材料力学实验指导书(测量材料弹性模量E)
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实验一材料力学万能试验机的认识一、液压式材料万能试验机图1为油压式万能试验机，利用油压加力，可作拉伸、压缩、剪切、弯曲等实验。
1.构造原理：图1为万能试验机的构造原理图，分为加力、测力、自动绘图三个部分。
(1)加载系统：加载系统由油箱、油缸、工作台、机座等组成。
机座14、光滑立柱7及上横梁6固定不动，开动马达后，油泵将油经过送油阀17和油管③送至工作油缸内，推动活塞5 带动工作台11上升。
若试件放在工作台11上，则受压缩。
试件受力的大小与油压的大小成正比关系。
(2)测力系统：测力为重摆平衡式。
试件受力后，油缸内油压逐渐增加，高压油经油管④ ⑤进入到测力油缸(28) rt,使测力活塞(27)向下移动，通过连杆(26),使摆锤摆起, 推动齿杆(21)带动齿轮(15),即可使指针转动，从而由示力盘上得到相应的载荷。
更换摆锤重量，即可得到不同的测力范围。
(3)绘图系统：记录仪。
图1万能试验机结构原理图L马达2.上支架3.螺杆4.工作油缸5.活塞6.上横梁7.光滑立柱S.压板9.支座10.夹头1L工作台12.夹头1 3 .手柄1 4 .机座1 5 .齿轮1 6 .指针1 7 .送油阀1 S .油泵1 9 .马达2 0 .度盘2 1 .齿杆22.推杆23.回油阀24.摆杆25.平衡锤26.连杆27.测力活塞28.测力油缸29.油箱30.摆锤2.操作方法：① 选择力盘。
根据试件尺寸和实验要求，选择合适的测力范围，加上相应的摆锤。
②选择合适的夹具及其附件。
③调整零点：开启马达，将油打入工作油缸，使工作台稍微升起，以平衡掉工作台自重，然后旋转齿杆21,使示力盘指针指零。
④ 安装试件。
作压缩实验，试件放在工作台的中心：如果作拉伸实验，则将试件夹入上、下夹头12、10中。
⑤调整好自动绘图装置。
⑥加载实验。
加载前检查各油阀是否关闭，然后开动马达，微开送油阀，缓慢加载。
⑦卸载。
实验完毕后，打开回油阀退油，关闭电门。
3.注意事项①开马达前，应将送油阀，回油阀都关闭。
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）
弹性模量e和泊松比实验
实验时，如同时测出纵向应变和横向应 变，则可由上式计算出泊松比μ
(五)试验方法与步骤
1．在试件中间截面沿纵向轴线及其垂 直方向分别贴三个电阻应变片；在温度 补偿块上贴一个电阻应变片。
将试件夹于试验机的下夹头，用单臂半 桥接线方法,把三个工作片及补偿片接 至电阻应变仪。
测量试样尺寸
用游标卡尺测量试 件截面积尺寸，分 别测量试样标距的 两端和中间截面积 尺寸，计算截面积 面积，取三次的平 均值作为初始横截 面面积。
相关系数
变异系数
横向应变（με) -93 -128 -160 -192 -223 -255 -283
0.99999
0.00155
0 0
-50
纵向应变
200
400
600
800
1000
-100
-150
-200 -250
y = -0.326070 x + 0.092087
-300 横向应变
横向应变-纵向应变曲线
b
1 n
(
n i 1
i
a
n i 1
i )
拟合法
试验时，在弹性范围内记录轴向力和其相应的轴向 变形的一组数字数据对。
数据对的数目一般不少于8对。 用最小二乘法将数据对拟合轴向应力-轴向应变直线，
拟合直线的斜率即为杨氏模量，按下式计算。
n
n
n
nii i i
E
i 1 n
i1 i1
n
n
n i2 i i
L PL0 EA0
P 1 E
A0
为了验证力与变形的线性关系，采用增量法 逐级加载，分别测量在相同载荷增量 ΔP作 用下试件所产生的应变增量Δε。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
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。
工程力学B(二)实验指导书
《工程力学B(二)》实验指导书高孟芬编闽南理工学院光电与机电工程系2012年2月前言一、实验的内容材料力学实验是学习材料力学课程的重要组成部分，是理论联系实际的实践性教学环节，对于提高学生的实践能力、设计能力和创新能力具有重要意义。
材料力学实验内容具体包括以下三个方面。
1、测定材料的力学性质材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限等，以及材料的弹性性能指标，如弹性极限、弹性模量、泊松比等，都是设计构件的基本参数和依据，而这些指标一般是试验来测定的。
2、验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型，再由科学假设推导出一般性结论和公式。
但是这些假设和结论是否正确，理论公式能否应用于实际之中，必须通过实验来验证。
3、实验应力分析工程上很多构件的形状和受载情况都比较复杂，单纯依靠理论计算不易得到满意的结果，必须用实验的方法来了解构件的应力分布规律，从而解决强度问题，这种办法称为实验应力分析。
目前实验应力分析的方法很多，这里只介绍应用较广的电测法。
通过材料力学的实验课，要求学生初步掌握变形和应变的基本测试方法及主要测试仪器的操作规程，以及实验结果整理方法等基本内容。
二、实验要求材料力学试验过程中主要是测量作用在试件上的载荷和试件产生的变形，它们往往要同时测量，要求同组同学必须协同完成，因此，实验时应注意以下几个方面。
1、实验前的准备工作实验课前，每位学生都必须进行充分的预习和实验准备，明确本次实验目的、原理和实验步骤，了解所使用的试验机、仪器等的基本构造原理，熟悉实验规则和仪器设备的操作规程，拟定好加载方案，并应写出预习报告。
实验小组成员应明确分工，以便在实验中分别进行受力、变形等参数的记录。
2、进行实验实验过程中应精心操作，细心观察，测量和记录各种实验现象和数据。
若出现异常现象应及时报告实验指导老师，并作好原始记录。
3、撰写实验报告在实验结束时要及时编写实验报告。
实验报告包括：实验名称、实验日期、实验者及同级组人员、实验目的及装置、使用的仪器设备、实验原理及方法、实验数据及其处理、计算和实验结果分析。
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。
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 。
§4电测法测定材料的弹性模量和泊松比实验
(1)§4电测法测定材料的弹性模量E 和泊松比实验1、概述弹性模量E （也称杨氏模量）是表征材料力学性能中弹性段的重要指标之一，它反映了材 料抵抗弹性变形的能力。
泊松比反映了材料在弹性范围内，由纵向变形引起的横向变形的大小。
在对构件进行刚度稳定和振动计算、研究构件的应力和变形时，要经常用到E 和这两个弹性常 数。
而弹性模量E 和泊松比只能通过实验来测定。
2、实验目的验证胡克定律；了解电阻应变片的工作原理及贴片方式; 了解应变测试的接线方式。
3、实验原理 弹性模量E 和泊松比是反映材料弹性阶段力学性能的两个重要指标，在弹性阶段，给一个确定截而形状的试件施加轴向拉力，在截面上便产生了轴向拉应力，试件轴向伸 长，单位长度的 伸长量称之为应变，同样，当施加轴向压力时，试件轴向缩短。
在弹性阶 段，拉伸时的应力与应 变的比值等于压缩时的应力与应变的比值，且为一定值，称之为弹性模量E ，L/L在试件轴向拉伸仲长的同时，其横向会缩短，同样，在试件受压轴向缩短的同时，其横向会伸长，在弹性阶段，确定材质的试件拉仲时的横向应变与试件的纵向应变的比值等于 压缩时横向 应变与试件的 纵向应变的比值，且同样为一定值，称之为泊 松比，横纵L 横/ L0 压力的测量原理同拉、压实验，应变的测量采用电阻应变片电测法原理。
电阻应变片可形彖地理解为按一定规律排列有一定长度的电阻丝，实验前通过胶粘的 方式 将电阻应变片粘贴在试件的表而，试件受力变形时，电阻应变片中的电阻丝的长度也随 之发生相 应的变化，应变片的阻值也就发生了变化。
实验中我们采用的应变片是由两个单向应变片组成的 十字形应变花，所谓单向应变片，就是应变片的电阻值对沿某一个方向的变形最为敏感，称此 方向为应变片的纵向，而对垂直于该方向的变形阻值变化可忽略，称此方向为应变片的横向。
利用应变片的这个特性，在进行应变测试时，我们所测到只是试件沿应变 片纵向的应变，其不 包含试件垂直方向变形所引起的影响。
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。
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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 l
F 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 4
d 4
π=
A
（3）弹性模量的计算（弹性模量单位MPa ）
EA
l
F 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 。