材料力学实验指导书(测量材料弹性模量E)

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材料力学实验指导书(最新)

力传感器； SCLY ——II 数字式测力仪； JDY ——III 型静态电阻应变仪（2 台）。如图 1 所示，从上至下依次为钢-铝叠梁、钢-钢叠梁、钢-钢楔块叠梁。 3．实验原理和方法
图 2 钢-钢组合叠梁受力简图、贴片位置图与理论应力分布图
在梁的某一横截面沿梁的高度分布 8 枚电阻应变片，贴片位置如图 2 所示。电阻片长向与梁的轴线方向一致。梁受力时，测出每个测点的应变值
8）按以上同样方法，可对其余二组梁进行测试； 9）卸去载荷，检查数据，恢复仪器。 5．试验结果处理 1）用电阻应变仪上读出的线应变读数，通过虎克定律： σ=Eε 求出纯弯梁各测点正应力的试验值。 2）再按纯弯梁横截面上的正应力分布式：
σ= M y IZ
求出纯弯梁各测点正应力的理论值。 3）最后对试验值与理论值进行误差分析。 6．注意事项 1）检查叠梁叠放是否整齐； 2）不得用力拉扯应变片引线，不得触摸应变片； 3) 测点位置通过引线的颜色辨认； 4）初载荷 F0 和终载荷 Fn 的值要适当；建议初始载荷 200N，最大载荷 2200N ，载荷递增梯度：5OON。 5）应变片灵敏度系数 K=2.13。 7．思考题 l）如何建立钢-铝叠梁、钢-钢叠梁和钢-钢楔块叠梁横截面上正应力的理论计算公式（同学们可展开讨论）。 2）估计那种梁试验误差要大些，误差大的主要原因是什么？
图一
WEW-600B/1000B 微机控制液压万能试验机
二、组成 1 ．试验机主机； 2 ．油压机控制箱； 3 ．微型计算机与打印机；三、实验指导 1.实验目的测定低碳钢的屈服极限 s ，强度极限 b ，伸长率，断面收缩率。 2.实验装置和仪器 1) WEW-600B/1000B 微机控制液压万能试验机； 2) 拉伸试件；（图二） 3) 游标卡尺等。（图三）

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。

弹性模量e的测定报告

弹性模量e的测定报告
弹性模量，也称为弹性常数、弹性系数或伸长之极限，是指材料，在它
得到塑性变形之前，相对于定义力的有效模量。

它即材料的弹性性能的度量，表示材料能够抗拉切形变的能力。

通常，弹性模量与材料的原子结构和介质
机制有关。

弹性模量测量是研究材料力学特性的重要方面。

弹性模量的测量主要通
过拉伸、压缩和扭转试样的机械特性分析来确定。

各种试验台和力学装置可
以测定此参数。

弹性模量可以通过施加外力和变形量计算得到。

新帝特尔有限公司开展了一项弹性模量测试，应用“新帝特尔公司新推
出的MTS型试验台下的机械弹性模量测试系统”。

该系统由强度传感器、称
重传感器、加载系统、标定单元、控制台、电脑等构成。

实验中施加了不同的载荷，观察样品受力后的变形，并根据变形量或变
形坐标计算出材料的弹性模量和稳定模量。

最终结果表明，材料的弹性模量
为209 GPa，稳定模量为210 GPa。

经测试，鉴定弹性模量符合预期结果。

新帝特尔有限公司特此发表这份
测定报告，以此明确所测试的材料的弹性模量。

测量弹性模量E实验

实验编号1 测量弹性模量E 实验测量弹性模量E 试验一、概述弹性模量E 是表征材料力学性能的重要指标之一，它反映了材料抵抗弹性变形的能力，即材料的刚度。

在工程设计中，若对构件进行刚度、稳定和振动等计算，都要用到弹性模量。

它是通过实验方法来测定的。

可分为引伸计法、电测法和图表法等。

二、实验目的1、在比例极限内，验证虎克定律，并测定材料的弹性模量E 。

2、熟悉电子引伸仪的构造原理及使用3、学会拟定实验加载方案三、实验设备和仪器1、微机控制电子万能实验机(10T) 2、电子引伸计 3、游标卡尺 4、低碳钢拉伸试样四、实验原理弹性模量E 是材料在比例极限内，应力与应变之比例。

低碳钢材料在比例极限内载荷P 与绝对伸长变形△L 符合胡克定律。

LA PL E ∆==0εσ为了验证胡克定律和消除测量中的偶然误差，一般采用等增量法加载。

所谓增量法，就是把欲加的最终载荷分成若干等份，逐级加载以测量试样的变形。

若每级载荷相等，则称为等增量法。

实验时,当每增加一级载荷增量ΔP,从电脑上读出相应变形增量)(L ∆δ也应相等，这就验证了胡克定律。

于是增量法测E 的公式为)(00L A PL E ∆∆=δ。

为了夹紧试样，必须施加一定的初载荷F 0,其大小为材料比例极限10％对应的拉力。

最终荷载F P 不应超过材料比例极限对应的拉力F Max 。

若以屈服点бS 来表示，一般取为F Max =0.7~0.8бS A 0，采用等登增量法加载应分为5～7级，而每级加载后引伸计的变形都有明显的变化。

五、实验步骤1、拟定等增量加载方案。

即确定P 0、ΔP 、和P 终，测量试样的直径。

测量试样的尺寸方法为：用游标卡尺在试样标距两端和中间三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直方向各测量一次，取其平均值。

用三个平均值中平均值计算横截面积。

确定引伸计的标距L 0。

2、开机：试验机——>打印机——>计算机注意：每次开机后，最好要预热10分钟，待系统稳定后，再进行试验工作。

材料弹性常数E、μ的测定——电测法测定弹性模量E和泊松比μ

北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ学号姓名实验时间：2010年11月17日试件编号试验机编号计算机编号应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室12 11 11 11 11教师年月日一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。

二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。

三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。

材料的屈服极限MPa s 360=σ。

四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。

由以上关系，可以得到：PE A σεε== （2）材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3）上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。

本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。

于是式（2）和式（3）分别写为：ii A PE ε∆∆=0 （4） ii i εεμ∆'∆= （5）根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1（6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。

上式中n 为加载级数。

2、实验方法2.1电测法电测法基本原理：电测法是以电阻应变片为传感器，通过测量应变片电阻的改变量来确定构件应变，并进一步利用胡克定律或广义胡克定律确定相应的应力的实验方法。

试验时，将应变片粘贴在构件表面需测应变的部位，并使应变片的纵向沿需测应变的方向。

当构件该处沿应变片纵向发生正应变时，应变片也产生同样的变形。

材料力学实验指导书

力学实验Experiments in Mechanics学生实验守则1.学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到早退。

2.实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。

3.进入实验室必须遵守实验室的规章制度。

不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。

有净化要求的实验室，进室必须换拖鞋。

4.做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师和技术人员的指导。

未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其物品。

5.实验中要细心观察，认真记录各种实验数据。

不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。

6.实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。

若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。

7.实验完毕，应清理实验现场。

经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。

8.实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。

在规定的时间内交指导教师批改。

9.在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。

10.凡违反操作规程、擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按章予以赔偿。

目录实验一材料性能参数测定实验项目一拉伸实验 (1)项目二压缩实验 (5)项目三扭转试验 (7)项目四冲击实验 (10)实验二静态应变应力的综合测试实验项目1 拉伸时材料弹性模量E和泊松比μ的测定 (12)项目2 矩形截面梁弯曲正应力电测实验 (15)项目3 弯扭组合变形的电测试验 (18)项目4 偏心拉伸实验 (22)项目5 组合梁弯曲正应力实验 (24)项目6 工程桁架实验 (27)附录三实验数据的直线拟合 (77)附录四实验数据有效数后第一位数的修约规定 (79)附录五力学术语中英文对照索引 (83)附录六常见材料性能参数 (89)实验一材料性能参数测定实验项目一拉伸实验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。

8弹性模量E测定

E P • l0 A0 Bf
对试件逐级等量加载过程中，每级增加相等的载荷ΔP时，
如果测出的拉伸变形伸长量也等量增加Δl，这就定律。
四、实验步骤
1、量测试件直径在试件标距范围内的两端和中间三处，每处用游标卡尺量
取两个相互垂直方向的直径。取三处直径的算术平均值作为计算直径，以计算试件的横截面面积A0。本实验试件采用的是低碳钢标准圆试件，直径d=8mm，标距l0=100mm。 2、调节吊杆螺母，让杠杆尾端上翘一些，使之与满载时关于水平位置对称。在调节前，必须使两垫刀刃对正V型沟槽底，否则垫刀将由于受力不均匀而被压裂。
线性关系，即符合胡克定律，其关系式为：
由此可得：
E Pl0 A0 l
（1）
L Pl0 EA0
式中 l0---为试件的计算长度（或为引伸仪的标距）； A0---为试件的横截面面积； Δl---为已知载荷P时，l0长度内的绝对伸长。
当l0、A0均为已知数据，再用引伸仪测得Δl，即可由上
式计算出弹性模量E。
并放大输出示值或信号的仪器。球铰式引伸仪是采用机械传递来测定试件拉伸变形的，其结构原理如图所示，它分为两部分：
一部分是千分表，第二部分是变形传递架。
3、游标卡尺 4、低碳钢标准圆试件
三、试验原理
测定材料的弹性模量通常采用拉伸试验。从低碳钢拉伸
图P-Δl曲线中可以看到，在比例极限内，其变形与载荷间呈
二、试验设备
1、测E试验台该试验台配上引伸仪，作为材料力学实验教学中测定材料弹
性模量E实验用。试件为低碳钢标准圆试件，直径d=8mm，标距l0=100mm。载荷增量ΔP =1000N，实验为四级加载，每个砝码重25N；
初载荷砝码1个16N。采用1:40杠杆比放大。

低碳钢拉伸时弹性模量E的测定实验

低碳钢拉伸时弹性模量E的测定实验
碳钢的弹性模量是研究碳钢材料性能的重要参数，也是理论分析和工程应用的基础之一。

实验测定碳钢的弹性模量E可用材料力学实验的拉伸法和抗彎法测定，而以拉伸法为主。

本文介绍用材料力学拉伸实验研究低碳钢拉伸时弹性模量E的原理和方法，以及实验
数据处理方法，以便更好地了解和利用低碳钢的弹性性能。

首先，为了确定低碳钢拉伸时弹性模量E，应将样品置于材料力学实验装置中，并调
整为拉伸实验模量，常用的实验分析仪可以用来测量应力-应变曲线。

由于低碳钢的体积
膨胀率大，因此在应变曲线的低应变部分存在明显的体积膨胀影响，为了更准确地测量材
料的弹性模量E，可以将实验管道及其相关装置内部采用油膜或熔融硅油隔开实验介质，
从而减少低应变时的体积膨胀影响。

然后，在实验过程中，要进行应变控制。

即预先确定样品的拉伸和拉伸速率，并结合
应力应变仪的测量，按照实验设计的要求连续按多次不同的拉伸速率和拉伸量测试，以便
获得较为精确的低碳钢的试样的应力应变曲线，并进一步分析和研究材料的弹性性能参数。

最后，要对应期实验数据进行统计和处理，以确定低碳钢拉伸时的弹性模量E。

求解
E 值一般采用有限塑性理论求解方法，即从实验数据中确定出0.002~0.02的线性应变段
的斜率即为弹性模量E的值。

总的来说，材料力学拉伸实验可以用来研究低碳钢拉伸时的弹性模量E，实验分析仪
可以用来测量应力-应变曲线，有限塑性理论求解方法可以从应力应变曲线中求出弹性模
量E。

以上就是测试低碳钢拉伸时弹性模量E的实验原理和基本方法。

材料力学实验指导书

材料力学实验指导书广州大学城建学院建筑工程系编写二零零四年六月内容提要本书为《材料力学》理论教学的配套教材——材料力学基本实验指导书。

书中主要介绍了低碳钢和铸铁材料的拉伸和压缩实验，以及合金钢梁的弯曲正应力电测实验，包括实验目的、实验设备、实验原理，实验方法与步骤以及思考题等内容。

书中还介绍了有关仪器和设备的使用。

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。

本书是根据广州大学城建技术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，由低碳钢和铸铁材料的拉伸、压缩实验，合金钢梁的纯弯曲正应力电测实验，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。

学生实验须知1．实验前必须预习实验指导书中相关的内容，了解本次实验的目的、要求及注意事项。

2．按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。

3．进入实验室后，不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备，损坏仪器要赔偿。

4．保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌面上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。

5．实验时应严格遵守操作步骤和注意事项。

实验中，若遇仪器设备发生故障，应立即向教师报告，及时检查，排除故障后，方能继续实验。

6．实验过程中，若未按操作规程操作仪器，导致仪器损坏者，将按学校有关规定进行处理。

7．实验过程中，同组同学要相互配合，认真测取和记录实验数据；8．实验结束后，将仪器、工具清理摆正。

不得将实验室的工具、仪器、材料等物品携带出实验室。

《材料力学》实验指导书

江西应用科技学院《材料力学》实验指导书编制人：审核人：江西应用科技学院城市建设学院2015 年 5 月实验项目一低碳钢的拉伸实验一、实验目的1.了解微机控制万能材料试验机的工作原理，演示试验机的基本操作方法；2.测定低碳钢的抗拉强度σb 、屈服强度σS 、伸长率δ及截面收缩率ψ；3.观察低碳钢在拉伸过程中的现象和试样的破坏特征，分析断口破坏原因，绘制拉伸曲线图及断口示意图。

二、实验设备万能材料试验机、游标卡尺、直尺。

三、实验原理根据国标GB228-99的试件形状如图1-1所示，图中L 0所说试件的变形就是指这一段的变形。

L c 两端是试验机夹持的部分。

试件在拉伸时，其尺寸、较，必须按国家标准GB6397-99分为比例和定标距两种试样，表1-1L=11.3A （长试件）或5.65A （短试件）。

A 点以前，杆件仅有弹性变形，且P 和L 成线性关系，即遵守虎克定律：ΔL=EAPL（1-1） A 点以后，曲线不再保持直线，至B ´点开始屈服，以后成锯齿形，B 点为载荷下降的最低点。

B ´点的数值与试件加载速度、试件形式等有关，而B 点的数值比较稳定，工程上常取B 点的载荷作为屈服载荷。

因此屈服应力σs =P s /A 。

到C 点，材料强化，曲线继续上升，至D 点试件开始出现颈缩，载荷达到最大值P b ，抗拉强度为：σb =0b P A （1-2）试件断裂后，用游标卡尺量得标距间长度L 1和试件收缩处面积A 1,则可得试件的塑性性能：δ＝10L L L -×100% （1-3） ψ＝10A A A -×100% （1-4）四、实验步骤1、试件准备1）在试件中段取标距L=10d(100mm)（低碳钢试件），用试样划线机将其划分为１０等份。

2）在试件标距范围内用游标卡尺测量中间和两端三处直径，每处在互相垂直的两个方向上个测量直径一次，选取平均直径最小的一组作为计算截面面积用。

材料力学弹性模量E测定试验报告

材料力学弹性模量E测定试验报告实验目的：测定不同材料的弹性模量E，了解材料的刚性和弹性性质。

实验原理：弹性模量E是材料在外力作用下产生弹性变形的能力衡量指标。

弹性模量E的计算公式为：E=(F/A)/((dL/L0)，其中F是作用力，A是横截面面积，dL是拉伸量，L0是原始长度。

实验中，通过施加外力，测量材料的拉伸量和变形力来计算材料的弹性模量E。

实验器材和材料：1.弹性体样品2.弹簧秤3.测量尺4.弹力计5.电子天平实验步骤：1.准备好实验器材和材料。

2.制备不同材料的弹性体样品。

3.将弹性体样品固定在拉伸装置上。

4.使用测量尺测量弹性体样品的原始长度L0。

5.通过拉伸装置施加一个作用力F，记录施加力F的数值。

6.使用测量尺测量拉伸之后的长度L。

7.使用电子天平测量弹性体样品的质量m。

8.根据公式E=(F/A)/((dL/L0)计算弹性模量E。

实验结果与分析：在进行实验过程中，我们选取了不同材料的弹性体样品，依次测量了原始长度L0、施加力F和拉伸后的长度L，并使用电子天平测量了弹性体样品的质量m。

根据计算公式，我们得到了材料的弹性模量E。

通过对实验结果的分析，我们可以发现不同材料的弹性模量E具有很大的差异。

这是因为材料的成分、结构和制备方法都会影响材料的弹性性质。

例如，金属材料通常具有较高的弹性模量E，而弹性体材料则具有较低的弹性模量E。

结论：通过本次实验，我们成功测定了不同材料的弹性模量E。

实验结果表明，不同材料具有不同的弹性性质，对于不同的应用领域具有不同的适用性。

熟悉材料的弹性模量E可以在工程设计和材料选择中提供重要的参考依据。

材料力学实验指导

专业：学号：姓名：西南交通大学峨眉校区力学实验中心一、学生实验须知1．学生进入实验室，要严格遵守实验室的各项规章制度，服从指导教师的安排；2．严禁在实验室大声喧哗和嬉戏；3．保持实验室周围的整洁，不乱扔纸屑、果皮，不随地吐痰，严禁吸烟；4．实验前应预习实验内容，弄清实验目的、原理和方法；5．实验过程中应严肃认真，严格按照规定步骤操作，自己动手完成，及时记录和整理实验数据，不得转抄他人数据，要培养自己严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力；6．使用仪器设备时，应严格遵守操作规程，假设发现异常现象应立即停顿使用，并及时向指导教师报告。

如果因违反操作规程〔或未经许可使用〕而造成设备损坏，应按学校有关规定赔偿损失。

7．实验完毕后，应将仪器设备和桌凳整理好并归复原位，协助清扫实验室卫生，经指导教师检查合格前方能离开实验室；8．学生应按时〔最迟不超过一周时间〕上交实验报告，以供教师批改统计成绩。

二、实验仪器设备介绍〔一〕材料力学多功能组合实验台材料力学多功能组合实验台〔以下简称实验台〕是方便学生自己动手做材料力学电测实验的设备，配套使用的仪器设备还有：拉压型力传感器、力&应变综合参数测试仪、电阻应变片、连接导线与梅花改刀等，并配有计算机接口，可实现数据的计算机自动采集与计算。

一个实验台可做多个电测实验，功能全面，操作简单，实验台构造如图2-1所示。

图2-1 材料力学多功能组合实验台实验台为框架式整体构造，配置有拉压型力传感器及标准测点应变计(在试件待测点外表粘贴的电阻应变片)，通过力&应变综合参数测试仪〔以下简称测试仪〕实现力与应变的实时测量。

实验台分前后两半局部，前半局部可做弯扭组合变形实验、材料弹性模量与泊松比测定实验、偏心拉伸实验、压杆稳定实验、悬臂梁实验、等强度梁实验；后半局部可做纯弯曲梁正应力测试实验、电阻应变片灵敏系数标定实验、组合叠梁实验等。

操作规程如下：(1)将所作实验的试件通过有关附件连接到架体相应位置，连接拉压型力传感器和加载件到加载机构上。

材料力学实验报告

. . . .青岛黄海学院实验指导书课程名称：材料力学课程编码：04115003主撰人：吕婧. . . .青岛黄海学院. . . .目录实验一拉、压实验 (1)实验二扭转实验 (5)实验三材料弹性模量E和泊松比µ的测定 (7)实验四纯弯曲梁的正应力实验 (11)实验一低碳钢拉伸实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定低碳钢的屈服极限σS,强度极限σ、延伸率δ,截面收缩率ψ。

b2．测定铸铁的强度极限σ,观察上述两种材料的拉伸和破坏现象,绘制拉伸时b的P-l∆曲线。

（二）要求1．复习讲课中有关材料拉伸时力学性能的内容;阅读本次实验内容和实设备中介绍万能试验机的构造原理、操作方法、注意事项,以及有关千分表和卡尺的使用方法。

2．预习时思考下列问题:本次实验的内容和目的是什么?低碳钢在拉伸过程中可分哪几个阶段,各阶段有何特征?试验前、试验中、试验后需要测量和记录哪些数据?使用液压式万能试验机有哪些注意事项?二、实验设备和工具1．万能实验2．千分尺和游标卡尺。

3．低碳钢和铸铁圆形截面试件。

三、实验性质：验证性实验四、实验步骤和内容：（一）步骤1．取表距 L =100mm.画线2．取上,中,下三点,沿垂直方向测量直径.取平均值 3．实验机指针调零.4．缓慢加载,读出 s P .b P .观察屈服及颈缩现象,观察是否出现滑移线. 5．测量低碳钢断裂后标距长度1l ,颈缩处最小直径1d （二）实验内容： 1．低碳钢试件 (1)试件(2)计算结果屈服荷载 s P =22.1KN 极限荷载 b P =33.2KN屈服极限 s =s P /0A =273.8MPa强度极限 b σ=b P /0A =411.3MPa 延伸率 δ=(1l -0l )/0l *100%=33.24% 截面收缩率ψ=(0A -1A )/0A *100%=68.40% (3)绘制低碳钢P~ l ∆ 曲线2.铸铁的实验记录. 实验前实验后直径 0d (mm) 10.16 断裂后直径 1d (mm)10.15最大荷载 b P =14.4KN强度极限 b σ=b P /0A =177.7MPa实验二铸铁压缩实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定铸铁的强度极限σb。

材料力学弹性模量E测定试验报告

材料力学弹性模量E测定试验报告材料力学弹性模量E测定试验报告一、实验目的本实验旨在通过拉伸试验测定金属材料的弹性模量E，理解弹性模量的概念及其物理意义，掌握弹性模量的测量方法，提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理弹性模量是材料在弹性变形阶段内，应力与应变之间的比例系数。

它反映了材料抵抗弹性变形的能力，是材料的重要力学性能指标之一。

本实验采用拉伸试验方法，通过测量试样在拉伸过程中的应力-应变曲线，求得弹性模量E。

三、实验步骤1.准备试样：选择一根金属材料试样，长度为100mm左右，直径为3mm左右。

将试样表面擦拭干净，去除毛刺和氧化层。

2.安装试样：将试样安装在上、下两个夹具之间，确保试样与夹具接触良好，没有松动。

3.加载实验：打开试验机控制软件，设置实验类型、载荷上限等参数。

缓慢加载，使试样逐渐变形，记录应力-应变曲线。

4.数据记录：在实验过程中，每隔0.5%应变值记录一次应力值，直至应变达到2%左右。

记录数据时要保证数据的准确性和可靠性。

5.数据处理：将实验数据输入计算机，绘制应力-应变曲线，并计算弹性模量E。

6.清洗试样：实验结束后，取出试样，用酒精或清水清洗干净，晾干备用。

四、数据分析与处理1.数据记录表：附表1通过附表1可以看出，随着应变的增加，应力也逐渐增加。

在弹性变形阶段，应力与应变呈线性关系。

2.弹性模量计算：附表2及公式根据附表2中的数据和公式E=(σ/ε)×10^(-3)，计算得到弹性模量E。

其中，σ为应力值，ε为应变值。

从附表2中可知，该金属材料的弹性模量为200GPa左右。

五、结论总结通过本实验，我们了解了金属材料的弹性模量及其物理意义，掌握了弹性模量的测量方法。

实验结果表明，该金属材料的弹性模量为200GPa左右。

实验过程中我们应严格遵守实验规则和操作规程，保证数据的准确性和可靠性。

同时要提高自己的实验技能和数据处理能力，为以后的科研工作打下坚实的基础。

材料力学实验指导书

工程力学实验指导书主讲：林植慧机械与汽车工程学院SCHOOL OF MECHANICAL AND AUTOMOTIVE ENGINEERING实验一, 二低碳钢(Q235钢)、铸铁的轴向拉伸试验一、实验目的与要求1．观察低碳钢(Q235钢)和铸铁在拉伸试验中的各种现象。

2．测绘低碳钢和铸铁试件的载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及应力―应变曲线(σ―ε曲线)。

3．测定低碳钢拉伸时的比例极限P σ，屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ、断面收缩率ψ和铸铁拉伸时的强度极限b σ。

4．测定低碳钢的弹性模量E 。

5．观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。

6．比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的拉伸力学性能。

二、实验设备、仪器和试件1．微机控制电子万能试验机。

2．电子式引伸计。

3．游标卡尺。

4．低碳钢、铸铁拉伸试件。

三、实验原理与方法材料的力学性能主要是指材料在外力作用下，在强度和变形方面表现出来的性质，它是通过实验进行研究的。

低碳钢和铸铁是工程中广泛使用的两种材料，而且它们的力学性质也较典型。

试验采用的圆截面短比例试样按国家标准（GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》）制成，标距0l 与直径0d 之比为51000或=d l ，如图1-1所示。

这样可以避免因试样尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。

图中：0d 为试样直径，0l 为试样的标距。

国家标准中还规定了其他形状截面的试样。

图 1-1金属拉伸试验在微机控制电子万能试验机上进行，在实验过程中，与电子万能试验机联机的计算机显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―l ∆曲线)，如图1-2所示。

低碳钢试样的拉伸曲线(图1-2a)分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段及局部变形阶段。

如果在强化阶段卸载，F ―l ∆曲线会从卸载点开始向下绘出平行于初始加载线弹性阶段直线的一条斜直线，表明它服从弹性规律。

材料力学实验指导书(工科类专业)

实验一拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。

2.测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。

3.比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。

注：括号内为GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、设备及试样1.电液伺服万能试验机。

2.0.02mm 游标卡尺。

3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。

把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。

4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。

比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。

比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。

非比例试样0L 与0S 无关。

三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。

这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

ΔL （标距段伸长量）低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线）以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。

低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。

F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。

为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。

同样，试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距ＬO 得到名义应变，也叫工程应变，用ε表示。

σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。

低碳钢应力—应变图（σ—ε曲线）典型低碳钢的拉伸σ—ε曲线，如上图所示，可明显分为四个阶段：（1）弹性阶段oa ’：在此阶段试样的变形是弹性的，如果在这一阶段终止拉伸并卸载，试样仍恢复到原先的尺寸，试验曲线将沿着拉伸曲线回到初始点，表明试样没有任何残余变形。

实验电测法测定材料弹性模量E、μ

实验一、电测法测定材料弹性模量E、μ一、实验目的1．学习电测方法。

2．电测法测定材料的弹性模量E、μ。

二、实验仪器设备1．弯曲梁实验装置。

2．数字式电阻应变仪。

三、实验装置与实验原理图 1 图 2 1．实验装置见图1和图2，拔下销子3，卸下加载横梁8，卸下传感器9，从传感器上旋下加载压头7，然后将万向接头旋到加载系统5上，再将传感器旋到万向接头上，传感器下端与上夹头连接，下夹头安装在试验机架底座的孔内（注意：螺母不要旋紧，留有一定的活动距离，使其起到万向接头的作用；另外保护试件，以免试件被压弯），接着调整好上、下夹头之间的距离，将E、μ试件放入上、下夹头内，对准孔，插入销子，就可进行试验了。

图 3 图 42．实验原理试件上沿着试件轴向和横向各粘贴两片应变片，补偿块上粘贴四片应变片见图3，按图4接两个测量桥，对试件加载，记录载荷P ，并分别记录测得的轴向应变εP 和横向应变εP /，由公式P A P E ε= 计算出弹性模量E ，由公式 pp εεμ/=计算出泊松比μ。

实验一电测法测定弹性模量E 和泊松比μ实验日期：：室温小组成员（一）实验目的（二）实验设备、仪器（三）实验记录表1 测定E 和μ实验试件原始尺寸试件材料宽度 b (mm) 厚度 t(mm)横截面面积A 0 (mm 2)长度 L (mm)152.5（四）结果处理弹性模量：泊松比：（五）问题讨论1．电测法测定材料的E 和μ值时应测何值？2．电阻应变片的作用是什么？3．写出电阻应变仪的读数应变表达式εd ？4．温度补偿片的作用是什么？5．应变片在电桥中的接线方法有哪两种？6．根据逐级加载时载荷和变形的读数记录，作图验证虎克定律。

P E=εο∆A ∆=εεμ∆∆ O ε实验二、纯弯曲梁正应力电测实验一、实验目的1．电测法测定纯弯曲梁正应力分布规律。

2．验证纯弯曲梁正应力计算公式。

二、实验装置与仪器1．纯弯曲梁实验装置。

2．数字式电阻应变仪。

材料力学实验指导书

材料力学实验指导书实验一拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验之一。

由本实验所测得的结果，可以说明材料在静拉伸下的一些性能，诸如材料对载荷的抵抗能力的变化规律、材料的弹性、塑性、强度等重要机械性能，这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。

一、实验目的要求１．测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。

２．碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（L F ∆-曲线）。

３．较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。

二、实验设备和仪器材料试验机、游标卡尺、两脚标规等三、拉伸试件金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。

图中工作段长度l 称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。

为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即d l 5=或d l 10=。

对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。

其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=，A 为标距段内的截面积。

四、实验方法与步骤1、低碳钢的拉伸实验：１）试件的准备：在试件中段取标距d l 10=或d l 5=在标距两端用脚标规打上冲眼作为标志，用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d （在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。

２）机的准备；首先了解材料试验机的基本构造原理和操作方法，学习试验机的操作规程。

根据低碳钢的强度极限b σ及试件的横截面积，初步估计拉伸试件所需最大载荷，选择合适的测力度盘，并配置相应的摆锤，开动机器，将测力指针调到“零点”，然后调整试验机下夹头位置，将试件夹装在夹头内。

３）进行实验：试件夹紧后，给试件缓慢均匀加载，用试验机上自动绘图装置，绘出外力F 和变形L ∆的关系曲线（L F ∆-曲线）如图所示。

材料力学实验指导书(测量材料弹性模量E)

测量材料弹性模量E实验一、实验名称测定材料的弹性模量。

二、实验目的1．掌握测定Q235钢弹性模量E的实验方法；2．熟悉CEG-4K型测E试验台及其配套设备的使用方法。

三、实验设备及仪器1．CEG-4K型测E试验台2．球铰式引伸仪四、试样制备1. 试样：Q235钢，如图所示，直径d=10mm，标距L=100mm。

2、载荷增重ΔF=1000N（砝码四级加载，每个砝码重25N，初载砝码一个，重16N，采用1：40杠杆比放大）五、实验原理实验时，从F0到F4逐级加载，载荷的每级增量为1000N。

每次加载时，记录相应的长度变化量，即为ΔF引起的变形量。

在逐级加载中，如果变形量ΔL 基本相等，则表明ΔF与ΔL为线性关系，符合胡克定律。

完成一次加载过程，将得到ΔL的一组数据，实验结束后，求ΔL1到ΔL4的平均值ΔL平，代入胡克定律计算弹性模量。

即EA lF l ∙∆=⨯∆001.0备注：引伸仪每格代表0.001mm。

六、实验步骤及注意事项1．调节吊杆螺母，使杠杆尾部上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。

2．把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。

注意：对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。

引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。

采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与试验台的架体平面需成45°左右的角度。

3．挂上砝码托。

4．加上初载砝码，记下引伸仪的初读数。

5．分四次加等重砝码，每加一次记录一次引伸仪的读数。

注意：加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，防止砝码失落而砸伤人、物。

6．实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。

七、数据处理1. 记录相关数据分级加载初载一次加载二次加载三次加载四次加载引伸仪读数L0= L1= L2= L3= L4=2.计算（1）各级形变量的计算分级加载一次加载二次加载三次加载四次加载平均值形变量ΔL1= ΔL2= ΔL3= ΔL4= ΔL平=（2）材料面积的计算 4d 4π=A（3）弹性模量的计算（弹性模量单位MPa ）EAlF l ∙∆=⨯∆001.0平八、实验作业1．说明测定弹性模量E 的实验原理、步骤及注意事项； 2．根据实验过程中记录的原始数据，计算材料的弹性模量E 。

材料力学实验报告

实验一引伸法测定材料的弹性模量E 一、实验目的：二、实验设备和仪器：三、实验记录和处理结果：四、实验原理和方法：五、实验步骤及实验结果处理：六、讨论：测E实验台说明书一、用途该实验台配上引伸仪，作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。

二、主要技术指标1. 试样：Q235钢，直径d =10mm，标距l=100mm。

2. 载荷增量△F=1000N①砝码四级加载，每个砝码重25N；②初载砝码一个，重16N；③采用1：40杠杆比放大。

3. 精度：一般误差小于5%。

三、操作步骤及注意事项1. 调节吊杆螺母，使杠杆尾端上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。

注意：调节前，必须使两垫刀刃对正V型槽沟底，否则垫刀将由于受力不均而被压裂。

2. 把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。

①对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。

②引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。

③采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与实验台的架体平面需成45º左右的角度。

3. 挂上砝码托。

4. 加上初载砝码，记下引伸仪的读数。

5. 分四次加等重砝码，每加一次记一次引伸仪的读数。

注意:加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，并注意防止失落而砸伤人、物。

6. 实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。

7. 加载过程中，要注意检查传力机构的零件是否受到干扰，若受干扰，需卸载调整。

四、计算试样横截面积42d A π=应力增量 AF∆=∆σ 引伸仪放大倍数K=2000 引伸仪读数 )4,3,2,1,0(=i N i引伸仪读数差 )4,3,2,1(1=-=∆-j N N N i i j 引伸仪读数差的平均值 ∑=∆=∆4141j j N N 平均试样在标距l 段各级变形增量的平均值 KN l 平均∆=∆应变增量 ll ∆=∆ε 材料的弹性模量 εσ∆∆=E实验二拉伸与压缩试验一．目的：二．设备及仪器：三．数据记录和处理：1．拉伸试验表2 试验前试样尺寸铸铁试样的测试载荷及强度极限：最大载荷P b= （），强度极限σb= （）2．压缩试验低碳钢压缩屈服应力公式σS=铸铁压缩强度极限公式σb=实验三矩形截面梁弯曲正应力电测实验一．实验目的：二．实验装置图及仪器名称：三．实验原理：四．实验步骤：五．数据记录及处理δ=100⨯-理理实σσσ％六．应力分布图:七．讨论:实验四薄壁圆管在弯曲和扭转组合作用下的主应力测定一．实验目的：二．实验装置图及仪器名称：三．实验原理：四．实验步骤：试样材料：，铝管直径为d= （），铝管壁厚为t= （）测试点到铝管自由端距离为L1= （），六．应力状态单元图（标出主应力单元）七．讨论（注：素材和资料部分来自网络，供参考。