材料力学实验小专题
《材料力学实验》考试题库及答案
《材料力学实验》考试题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学实验中，下列哪项不是材料力学的基本性质？A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 热导率答案：D2. 在拉伸实验中，下列哪个因素对实验结果影响较大？A. 试样尺寸B. 试样形状C. 拉伸速度D. 环境温度答案：C3. 下列哪个实验是用来测定材料的屈服强度？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案：A4. 下列哪个实验是用来测定材料的弹性模量？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案：A5. 在压缩实验中，下列哪个因素对实验结果影响较大？A. 试样尺寸B. 试样形状C. 压缩速度D. 环境温度答案：C6. 下列哪个实验是用来测定材料的抗剪强度？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验7. 在扭转实验中，下列哪个因素对实验结果影响较大？A. 试样尺寸B. 试样形状C. 扭转速度D. 环境温度答案：C8. 下列哪个实验是用来测定材料的泊松比？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案：A9. 在材料力学实验中，下列哪个参数是用来表示材料的韧性？A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 韧性10. 下列哪个实验是用来测定材料的疲劳极限？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 疲劳实验答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 在拉伸实验中，试样断裂前所承受的最大载荷称为______。
答案：最大载荷12. 材料的屈服强度是指材料在受到______作用时，开始发生塑性变形的应力。
答案：外力13. 材料的弹性模量是描述材料在______范围内，应力与应变之间关系的物理量。
答案：弹性14. 在压缩实验中，试样受到的压力与______之比称为抗压强度。
答案：试样截面积15. 在扭转实验中，单位长度上的扭矩与______之比称为扭转应力。
答案：试样截面积16. 材料的泊松比是描述材料在拉伸或压缩过程中，______与______之间关系的物理量。
材料力学实验训练题1答案解析(机测部分100题)
一、 填空题1. 对于铸铁试样，拉伸破坏发生在横截面上，是由最大拉应力造成的。
压缩破坏发生在约50-55度斜截面上，是由最大切应力造成的。
扭转破坏发生在45度螺旋面上，是由最大拉应力造成的。
2. 下屈服点sl 是屈服阶段中，不计初始瞬时效应时的最小应力。
3. 灰口铸铁在拉伸时，从很低的应力开始就不是直线，且没有屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，因此，在工程计算中，通常取总应变为0.1% 时应力—应变曲线的割线斜率来确定其弹性模量，称为割线弹性模量。
4. 在对试样施加轴向拉力，使之达到强化阶段，然后卸载至零，再加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大载荷将增大。
这一现象称为材料的冷作硬化。
5. 在长期高温条件下，受恒定载荷作用时材料发生蠕变和松驰现象。
6.低碳钢抗拉能力大于抗剪能力。
7.铸铁钢抗拉能力小于_抗剪能力。
8.铸铁压缩受最大切应力破坏。
9. 压缩实验时，试件两端面涂油的目的是减少摩擦；低碳钢压缩后成鼓形的原因：两端面有摩擦。
10. 颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因 此应力为名义应力，真实应力是增加的。
11.已知某低碳钢材料的屈服极限为s σ，单向受拉，在力F 作用下，横截面上的轴向线应变为1ε，正应力为σ，且s σσ>；当拉力F 卸去后，横截面上轴向线应变为2ε。
问此低碳钢的弹性模量E 是多少？( 21εεσ- )12.在材料的拉伸试验中，对于没有明显的屈服阶段的材料，以 产生0.2%塑性变形时对应的应力作为屈服极限。
13.试列举出三种应力或应变测试方法：机测法、电测法、光测法。
14.塑性材料试样拉伸时，颈缩处断口呈 环状，首先 中间部分 拉断 破坏，然后四周部分 剪切 破坏。
15.等直杆受轴向拉伸，材料为低碳钢，弹性模量E=200GPa，杆的横截面面积为A=5cm2，杆长l =1m。
加拉力F=150kN后，测得 l = 4mm，则卸载后杆的残余应变为 0.0025。
16.如图所示为低碳钢的σ-ε曲线。
材料力学实验试题
材料力学实验思考题（基础实验部分）拉、压1.画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线图（P-△L），比较它们拉伸时的力学性质。
提示：可从断口的几何特征比较，如断裂面与轴线的关系等；拉伸图的曲线线形、最大荷载和最大轴向变形、弹性阶段的曲线斜率等，可显示各自不同之处。
2.绘出低碳钢和铸铁的压缩曲线3.在低碳钢拉伸实验中，材料屈服后，试样的表面会产生与轴线成450角的滑移线，为什么？提示：试样在拉伸时，各点处于单向拉伸应力状态，沿与轴线成±450方向的斜截面上的切应力最大，材料内部沿此方向相对滑移形成滑移线。
4.低碳钢拉伸实验中，试件为什么不是在σ-ε曲线图的最高点处被拉断？提示：σ-ε曲线图中的应力和应变是用名义应力、应变表示的，并不是试件的实际应力。
5.低碳钢拉伸试件断口不在标距长度13的中间区段内时，如果不采用断口移中办法，测得的延伸率较实际值是偏大还是偏小？提示：偏小6.试说明铸铁试件单轴拉伸、单轴压缩、扭转破坏的断口形状及破坏原因提示：单轴拉伸时，沿横截面破坏，是拉坏的；单轴压缩时，沿︒45斜截面破坏，是剪坏的；扭转时，沿︒45螺旋面破坏，是拉坏的。
7.比较低碳钢和铸铁两种试样拉伸断口的区别，并大致判断其塑性。
提示：低碳钢断口有明显的塑性破坏产生的光亮倾斜面，倾斜面倾角与试样轴线近似成45 （称杯状断口），这部分材料的断裂是由于切应力造成的，中心部分为粗糙平面，塑性越大对应杯状断口越大、中心粗糙平面的面积越小。
而铸铁没有任何的倾斜侧面，断口平齐，并垂直于拉应力，属典型的脆性断口。
8.根据铸铁破坏断口特征，分析导致相应破坏的应力的原因。
提示：铸铁压缩时沿斜截面断裂，其主要原因是由剪应力引起的。
假使测量铸铁受压试样斜断口倾角α，则可发现它略大于45o而不是最大剪应力所在截面，这是因为试样两端存在摩擦力造成的。
9.低碳钢材料冷作硬化后，哪些力学性能发生变化？提示：屈服应力提高，韧性降低，弹性模量不变。
材料力学实验
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的（1）掌握测定低碳钢的弹性模量E、上屈服强度R eH、下屈服强度R eL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z等力学性能指标的试验方法。
（2）掌握测定铸铁的抗拉强度Rm的试验方法。
（3）观察并比较塑性材料与脆性材料在拉伸过程中所表现出来的不同物理现象。
（4）熟悉材料试验机和其他有关仪器的使用。
二、实验设备（1）INSTRON电子拉伸机。
（2）游标卡尺。
三、试件介绍为便于比较不同材料的试验结果，对试样的形状、加工精度、加载速度、试验环境等，国家标准（GB228-2002）都有统一规定。
根据规定，拉伸试件可分为比例试件和非比例试件两种，它们的区别在于原始标距的选取。
在试件中部，用来测量试件断后延伸率的起始长度，称为原始标距（简称标距）。
对于非圆形横截面比例试件，标距L0与原始横截面面积S0的关系规定为（1.1）式中系数k的取值是：短试件时为5.65，长试件时为11.3。
对于直径为d0的圆形横截面试件，短试件和长试件的标距L0分别为5d0和10d0。
非比例试件的L0和S0不受上述关系限制。
本实验采用圆形横截面的短试件，即L0 =5d0。
四、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，在拉伸试验中表现出的力学性能也最为典型。
本次试验主要测定它的弹性模量、上屈服强度R eH、下屈服强度R eL、抗拉强度、伸长率A和断面收缩率Z等力学性能指标（1）弹性模量E的测定由材料力学知识可知，材料在屈服前力与变形是成线性关系的，其拉伸图基本为一条直线，如图1所示。
弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值，即：(1.2)因为，，所以弹性模量E又可表示为：(1.3)式中：E—材料的弹性模量，R—应力，—应变，F—载荷，S0—试样横截面面积（取三处中最小一处的平均直径计算），Le—引伸仪标距，ΔL—试件在载荷F作用下，标距L0段内试件的变形，ΔF—载荷的增量、—变形增量的平均值。
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。
材料力学性能实验(2个)
《材料力学性能》实验教学指导书实验总学时：4实验项目：1.准静态拉伸2. 不同材料的冲击韧性材料科学与工程学院实验中心工程材料及机制基础实验室实验一 准静态拉伸一、实验目的1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。
2．测定低碳钢的屈服极限σs ，强度极限σb ，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。
3．测定铸铁的强度极限σb 。
4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。
二、概述静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。
一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。
另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。
静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。
在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度s σ和抗拉强度b σ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。
通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P —Δl 曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。
图1即为低碳钢的拉伸图。
试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。
当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。
这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ，s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ：ss A P =σ 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。
这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。
由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。
材料力学创新实验
钻床工作时的的偏心距和立柱的弹性模量的测定一、实验目的1）、 测定钻床工作时的偏心距和钻床立柱的弹性模量。
2）、练习桥路连接方法。
二、实验原理钻床工作时，在外压力P 的作用下，其轴力N=P ，弯矩M=P ·e ，其中e 为偏心距，A 0为立柱横截面面积。
根据迭加原理，得立柱(材料为铸铁)横截面上的理论计算公式为拉伸应力和弯矩正应力的代数和。
即260bh MA P ±=σ应变片的布置方法：R1和R2分别为立柱两侧上的两个对称点。
则 M P εεε+=1 M P εεε-=2 式中：P ε—轴力引起的拉伸应变 M ε—弯矩引起的应变根据桥路原理，采用不同的组桥方式，即可分别测出与轴向力及弯矩有关的应变值。
从而进一步求得弹性模量E 、偏心距e 。
可直接采用半桥单臂方式测出R1和R2受力产生的应变值ε1和ε2，通过上述两式算出轴力引起的拉伸应变εP和弯矩引起的应变εM；也可采用邻臂桥路接法可直接测出弯矩引起的应变εM，（采用此接桥方式不需温度补偿片，接线如图（a））；采用对臂桥路接法可直接测出轴向力引起的应变εP，（采用此接桥方式需加温度补偿片，接线如图（b））。
B BR1R2R1 RU BD U BDA C A CR3 R4R R2D DE E(a) (b)三、实验步骤1）、测量立柱直径d。
取三个横截面进行测量，取三处横截面面积的平均值作为立柱的横截面面积A0。
2）、加载方案。
先选取适当的初载荷P0（一般取P0 =10% P max 左右），估算P max ，确定加载次数，每次加载△P。
3)、根据加载方案，调整好实验加载装置。
4）、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
5)、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
6）、加载。
均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录应变值ε1和ε2，直到最终载荷。
材料力学实验(6)
第三章基本实验部分§3－1 拉伸实验一、目的1、测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率ψ；2、测定铸铁的强度极限σb；3、观察拉伸过程中的各种现象（屈服、强化、颈缩、断裂特征等），并绘制拉伸图（P－ΔL 曲线）；4、比较塑性材料和脆性材料力学性质特点。
二、原理将划好刻度线的标准试件，安装于万能试验机的上下夹头内。
开启试验机，由于油压作用，便带动活动平台上升。
因下夹头和蜗杆相连，一般固定不动。
上夹头在活动平台里，当活动平台上升时，试件便受到拉力作用，产生拉伸变形。
变形的大小可由滚筒或引伸仪测得，力的大小通过指针直接从测力度盘读出，P-ΔL曲线可以从自动绘图器上得到。
低碳钢是典型的塑性材料，试样依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。
用试验机的自动绘图器绘出低碳钢和铸铁的拉伸图（如图3-1）。
对于低碳钢试件，在比例极限内，力与变形成线性关系，拉伸图上是一段斜直线（试件开始受力时，头部在夹头内有一点点滑动，故拉伸图最初一段是曲线）。
低碳钢的屈服阶段在试验机上表现为测力指针来回摆动，而拉伸图上则绘出一段锯齿形线，出现上下两个屈服荷载。
对应于B′点的为上屈服荷载。
上屈服荷载受试件变形速度和表面加工的影响，而下屈服荷载则比较稳定，所以工程上均以下屈服荷载作为计算材料的屈服极限。
屈服极限是材料力学性能的一个重要指标，确定Ps时，须缓慢而均匀地使试件变形，仔细观察。
(a)低碳钢拉伸图图3-1 (b)铸铁拉伸图试件拉伸达到最大荷载P b以前，在标距范围内的变形是均匀分布的。
从最大载荷开始便产生局部伸长的颈缩现象；这时截面急剧减小，继续拉伸所需的载荷也减小了。
试验时应把测力指针的副针（从动针）与主动针重合，一旦达到最大荷载时，主动针后退，而副针则停留在载荷最大的刻度上，副针指示的读数为最大载荷P b。
铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷P b，而突然发生断裂。
材料力学实验
实验项目一：低碳钢的拉伸实验一、实验目的1、了解微机控制电子万能实验机的工作原理，演示实验机的基本操作方法；2、测定低碳钢的抗拉强度ζb、屈服强度ζS、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、实验设备万能材料实验机、游标卡尺、计算机、画图仪。
三、实验原理根据国标GB228-99《金属拉伸实验方法》中的规定，进行试件的加工和测量。
金属材料拉伸实验常用的试件形状如图1所示，图中L0段称为标距，一般所说试件的变形就是指这一段的变形。
L c是平行长度，两端是实验机夹持的部分。
图1 低碳钢拉伸试件图试件在拉伸时，其尺寸、形状对实验结果有较大的影响，为了使实验测得的结果可以互相比较，必须按国家标准GB6397-99《金属拉伸实验试样》的规定，按标准制作试样。
拉伸试样一般分为比例和定标距两种试样，表1给出圆形截面和矩形截面比例试样的国标规定，供读者参考。
对于一般板材仍按国家标准制成矩形截面试样时，截面面积A和试件标距L的关系为L=11.3A （长试件）或5.65A（短试件）。
表1 比例及非比例试件将低碳钢试件置于实验机中拉伸，其拉伸图如图2所示。
图2 低碳钢拉伸ζ-ε图 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=EA PL （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ζs =P s /A 。
到C 点，材料强化，曲线继续平滑上升，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：ζb =0A P b （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＝010L L L -×100% （1-3） ψ＝010A 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。
材料力学实验
1. 低碳钢和铸铁拉伸试验实验目的：（1）测定低碳钢的弹性模量E、屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率Ψ。
（2）测定铸铁的强度极限σb。
（3）观察低碳钢拉伸过程中的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
（4）熟悉材料实验机和其它仪器的使用。
基本原理：常温下的拉伸实验可以测定材料的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等力学性能指标，这些参数都是工程设计的重要依据。
屈服极限、强度极限的测定测定弹性模量后继续加载使材料达到屈服阶段，进入屈服阶段时，载荷常2有上下波动，其中较大的载荷称上屈服点，较小的称下屈服点。
一般用第一个波峰的下屈服点表示材料的屈服载荷,它所对应的应力即为屈服极限。
屈服阶段过后，材料进入强化阶段，试件又恢复了承载能力。
载荷达到最大值时,试件某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象。
这时示力盘的从动针停留在位置，主动针迅速倒退，表明荷载迅速下降，试件即将被拉断。
这时从动针所示的载荷即为破坏载荷，所对应的应力叫强度极限。
（3）延伸率和断面收缩率的测定试件的原始标距为（本实验取50㎜），拉断后将两段试件紧密对接在一起，量出拉断后的标距长，延伸率应为式中—试件原始标距，为50㎜，—试件拉断后标距长度。
对于塑性材料，断裂前变形集中在紧缩处，该部分变形最大，距离断口位置越远，变形越小，即断裂位置对延伸率是有影响的。
为了便于比较，规定断口在标距中央三分之一范围内测出的延伸率为测量标准。
如断口不在此范围内，则需进行折算，也称断口移中。
具体方法如下：以断口O为起点，在长度上取基本等于短段格数得到B点，当长段所剩格数为偶数时，则由所剩格数的一半得到C点，取BC段长度将其移至短段边，则得断口移中得标距长，其计算式为如果长段取B点后所剩格数为奇数，则取所剩格数加一格之半得C1点和减一格之半得C点，移中后标距长为将计算所得的代入式中，可求得折算后的延伸率。
为了测定低碳钢的断面收缩率，试件拉断后，在断口处两端沿互相垂直的方向各测一次直径，取平均值计算断口处横截面面积，再按下式计算面积收缩率式中A0—试件原始横截面面积A1—试件拉断后断口处最小面积仪器设备：（1）WE-30型万能材料试验机。
材料力学实验
材料⼒学实验试验⼀、拉伸试验报告1-1、由实验现象和结果⽐较低碳钢和铸铁拉伸时的⼒学性能有什么不同?答：低碳钢在拉伸过程有明显的四个阶段，弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
低碳钢具有屈服种材料在拉伸时的⼒学性能及断⼝特征。
低碳钢断⼝为直径缩⼩的杯锥状，其延伸率⼤表现为塑性。
铸铁在拉伸时延伸率⼩表现为脆性，没有明显的四个阶段，其断⼝为横断⾯。
1-2、由拉伸实验所确定的材料的⼒学性能数值有什么实⽤价值？答：1）会对企业的⽣产选材有直接的影响，这直接关系到企业的成本和产品的质量。
2）对于好多恶劣⼯作环境的⾦属⼯件，都要求要出具检测报告。
3）企业根据不同的⼒学性能参数，可以安排较为合理的加⼯⼯艺。
除以上这些外，出⼝的产品都要经过这⽅⾯的检测的，这也是⼀个企业质量意识的侧⾯反映。
1-3、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）。
延伸率的⼤⼩与试件尺⼨有关，为了便于进⾏⽐较，须将试件标准化。
断⾯收缩率的⼤⼩与试件尺⼨⽆关。
试验⼆、低碳钢弹性模量E的测定报告2-1、测E时为何要加初始载荷并限制最⾼载荷？使⽤分级等量加载的⽬的是什么？答：测E时为何要加初始载荷并最⾼载荷是为了保证低碳钢处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。
分级等量加载的⽬的是为了保证所求的弹性模量减少误差。
2-2、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。
2-3逐级加载⽅法所求出的弹性模量与⼀次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须⽤逐级加载的⽅法测弹性模量?答: 逐级加载⽅法所求出的弹性模量与⼀次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采⽤逐级加载⽅法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。
材料力学实验
材料力学实验1观察铸铁和低碳钢在拉伸时的断口表面形貌，分析低碳钢、铸铁拉伸时产生不同表面断裂形的本质原因铸铁断口呈不平整状，是典型的脆性断裂，低炭钢断口外围光滑，是塑性变形区域，中部区域才呈现脆性断裂的特征。
表明，铸铁在超屈服应力下，瞬时断开，而低碳钢在超应力的时候，有塑性形变过程，直到拉伸后的断面面积减小到一定程度时，才瞬时断裂。
2铸铁和低碳钢在拉伸和压缩时力学性能的异同点、低碳钢就是指含碳量≤0.2%的铁碳金属物，铸铁的含碳量都就是＞1%的黑色金属。
所以，在实验比较它们在弯曲或放大时的力学性质优劣点，就要以其自身的机械性能去考量。
低碳钢由于含碳量低，它的延展性、韧性和可塑性都是高于铸铁的，拉伸开始时，低碳钢试棒受力大，先发生变形，随着变形的增大，受力逐渐减小，当试棒断开的瞬间，受力为“0”，其受力曲线是呈正弦波＞0的形状。
铸铁由于轫性高，弯曲已经开始时，受力就是逐步加强的，当达至并少于它的弯曲音速时，试棒断裂，受力瞬间为“0”，其受力曲线就是随受力时间缩短，一条直线南坡上方发展，试棒断裂，直线横向向上归属于“0”。
同样的道理：低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。
铸铁则不然，开始时与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏（裂开），受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。
以上就是低碳钢和铸铁在弯曲和放大时力学性质的优劣点。
3为什么灰铸铁放大毁坏的横截面就是与轴线成45度左右是材料内部晶格间相对滑移而形成的，故称为滑移线。
轴向拉压时，在与轴线成45°的斜截面上，有最大的剪应力4将所赢得低碳钢和铸铁的改变毁坏试验结果与弯曲、放大试验结果结合，分析二种材料多汁韧性差别，对这两类材料的力学性能做出综合性评价铸铁：扭转试验――断口与轴线成45度，属于拉伸破坏弯曲试验――断口就是平面，属弯曲毁坏放大试验――45度脱落，就可以剪切毁坏脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。
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。
材料力学性能综合实验-测试原理
实验一 材料力学性能综合实验第一部分 材料力学性能及测试原理材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。
对于用于工程中作为构件和零件的结构材料，人们最关心的是它的力学性能。
力学性能也称为机械性能。
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。
同时, 环境如温度、介质和加载速率对于材料的力学行为有很大的影响。
因此材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。
材料力学性能是材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。
材料的力学性能通过材料的强度、刚度、硬度、塑性、韧性等方面来反映。
定量描述这些性能的是力学性能指标。
力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳极限、断裂韧性等。
这些力学性能指标是通过一系列试验测定的。
实验包括静载荷试验、循环载荷试验、冲击载荷试验以及裂纹扩展试验。
其中静载荷拉伸试验是测定大部分材料常用力学性能指标的通用办法。
力学指标的测定要依据统一的规定和方法进行，这就是国家标准。
比如国家标准GB228－87是金属材料拉伸试验标准。
依据这个标准，可以测定金属的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标。
其它材料如高分子材料、陶瓷材料及复合材料力学性能也应采用各自的国家标准进行测定。
拉伸试验的条件是常温、静荷、轴向加载，即拉伸实验是在室温下以均匀缓慢的速度对被测试样施加轴向载荷的试验。
试验一般在材料试验机上进行。
拉伸试样应依据国家标准制作。
进行单拉试验时，外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向拉应力状态。
试验机的夹具、万向联轴节和按标准加工的试样以及准确地对试样的夹持保证了试样测量部分各点受力相等且为单向受拉状态。
试样所受到的载荷通过载荷传感器检测出来，试样由于受外力作用产生的变形可以借助横梁位移反映出来，也可以通过在试样上安装引伸计准确的检测出来。
《材料力学》试验
矩形截面梁的纯弯曲
一、试验目的： 1．测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的 分布规律，并与理论值比较； 2．熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用； 二、试验仪器： 1．纯弯曲试验装置； 2．YJ28A—PIOR型静态数字电阻应变仪；
矩形截面梁的纯弯曲
三、试验原理： 1．结构示意图及理论值计算：
拉 伸 试 验
三、试件： 1．材料类型： 塑性材料的典型代表； 低碳钢： 脆性材料的典型代表； 灰铸铁：
标距
d0 L0
标点
主动指针：反映载荷瞬时大小； 试验机读数表盘 被动指针：反映最大载荷；
尺寸符合国标的试件； 2．标准试件：
标距：用于测试的等截面部分长度； 圆截面试件标距：L0=10d0或5d0
b h y Q P/2 z a P/2 + P/2 Pa/2 M + P m m P/2 a m—m截面：
Q 0 M C ( 常数 ) —纯弯曲
My s理 Iz
矩形截面梁的纯弯曲
2．布片示意图及试验值：
DP
温度补偿片 2 1 0 1' 2' 2 1 0 1' 2'
s 实 E
s DM y 3．等量逐级加载法： 理 Iz s 实 E D
薄壁圆管弯扭组合变形
一、试验目的： 1．用电测法测定平面应力状态下一点主应力的 大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别 由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力； 二、试验仪器： 1．弯扭组合试验装置； 2．YJ28A—PIOR型静态数字电阻应变仪；
《材料力学》试验
一、拉伸试验 二、压缩试验 三、纯弯曲试验
四、组合变形试验
拉 伸 试 验
材料力学实验-扭转
2 sin cos sin 2
(cos 2 sin 2 ) cos 2
当 45 时， 45
max ；当 135 时， 135 max 。
图 1 各种材料抵抗剪切的能力不同，因此不同材料的扭转破坏方式也不相同。低碳钢圆试件扭转到破坏时，因已 超过屈服阶段，如作为理想塑性考虑（图 2） ，横截面上的剪应力的分布趋于均匀如图 3 所示。假设应力均达到 了破坏应力（强度极限） ，则这时截面上应力 max 与破坏时扭矩 M n max 的关系为
姓名：
学号：
日期：
扭矩 M(N·m) 45.12007
二. 铸铁扭转 1.铸铁直径 d 测量 第一次测量 上部 中部 下部 【实验结果】 附后。 10.00mm 9.98mm 10.00mm
扭角ψ (°) 68.45324
相对扭角ψ 0(°) 57.72748
第二次测量 10.00mm 9.98mm 10.00mm
max 式得剪切强度极限为
max
M n max Wn
。
【实验步骤】 一. 低碳钢扭转 ① 测量试件的直径,在两个相互垂直的方向上各测一次,分上中下三个部分测量,取其平均最小值. ② 将试件固定于定位环,测量固定圆盘两端长度. ③ 启动扭转试验机并预热后,将试件一端固定于机器,按"对正"按钮使两夹头对正后,推动移动支座使试件 头部进入钳口间. ④ 将扭角测量装置放在卡盘上. ⑤ 选择试验方案为"低碳钢室温扭转试验方法(φ 10)",设定参数后将所有数据清零. ⑥ 按"运行"键,开始实验. ⑦ 试验结束,点击"生成报告"后打印. ⑧ 卸除试样,整理仪器,关闭电源. 二. 铸铁扭转 ① 测量试件的直径,在两个相互垂直的方向上各测一次,分上中下三个部分测量,取其平均最小值. ② 启动扭转试验机并预热后,将试件一端固定于机器,按"对正"按钮使两夹头对正后,推动移动支座使试件 头部进入钳口间. ② 选择试验方案为"铸铁室温扭转试验方法(φ 10)",设定参数后将所有数据清零. ③ 按"运行"键,开始实验. ④ 试验结束,点击"生成报告"后打印. ⑥ 卸除试样,整理仪器,关闭电源.
材料力学实验试题
1、应按小数点后保留三位小数进行，这样有利于提高试验精度，但L0应保留至整数。
2、
1、不理解实验数据应反映试验精度，及如何反映试验精度。
2、在正确使用测量仪器的前提下，试验精度是由测试设备本身的精度决定的，记录数据位数的不同会导致不能正确反映试验的精度，但不会因此而提高试验精度。，
材料力学实验试题
一、拉伸实验预习报告问题
问题序号
提出的问题
考核点
错误（勉强）的回答
错误的原因既反映的问题
正确的解释
1
在测量试件直径时每测点需垂直测量两次，其目的在于减小何种误差？
问题的焦点在于减小何种误差？
1、两次测量平均可减小误差。
1、简单的两次测量的平均效应，不足以达到减小误差的目的。
2、对问题的实质不求甚解，简单笼统地回答问题，实质上是对问题的不理解，不假思索地应付。
明确颈缩部分延长不均匀性对延伸率的影响。
1、长试件的极限承载力低。
1、长试件或短试件是评价材料伸长率的两种标准，试件的长短不会影响到其强度指标，但由于试件在断口附近变形的不均匀性，同样材料长试件的δ会小于其短时间的δ。
9
在进行测试结果分析时，你认为对计算结果按有效数字的位数进行保留还是按小数点后保留几位小数进行？
3
画出在单向压应力状态下单元体应力状态，并给出不同角度应力的计算公式（需有推导步骤），计算直径为12mm圆柱体铸铁试件在压力为20kN时最大切应力及其方向。
1、学会单元体应力分析。
2、能根据破坏的特点准确找到破坏应力。
3、剪应力的方向性。
1、单元体应力状态不全，只给出单一角度。
2、按整体截面法进行分析。
1、不明白工程上许用应力与试验极限承载力的准确定义及相互关系。
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自行车的轮胎
没安装的自行车轮胎和装 上自行车上的轮胎，可以用卷尺 测量轮胎未安装前的直径和安装 后轮胎的直径，两直径之间的高 度差就是自行车轮胎的形变量。
不锈钢夹子
不锈钢夹子会在手施加的作用力下 发生弹性形变，可以借助量角器和尺子 测量夹子之间的夹角和两前端之间的距 离，测量出来角度的差和两前端之间的 距离就是这个夹子的形变量。
为啥？因为它好用啊，结构简单， 节约资源，充分利用空间，还可以保 持美观。但是它也有它的缺点，还是 要结合实际来使用它的。
在实验室中，我们可以用机 械测量方法和电子应变测量方 法来测量试件的变形，比如钢 尺、游标卡尺或者我们最近做 实验会用到的静态电阻应变仪 等来直接测量出形变。
其实在生活中，没有这么 精密的仪器，我们也是可以测 量出身边物体的形变的。
被开水烫过的矿泉水瓶
往矿泉水瓶里倒开水，矿泉 水瓶变瘪发生塑性形变，可以往 变瘪的瓶子里加满水来测其容量， 与没变形前瓶子里水的容量做对 比，水的变化量就是矿泉水瓶的 变形量。
一根橡皮筋的形变ห้องสมุดไป่ตู้
横向拉扯橡皮筋后松开，橡皮筋发 生弹性形变后又恢复原样，可以借助尺 子来测出橡皮筋的变形。
先用尺子测量变形前橡皮筋的直径 长度，再量出变形后的橡皮筋内径的长 度，前后内径长度的差就是橡皮筋的变 形量。
2.叫不上来名字的架子，但在农村里很常见，用来搭丝瓜藤的。。。
一端插土里的，另 一端是伸出来的
3.炮
一端为固定端，另一 端悬空，不用说是悬臂结 构。这么一想，坦克的炮 筒也是悬臂结构了。
上海某蜡像馆里的大炮
4.烫衣板
小时候在外婆家见过， 连在衣柜上的。下端为铰接， 要用的时候可以翻下来的。
生活中其实有很多悬臂结构，只不过我们都没有用 心去想。只要你稍稍留心一些，你就会发现超市的货架、 高铁上的行李架、叉车的叉子等等都是悬臂结构。
悬臂梁：一端是固定支座，另一端为自由端
生活中随处可见的悬臂结构有我们现在在教室所用的桌子和椅子、台灯、阳台、雨棚、路灯······
如果说那些悬臂结构你已经见的多了，那不如来看看这些吧。
1.栈道
底下的混凝土柱子
是悬臂结构，靠山的一
侧固定在这山上是，水另泥一的端
悬空
新 昌 十 九 峰
这是玻璃的之中 的 栈 道
我们生活中到处存在变形，不管是弹性形变还是塑性形 变，我们都可以随处可见，只不过有些形变我们需要借助一 些工具直接可以测量，有些需要经过一些转换，或者借助一 些公式可以直接计算出。不同的运动导致不同的形变，甚至 也可以说，世界是由物质组成的，我们周围的一切生物都在 发生形变，只是大多比较微小难以察觉。