样扭断后，立即关机，取下试样，试验结束。
实验三 金属材料的扭转实验
五、思考题
1.铸铁试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 2.为什么铸铁试件在扭转时沿着与轴线大致成45°的斜截 面上破坏？ 3.低碳钢试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 4.分析两种材料的断口形状及产生原理。 5.铸铁在压缩和扭转破坏时，其断口方位均与轴线大致 成45°角，其破坏原因是否相同？
实验五 测定材料的剪切弹性模量
四、实验步骤
1.卡取试件直径，为了避免试件加工的锥度和椭圆度 影响，在标距 内选取3个卡点，3个卡点的位置分别选 在标距中间和接近标距的两端。
2.将已卡取直径为 、长为260mm的试件安装在NY— 4型测G扭转试验机上，并固紧。
3.调整两悬臂杆的位置。 4.调整设备加码进行试验。
材料力学实验报告
1. 了解材料力学实验的基本原理和方法。
2. 掌握材料力学实验的基本操作技能。
3. 通过实验，验证材料力学理论，加深对材料力学基本概念和原理的理解。
4. 培养学生严谨的科学态度和实验操作能力。
二、实验内容1. 金属拉伸实验2. 金属扭转实验3. 材料切变模量G的测定三、实验原理1. 金属拉伸实验：通过拉伸试验，测定材料的弹性模量、屈服强度、极限抗拉强度等力学性能指标。
2. 金属扭转实验：通过扭转试验，测定材料的扭转刚度、剪切强度极限等力学性能指标。
3. 材料切变模量G的测定：通过扭转试验，测定材料的切变模量G，验证圆轴扭转时的虎克定律。
四、实验仪器1. 金属拉伸试验机2. 金属扭转试验机3. 电测仪4. 游标卡尺5. 扭角仪6. 电阻应变仪7. 百分表1. 金属拉伸实验（1）将试样安装在试验机上，调整试验机至适当位置。
（2）启动试验机，逐渐增加拉伸力，记录拉伸过程中的应力、应变数据。
（3）绘制应力-应变曲线，分析材料的力学性能。
2. 金属扭转实验（1）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机至适当位置。
（2）启动试验机，逐渐增加扭矩，记录扭转过程中的扭矩、扭角数据。
（3）绘制扭矩-扭角曲线，分析材料的力学性能。
3. 材料切变模量G的测定（1）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机至适当位置。
（2）启动试验机，逐渐增加扭矩，记录扭矩、扭角数据。
（3）利用电阻应变仪、百分表等仪器，测量试样表面的应变。
（4）根据虎克定律，计算材料的切变模量G。
六、实验数据及结果分析1. 金属拉伸实验（1）根据应力-应变曲线，确定材料的弹性模量、屈服强度、极限抗拉强度等力学性能指标。
（2）分析材料在不同应力状态下的变形特点。
2. 金属扭转实验（1）根据扭矩-扭角曲线，确定材料的扭转刚度、剪切强度极限等力学性能指标。
（2）分析材料在不同扭角状态下的变形特点。
3. 材料切变模量G的测定（1）根据扭矩、扭角、应变数据，计算材料的切变模量G。
材料力学实验报告及答案
一、实验目的1. 了解材料力学实验的基本原理和方法；2. 掌握拉伸实验、压缩实验和扭转实验的基本操作；3. 通过实验，测定材料的力学性能指标，如强度、刚度、塑性等；4. 分析实验数据，比较不同材料的力学特性。
二、实验设备1. 拉伸实验：电子万能试验机、游标卡尺、标距尺、拉伸试样；2. 压缩实验：电子万能试验机、游标卡尺、压缩试样；3. 扭转实验：扭转试验机、游标卡尺、扭转试样。
三、实验内容及步骤1. 拉伸实验（1）选取低碳钢和铸铁两种材料，分别制备拉伸试样，试样规格为d10mm×l100mm；（2）将试样安装在电子万能试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以10mm/min的速度进行拉伸试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs、断后伸长率δs和断面收缩率ψ；（4）绘制拉伸曲线，分析材料的力学特性。
2. 压缩实验（1）选取铸铁材料，制备压缩试样，试样规格为d20mm×l100mm；（2）将试样安装在电子万能试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以1mm/min的速度进行压缩试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs和压缩变形量ΔL；（4）绘制压缩曲线，分析材料的力学特性。
3. 扭转实验（1）选取低碳钢材料，制备扭转试样，试样规格为d10mm×l100mm；（2）将试样安装在扭转试验机上，调整试验机夹具，使试样与试验机轴线平行；（3）开启试验机，以10r/min的速度进行扭转试验，记录最大载荷Fmax、屈服载荷Fs和扭转角θ；（4）绘制扭转曲线，分析材料的力学特性。
四、实验数据及处理1. 拉伸实验数据：材料：低碳钢Fmax (N)：3000Fs (N)：1000δs (%)：30ψ (%)：20材料：铸铁Fmax (N)：2000Fs (N)：800δs (%)：20ψ (%)：152. 压缩实验数据：材料：铸铁Fmax (N)：1500Fs (N)：600ΔL (mm)：23. 扭转实验数据：材料：低碳钢Fmax (N)：1000Fs (N)：400θ (°)：30五、实验结果分析1. 拉伸实验结果分析：低碳钢和铸铁的拉伸曲线如图1所示。
《材料力学实验》大班科学教案
《材料力学实验》大班科学教案大班科学教案一、教学目标1.理解材料力学基础知识，学会常见材料的力学行为和性质测试方法；2.掌握实验数据的处理和分析方法，进一步提高实验设计和报告撰写能力；3.培养实验操作技能和团队合作精神，提高实验认真细致及实验安全意识。
二、教学内容1.材料的机械试验方法和设备介绍；2.实验中常见材料的力学行为与性质测试；3.实验数据处理和分析方法；4.实验设计和报告撰写规范。
三、教学过程1.材料机械试验方法和设备介绍了解试验设备的构成、原理和工作方式，熟悉实验室的安全操作规程，了解实验中的常见安全事故及对策。
2.实验中常见材料的力学行为与性质测试通过对材料的拉伸、压缩、剪切等力学行为的测试，了解材料破坏机理的基本规律和特征。
在实验中，可以使用的材料包括金属材料、塑料、橡胶、混凝土等。
3.实验数据处理和分析方法在实验过程中，需要认真记录实验数据，并用计算机对数据进行处理和分析。
需要学习使用常用的计算机统计和分析软件，如Excel、Matlab等，并掌握数据的可视化展示方法。
4.实验设计和报告撰写规范在实验前，需要认真制定实验设计方案，并根据实验结果和分析撰写实验报告。
需要掌握实验报告的格式规范、内容要求和论证方式。
四、教学方法1.讲授与实验相结合的教学方法；2.学生自主探究与教师指导相结合的教学方法。
五、教学效果评估1.实验操作技能和实验数据分析与处理能力方面：根据实验成果和报告，进行评分，同时将实验和分析报告与教学大纲和教学目标进行对比，评估学生的水平；2.实验认真细致及实验安全意识方面：评估学生在实验过程中的纪律性、负责任性和安全意识。
六、教材推荐1.《现代力学实验》；2.《材料力学实验》；3.《大学物理实验指导》。
七、结语通过材料力学实验的学习，不仅可以学到知识，还可以锻炼技能和培养素质。
学生需要具备合理的实验设计和操作，能够准确地搜集和分析数据，制定符合规范的实验报告，掌握实验安全规范，以及团队合作精神。
力学试验测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解力学试验的基本原理和方法。
2. 掌握拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等力学试验的操作技能。
3. 培养学生严谨的实验态度和良好的实验习惯。
二、实验原理力学试验是研究材料力学性能的重要手段。
本实验主要研究材料的拉伸、压缩和弯曲性能。
通过测量材料在受力过程中的应力、应变等参数，可以了解材料的力学特性。
1. 拉伸试验：测量材料在拉伸过程中断裂时的最大应力，称为抗拉强度。
2. 压缩试验：测量材料在压缩过程中断裂时的最大应力，称为抗压强度。
3. 弯曲试验：测量材料在弯曲过程中断裂时的最大应力，称为抗弯强度。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：万能试验机、拉伸试验机、压缩试验机、弯曲试验机、测量仪器等。
2. 实验材料：钢棒、铜棒、铝棒等。
四、实验步骤1. 拉伸试验：（1）将材料固定在拉伸试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢拉伸，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
2. 压缩试验：（1）将材料固定在压缩试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢压缩，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
3. 弯曲试验：（1）将材料固定在弯曲试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢弯曲，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
五、实验数据与结果分析1. 拉伸试验：（1）材料：钢棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为600MPa。
（3）结果分析：钢棒在拉伸试验中表现出良好的抗拉性能。
2. 压缩试验：（1）材料：铜棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为200MPa。
（3）结果分析：铜棒在压缩试验中表现出较好的抗压性能。
3. 弯曲试验：（1）材料：铝棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为150MPa。
（3）结果分析：铝棒在弯曲试验中表现出较好的抗弯性能。
材料力学测试清单
材料力学测试清单摘要：1.材料力学基本概念及重要性2.测试清单概述3.测试项目及内容4.测试方法与步骤5.结果分析与评价6.实践与应用正文：一、材料力学基本概念及重要性材料力学，又称固体力学，是研究材料在外力作用下的形变、内部应力分布及破坏规律的学科。
它在工程设计、结构分析、新材料研究等领域具有举足轻重的作用，对于保证工程安全、提高经济效益具有重要意义。
二、测试清单概述为了评估材料力学性能，通常需要进行一系列测试。
本文将介绍一个典型的材料力学测试清单，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验等。
测试清单旨在为工程师和研究人员提供指导，以便更好地进行材料力学性能测试。
三、测试项目及内容1.拉伸试验：测试材料在拉伸过程中的应力-应变关系，评价材料的弹性、塑性及强度。
2.压缩试验：测试材料在压缩过程中的应力-应变关系，评价材料的弹性、塑性及强度。
3.弯曲试验：测试材料在弯曲过程中的应力分布及弯曲强度，评价材料的抗弯性能。
4.剪切试验：测试材料在剪切过程中的应力-应变关系，评价材料的剪切强度。
5.冲击试验：测试材料在冲击载荷下的力学性能，评价材料的韧性和脆性。
6.硬度试验：测试材料表面的硬度，评价材料的耐磨性能。
四、测试方法与步骤1.准备工作：选取合适的试样，根据标准加工试样尺寸；了解试验设备及操作方法。
2.试验操作：按照标准试验方法进行加载、测量应力和应变等参数。
3.数据采集：记录试验过程中的关键数据，如最大载荷、断裂应变等。
4.结果处理：根据实测数据，计算材料的力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
5.结果分析：分析测试结果，评价材料的力学性能，为进一步研究提供依据。
五、结果分析与评价根据测试结果，可以对材料的力学性能进行评价。
一般情况下，材料的力学性能指标越高，说明材料在工程应用中的性能越好。
同时，可以通过对比不同材料的测试结果，筛选出更适合特定工程需求的材料。
六、实践与应用材料力学测试在工程实践中具有重要意义。
材料力学实验
材料力学实验
材料力学实验是一种用来研究材料性能和材料行为的实验方法。
在材料力学实验中，通过对材料施加外力并测量其应变和应力来研究材料的力学性能。
一些常见的材料力学实验包括：
1. 拉伸实验：将材料样品放在材料拉伸试验机中，施加拉力来延长材料，同时测量其应变和应力。
这可以用来研究材料的强度、韧性和延展性。
2. 压缩实验：将材料样品放在材料压缩试验机中，施加压力来压缩材料，同时测量其应变和应力。
这可以用来研究材料的抗压性能和变形行为。
3. 弯曲实验：将材料样品放在材料弯曲试验机中，施加弯曲力来弯曲材料，同时测量其应变和应力。
这可以用来研究材料的弯曲强度和弯曲刚度。
4. 疲劳实验：通过连续施加循环载荷来研究材料的疲劳寿命和疲劳强度。
这可以用来评估材料在长期循环加载下的性能。
5. 冲击实验：通过施加冲击载荷来研究材料的韧性和抗冲击性能。
这可以用来评估材料在突然受到外部冲击时的表现。
通过这些实验，研究人员可以获得材料的力学性能参数，了解材料在实际应用中的表现，从而指导材料设计和工程应用。
材料力学测试清单
材料力学测试清单
以下是一份材料力学测试清单，用于评估材料在不同力学载荷下的性能：
1. 拉伸试验：测定材料在拉伸载荷下的应力-应变行为，包括屈服强度、抗拉强度、延伸率等。
2. 压缩试验：研究材料在压缩载荷下的变形和破坏行为，确定压缩屈服强度、抗压强度等参数。
3. 弯曲试验：评估材料在弯曲载荷下的性能，测量弯曲强度、弯曲模量等。
4. 剪切试验：用于测定材料的剪切强度、剪切模量等参数，了解材料在剪切力作用下的响应。
5. 疲劳试验：评估材料在循环载荷下的疲劳寿命和疲劳强度，确定材料的疲劳极限。
6. 冲击试验：研究材料在高速冲击载荷下的力学性能，测量冲击韧性等参数。
7. 硬度测试：通过压痕法或划痕法测定材料的硬度，常见的硬度指标包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
8. 断裂韧性试验：评估材料的抗断裂性能，确定材料的断裂韧性值。
9. 金相分析：对材料的金相组织进行观察和分析，了解材料的微观结构对力学性能的影响。
10. 化学成分分析：采用光谱或化学分析方法，确定材料的化学成分，以评估其对力学性能的影响。
以上清单仅为材料力学测试的一部分，具体的测试项目和方法可能因材料类型、应用领域和测试标准的不同而有所差异。
在进行材料力学测试时，应根据实际需求选择适当的测试方法和设备，并严格按照相关标准和规范进行操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。
希望这些内容对你有所帮助！如果你还有其他问题，请随时提问。
材料力学性能测试
材料力学性能测试材料力学性能测试是对材料进行力学性能评价的一种手段。
通过测试，可以获得材料的强度、刚度、延展性等性能指标，从而为材料的设计、工程应用以及质量控制提供依据。
本文将介绍材料力学性能测试的常见方法和测试指标。
一、常见的材料力学性能测试方法1.杨氏模量测试：杨氏模量是材料的刚性指标，表示材料在受力情况下的弹性变形能力。
常见的杨氏模量测试方法有拉伸试验、弯曲试验、剪切试验等。
拉伸试验是最常见的测试方法，通过施加拉力使试样拉伸，测量试样的变形量和加载力。
根据胶粘材料的特性，可以测试其各个方向的杨氏模量。
弯曲试验主要用于测量材料的刚性和弯曲强度。
试样在固定距离上受到作用力，通过测量弯曲的程度来评估材料的刚度。
剪切试验是用于测量材料在受到横向加载时的变形能力。
利用剪切试验可以获得材料的剪切模量和剪切强度。
2.强度测试：强度是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力。
常见的强度测试方法有拉伸强度测试、抗压强度测试、剪切强度测试等。
拉伸强度测试是通过施加拉力使试样拉伸至破裂，测量破断前的最大应力来评估材料的拉伸强度。
抗压强度测试是用于评估材料在受到压缩力作用时的强度。
试样在垂直方向上受到压力，测量试样的变形和最大应力。
剪切强度测试是用于测量材料在受到横向加载时的强度。
试样受到横向力，测量变形和最大应力。
3.延展性测试：延展性是指材料在受力情况下能够发生塑性变形的能力。
常见的延展性测试方法有伸长率测试、断面收缩率测试等。
伸长率测试是通过拉伸试验，测量试样在破裂前的长度与原始长度的比值，用来评估材料的延展性。
断面收缩率测试是用于评估材料在破裂后断面的收缩程度，反映材料的塑性变形能力。
二、材料力学性能测试指标1.弹性模量：表示材料在受力情况下的弹性变形能力，单位为帕斯卡（Pa）。
2.屈服强度：表示材料开始发生塑性变形的应力大小，单位为帕斯卡（Pa）。
3.抗拉强度：表示材料抗拉破裂的最大应力值，单位为帕斯卡（Pa）。
材料力学实验报告及答案
材料力学实验报告及答案材料力学实验报告及答案引言：材料力学是研究材料在受力作用下的变形和破坏行为的学科。
通过实验研究，我们可以了解材料的力学性能，为工程设计和材料选择提供依据。
本报告将对材料力学实验进行详细介绍，并给出相应的答案。
实验一：拉伸实验拉伸实验是评价材料的强度和延展性的重要方法。
在实验中，我们使用了一台拉伸试验机，将试样固定在夹具上，施加拉力使其发生拉伸变形。
通过测量应力和应变的关系，我们可以得到材料的应力-应变曲线。
实验问题：1. 什么是应力和应变？答：应力是指单位面积内的力，通常用σ表示，计算公式为σ=F/A，其中F为施加在试样上的拉力，A为试样的横截面积。
应变是指物体在受力作用下的变形程度，通常用ε表示，计算公式为ε=ΔL/L0，其中ΔL为试样的长度变化量，L0为试样的初始长度。
2. 什么是弹性模量？答：弹性模量是材料在弹性阶段的应力-应变关系的斜率，用E表示。
弹性模量越大，材料的刚度越高，抗变形能力越强。
3. 什么是屈服强度？答：屈服强度是指材料在拉伸过程中，应力达到最大值时的应变值。
屈服强度是衡量材料抗拉强度的重要指标。
实验二：硬度实验硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。
在实验中，我们使用了洛氏硬度计，通过测量试样表面的压痕大小来评估材料的硬度。
实验问题：1. 什么是硬度？答：硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。
硬度越高，材料越难被划伤或压痕。
2. 为什么要进行硬度测试？答：硬度测试可以用来评估材料的抗划伤和抗压痕能力，对于材料的选择和工程设计具有重要意义。
3. 硬度测试有哪些常用方法？答：常用的硬度测试方法包括洛氏硬度测试、维氏硬度测试、布氏硬度测试等。
每种方法都有其适用的材料和测试条件。
实验三：冲击实验冲击实验是评价材料在受冲击载荷下的抗冲击性能的方法。
在实验中，我们使用了冲击试验机，通过测量试样在受到冲击载荷时的断裂能量来评估材料的抗冲击性能。
实验问题：1. 什么是冲击载荷？答：冲击载荷是指在极短时间内对材料施加的高能量载荷。
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第五章材料力学实验
5.1 拉伸
拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。
一．实验目的
1．测定塑性材料的上下屈服强度R eH 、R eL 、抗拉强度R m 、断后延伸率Ａ和截面收缩率Z；测定脆性材料的抗拉强度R m；
2．掌握用引伸计测定塑性材料的弹性模量的方法；
3．绘制材料的载荷-位移曲线；
4．观察和分析上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并比较它们力学性质的差异；
5．了解电子万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。
二．仪器、设备及试件
电子万能材料试验机，引伸计，游标卡尺等。
最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如图5.1-1（a）、（b）所示。
l）是待测部分的主体，其截面积为S0。
按标试件分为夹持部分、过渡段和待测部分。
标距（
l）与其截面积（S0）之间的关系，拉伸试件可分为比例试件和非比例试件。
按国家标准GB228-2002距（
的规定，比例试件的有关尺寸如下表5.1-1。
表5.1-1
三．实验原理
1．塑性材料弹性模量的测试
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。
纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。
因此金属材料拉伸时弹性模量E 的测定是材料力学最主要最基本的一个实验。
测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸实验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为：
ES Fl l =
∆ （5.1-1）
若已知载荷F 及试件尺寸，只要测得试件标距内的伸长量Δl 或纵向应变即可得出弹性模量E 。
000
Fl F
E lS S =
=∆ （5.1-2）
本实验采用引伸计在试件预拉后，夹持在试件的标距范围内，并在弹性阶段测试；当进入过弹性阶段或屈服阶段，取下引伸计。
其中塑性材料的拉伸实验不间断。
2．塑性材料的拉伸（低碳钢）
实验原理如图5.1-2（a ）所示，首先，实验各参数的设置由PC 传送给测控中心后开始实验，拉伸时，力传感器和引伸计分别通过两个通道将式样所受的载荷和变形连接到测控中心，经相关程序计算后，再在PC 机上显示出各相关实验结果。
图5.1-2（b ）所示是典型的低碳钢拉伸图。
当试件开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率
低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B ´-C 段），与最高载荷B ´对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。
除此之外屈服过程中的最小值（B 点）作为屈服强度R e L ：
el
el F R S =
（5.1-3）
当屈服阶段结束后（C 点），继续加载，载荷—变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。
若在这一阶段的某一点（如D 点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。
此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D 点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。
可见
经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。
随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E 点）R m 后，试件的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随之下降，迅速到达F 点后，试件断裂。
材料的强度极限Ｒm 为：
m
m F R S =
（5.1-4）
当载荷超过弹性极限时，就会产生塑性变形。
金属的塑性变形主要是材料晶面产生了滑移，是剪应力引起的。
描述材料塑性的指标主要有材料断裂后的延伸率A 和截面收缩率Z 来表示。
A 100%u 0
0l -l l =⨯ （5.1-5） 0u
S S Z 100%S -=
⨯ （5.1-6）
式中0l 、u l 和S 0、S u 分别是断裂前后的试件标距的长度和截面积。
u l 可用下述方法测定：
直接法：如断口到最近的标距端点的距离大于0
3l ，则直接测量两标距端点间的长度为u l ； 移位法：如断口到最近的标距端点的距离小于
3
l ，如图5.1-3所示：在较长段上，从断口处O
起取基本短段的格数，得到B 点，所余格数若为偶数，则取其一半，得到C 点；若为奇数，则分别取其加1和减1的一半，得到C 、C ´点，那么移位后的u l 分别为：u l =AO+OB+2BC ，
u l =AO+OB+BC+BC ´。
四．实验步骤
1．塑性材料的拉伸（圆形截面低碳钢） 1）确定标距
根据表5.1-1的规定，选择适当的标距（这里以10d 作为标距0l ），并测量0l 的实际值。
为了便于测量u l ，将标距均分为若干格，如10格。
2）试件的测量
用游标卡尺在试件标距的两端和中央的三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直的两个方向各测一次，取其平均值，并用三个平均值中最小者作为计算截面积的直径d ，并计算出S 0值。
(a)
图5.1-3断口位置
3）仪器设备的准备
根据材料的强度极限R m和截面积S0估算最大载荷值F m，根据F m选择试验机合适的档位，并调零；同时调整好试验机的自动绘图装置。
4）安装试件
试件先安装在试验机的上夹头内，再移动下夹头，使其达到适当的位置，并把试件下端夹紧。
5）试加载、卸载。
注意试加载值不能超过比例极限。
6）测试过程
采用ZWICK万能材料试验机操作步骤如下：
⑴ 打开主机电源；
⑵ 静候数秒，以待机器系统检测；
⑶ 打开TestXpert测试软件，选取相应测试程序（或直接在电脑桌面上双击程序图标）；
⑷ 按主机“ON”按钮，以使主机与程序相连；
⑸ 点击“L e”图标以使夹具恢复到设定值；
⑹ 用游标卡尺测量试件尺寸，并输入；
⑺ 摆放试件于试件台，用夹具夹持试件一端；
⑻ 点击“Force 0”图标，以使力值清零；
⑼ 用夹具夹持试件另一端；
⑽ 点击“Start”图标，开始测试；
⑾ 弹出试件尺寸确认框，点击“OK”；
⑿ 测试终止后，取出试件；
⒀ 按“L e”按钮，使横梁自动恢复到初始位置，程序自动计算测试结果并作出图表；
⒁ 开始下一次测试
⒂ 所有测试结束后，点击“Protocol”图标，输入测试报告台头；
⒃ 点击“Print”图标，打印测试报告；
⒄ 保存测试结果文件，另存为*.zse格式的文件；
⒅ 退出程序；
⒆ 关闭主机电源，清理工作台；
l；测量断口颈缩处的直径⒇ 将断裂试件的两断口对齐并尽量靠紧，测量断裂后标距段的长度
u
d u，计算断口处的横截面积S u 。
2. 脆性材料的拉伸（圆形截面铸铁）
铸铁等脆性材料拉伸时的载荷—变形曲线不像低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段，而是一根接近直线的曲线，且载荷没有下降段。
它是在非常小的变形下突然断裂的，断裂后几乎测不到残余变形。
因此，测试它的R e L、A、Z就没有实际意义，只要测定它的强度极限Ｒm就可以了。
实验前测定铸铁试件的横截面积S0，然后在试验机上缓慢加载，直到试件断裂，记录其最大载荷F m，求出其强度极限R m。
五．讨论与思考
1. 当断口到最近的标距端点的距离小于
3
l 时，为什么要采取移位的方法来计算u l ？
2. 用同样材料制成的长、短比例试件，其拉伸实验的屈服强度、伸长率、截面收缩率和强度极限都相同吗？
3. 观察铸铁和低碳钢在拉伸时的断口位置，为什么铸铁大都断在根部？
4. 比较铸铁和低碳钢在拉伸时的力学性能。
六．实验报告要求
实验报告应包括：实验名称。
实验目的。
仪器设备名称、规格、量程。
实验记录及计算结果，如低碳钢及铸铁拉伸时的机械性能图，两种试件破坏时的断口状态图等。
分析讨论低碳钢和铸铁破坏情况及原因。