哈尔滨工程大学《材料力学实验》答案版
材料力学实验报告参考答案(标准版)
目录一、拉伸实验二、压缩实验三、拉压弹性模量E测定实验四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验五、扭转破坏实验六、纯弯曲梁正应力实验七、弯扭组合变形时的主应力测定实验八、压杆稳定实验一、拉伸实验报告标准答案实验目的：见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理：例:(一)低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d=10.14mm 最小直径d= 5.70mm 截面面积A=80.71mm 2截面面积A 1=25.50mm 2计算长度L=100mm计算长度L 1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力σs =P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限σb =P b /A __411.3___MP a塑性指标:1L -L100%Lδ=⨯=伸长率33.24%1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率68.40%低碳钢拉伸图:（二）铸铁试件试验前试验后最小平均直径d=10.16mm最小直径d=10.15mm截面面积A=81.03mm2截面面积A1=80.91mm2计算长度L=100mm计算长度L1≈100mm 试验前草图试验后草图强度指标:最大载荷Pb=__14.4___KN强度极限σb =Pb/A=_177.7__M Pa问题讨论：1、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).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。
材料力学实验报告答案
材料⼒学实验报告答案材料⼒学实验报告答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】材料⼒学实验报告评分标准拉伸实验报告⼀、实验⽬的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。
4. ⽐较低碳钢与铸铁的⼒学特性。
⼆、实验设备（1分）机器型号名称电⼦万能试验机测量尺⼨的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据（2分）四、实验结果处理（4分）0A P s s =σ＝300MPa 左右 0A P b b =σ＝420MPa 左右％100001?-=L L L δ＝20～30％左右％＝100010?-A A A ψ＝60～75％左右五、回答下列问题（2分，每题分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试⽐较低碳钢和铸铁拉伸时的⼒学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，⽽铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同⽽长短不同的试件，其延伸率是否相同为什么相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺⼨⽆关。
压缩实验报告⼀、实验⽬的（1分）1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。
机器型号名称电⼦万能试验机（分）测量尺⼨的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分）A P bb =σ =740MPa 左右五、回答下列思考题（3分）1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫当试件的两端稍有不平⾏时，利⽤试验机上的球形承垫⾃动调节，可保证压⼒通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺⼨有何要求为什么试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产⽣很⼤的摩擦⼒，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度⽐实际偏⾼。
哈工大材料力学试卷及答案
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分） ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。
4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。
5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。
6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ；――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。
２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。
3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。
⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力；4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。
⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案材料力学实验报告思考题答案引言：材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏行为的学科。
通过实验，我们可以了解材料的力学性质和材料的强度等参数。
在进行材料力学实验时，通常会有一些思考题需要回答。
本文将针对一些常见的材料力学实验报告思考题进行回答，并探讨其中的原理和应用。
1. 弹簧的弹性系数与长度的关系弹簧是一种常见的弹性元件，它的弹性系数与其长度有关。
实验中，我们可以通过改变弹簧的长度，测量其受力和变形，从而得到弹簧的弹性系数。
根据胡克定律，弹簧的弹性系数与其长度成正比。
这是因为弹簧的弹性系数是由材料的刚度决定的，而材料的刚度与其长度有关。
2. 材料的屈服点和断裂点在材料力学实验中，我们经常会测量材料的屈服点和断裂点。
屈服点是指材料开始发生可见塑性变形的点，而断裂点是指材料发生断裂的点。
这两个参数对于材料的工程应用非常重要。
屈服点的测量通常使用拉伸试验。
在拉伸试验中，我们通过施加外力使材料发生拉伸变形，同时记录应力和应变的变化。
当材料开始发生可见塑性变形时，即为材料的屈服点。
屈服点的测量可以用来评估材料的可塑性和抗变形能力。
断裂点的测量通常使用断裂试验。
在断裂试验中，我们通过施加外力使材料发生断裂，同时记录应力和应变的变化。
当材料发生断裂时，即为材料的断裂点。
断裂点的测量可以用来评估材料的强度和抗拉伸能力。
3. 材料的硬度和强度硬度和强度是材料力学中常用的参数，用于评估材料的抗压能力和抗变形能力。
硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。
在实验中，我们可以通过压入硬度计或者使用洛氏硬度计等方法来测量材料的硬度。
硬度的测量可以用来评估材料的耐磨性和耐刮擦性能。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
在实验中，我们可以通过拉伸试验、压缩试验或者弯曲试验等方法来测量材料的强度。
强度的测量可以用来评估材料的耐久性和抗拉伸能力。
4. 材料的断裂模式材料在受力过程中，会出现不同的断裂模式。
常见的断裂模式包括拉伸断裂、剪切断裂和压缩断裂等。
哈工大材料力学实验报告
哈工大材料力学实验报告哈工大材料力学实验报告引言哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）是中国著名的工科大学之一，其材料力学实验是该校材料科学与工程专业的重要课程之一。
本文将对哈工大材料力学实验进行报告，介绍实验的目的、方法、结果和分析。
实验目的材料力学实验旨在通过实际操作和数据分析，加深学生对材料力学理论的理解，并培养学生的实验操作技能和数据处理能力。
通过该实验，学生可以了解不同材料的力学性能，如强度、韧性、硬度等，并掌握常见的力学测试方法和设备。
实验方法本次实验选取了常见的金属材料和聚合物材料，分别进行了拉伸试验和冲击试验。
拉伸试验通过引伸计测量材料在受力过程中的变形，从而得到材料的应力-应变曲线。
冲击试验则通过冲击试验机测量材料在受冲击载荷下的断裂韧性。
实验过程中，我们严格按照实验操作规程进行操作，确保实验的准确性和可靠性。
实验结果与分析拉伸试验结果显示，金属材料在受力过程中呈现出明显的弹性阶段和塑性阶段。
弹性阶段中，材料的应力与应变成正比，符合胡克定律。
塑性阶段中，材料开始发生塑性变形，应力逐渐增大，而应变增大的速度逐渐减小。
最终，材料发生断裂。
通过绘制应力-应变曲线，我们可以得到材料的屈服强度、断裂强度等重要参数。
冲击试验结果显示，聚合物材料在受冲击载荷下表现出较好的韧性。
冲击试验机通过测量材料的断裂能量来评估材料的韧性。
结果显示，聚合物材料的断裂能量较大，说明其在受冲击载荷下能够吸收较多的能量，具有较好的抗冲击性能。
实验结论通过本次实验，我们对材料力学的基本概念和测试方法有了更深入的了解。
拉伸试验和冲击试验结果表明，金属材料具有较高的强度和硬度，而聚合物材料具有较好的韧性和抗冲击性能。
这些结果对于材料的选择和设计具有重要的参考价值。
进一步讨论除了本次实验所涉及的拉伸试验和冲击试验，材料力学还包括很多其他的测试方法和实验技术。
例如，硬度测试可以用来评估材料的硬度和耐磨性。
疲劳试验可以用来评估材料在循环载荷下的寿命和稳定性。
哈尔滨工程大学材料力学A试卷答案
fE =
1 ∂M ( x) M ( x) dx = 0 ∫ EI ∂M
将各内力代入后可得： yc =
fE =
2a 1 ⎡ a M dx + ∫ [ M − P( x − a)]dx ⎤ ⎥ a ⎣ ⎦ EI ⎢ ∫0 1 = 2 Ma − Pa 2 = 0 2
1 Pa 4 3 由平衡方程，RA=P， M A = Pa 。由对称性知A与B处的反力相等， 4 3 即 M B = M A = Pa ，且有RB=RA=P。 4
2 M 2 + 0.75M n / W = 16 23 Pa / π d 3 。
相当应力：σ xd 4 =
d ， BC 杆柔度 λ = 100 > λ ，故采用欧拉公 BC P 4 Plj 2 = 52.8kN 式计算： P = π EI = 158.5kN ， [ PBC ] = lj 2 nW (µl )
姓名：
评卷人
解： 1）因为 I z = （
I I 1 3 πd4 bh3 π d 4 ) h ，所以 Wz = z = z = ( − bh − 6 32 12 64 ymax h 2
2
一、简答题（每题 5 分，共 40 分）
1. 图示变截面杆，两部分的横截面面积分别为 A 和 2A ，杆的长度和受力如 图，杆材的弹性模量为 E 。①画轴力图；②确定杆件的最大拉、压应力； ③确定杆的总伸长。 解： 1）轴力图如图所示； （ （2）最大拉、压应力 2P P + σ max = ⋅2A = A ， P − σ max = − A ； （3）1m ，壁厚 t = 1cm ，今由电阻应变片测得表面轴向应变
ε = 1.5 ×10−4 ，并已知材料常数 E = 200GPa ， µ = 0.3 ，试确定内压 p 。
材料力学实验报告答案
材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm三、实验数据（2分）实验材料试件规格实验前实验后屈服载荷sP)(N最大载荷bP)(N 截面尺寸d(mm)截面面积A(mm2)计算长度L(mm)断口截面尺寸（mm）截面面积1A(mm2)断后长度1L 测量部位沿两正交方向测得的数值各部位的平均值d最小平均值沿两正交方向测得的数值平均值1d低碳钢上110mm左右1 24左右24KN左右33KN左右2中122下 12铸铁上115KN左右2中12下12四、实验结果处理（4分）APss=σ＝300MPa 左右APbb=σ＝420MPa 左右％1001⨯-=LLLδ＝20～30％左右％＝10010⨯-AAAψ＝60～75％左右五、回答下列问题（2分，每题分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。
压缩实验报告一、实验目的（1分）1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。
二、实验设备 （1分）机器型号名称电子万能试验机 （分）测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm （分）三、实验数据（1分）试件材料试件规格d h /试 件 尺 寸屈服载荷)(N P s最大载荷)(N P b直 径)(mm d截面面积)(20mm A沿两正交方向测得数据平均值低 碳 钢12 铸 铁20/15 115130000 左右2四、实验结果处理 （2分）A P bb =σ =740MPa 左右五、回答下列思考题（3分）1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案在材料力学实验中，我们通过对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能进行测试，从而了解材料的力学性能和力学行为。
在实验过程中，我们遇到了一些思考题，下面我将对这些思考题进行回答。
1. 为什么在拉伸试验中，材料会出现颈缩？颈缩是材料在拉伸过程中出现的一种现象，它是由于材料在拉伸过程中受到局部应力过大而发生的。
当材料受到拉伸力时，材料内部会出现应力集中的现象，导致局部应力过大，从而引起颈缩。
在颈缩过程中，材料的截面积会逐渐减小，从而导致材料的抗拉强度降低。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现冷加工硬化现象？冷加工硬化是金属材料在拉伸过程中出现的一种现象，它是由于材料在冷加工过程中发生了位错密集和滑移运动，从而导致材料的晶粒变形和变形结构的改变。
在拉伸过程中，冷加工硬化会使材料的抗拉强度和屈服强度增加，但同时也会使材料的塑性变形能力降低。
3. 在压缩试验中，为什么材料的抗压强度大于抗拉强度？在压缩试验中，材料的抗压强度通常会大于抗拉强度，这是由于在压缩过程中，材料受到的应力是沿着材料的纵向方向作用的，而在拉伸过程中，材料受到的应力是沿着材料的横向方向作用的。
由于材料在纵向方向上的结构强度通常会大于横向方向上的结构强度，因此导致了材料的抗压强度大于抗拉强度。
4. 在弯曲试验中，为什么材料的弯曲变形会出现弯曲曲线？在弯曲试验中，当材料受到弯曲力作用时，材料会发生弯曲变形，从而导致弯曲曲线的出现。
弯曲曲线是由于材料在弯曲过程中受到不均匀的应力分布，从而导致材料的上表面和下表面出现了不同程度的变形，最终形成了弯曲曲线。
通过对以上思考题的回答，我们对材料力学实验中的一些现象和现象背后的原理有了更深入的了解。
在今后的实验和学习中，我们应该继续加强对材料力学的理解，不断提高自己的实验能力和分析能力，从而更好地应用和发展材料力学的理论和实践。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案在材料力学实验中，我们通过对材料的力学性能进行测试和分析，来了解材料的力学特性和性能表现。
在实验过程中，我们遇到了一些问题和思考题，下面就这些问题进行一一解答。
1. 为什么要进行拉伸试验和压缩试验？拉伸试验和压缩试验是材料力学实验中常用的两种试验方法，通过这两种试验可以得到材料在不同受力状态下的性能参数，比如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
拉伸试验可以得到材料在拉伸状态下的性能参数，而压缩试验则可以得到材料在压缩状态下的性能参数。
这两种试验可以全面了解材料的力学性能，为材料的选用和设计提供依据。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象？在金属材料的拉伸试验中，当应变逐渐增大时，材料会出现颈缩现象，即试样的横截面积逐渐减小，最终导致试样断裂。
这是因为在拉伸过程中，材料会发生塑性变形，而塑性变形的发生是由于晶格滑移和再结晶等原因导致的。
当应变达到一定程度时，晶粒开始发生滑移，形成了颈缩现象。
3. 为什么金属材料的屈服强度比抗拉强度要低？金属材料的屈服强度比抗拉强度要低的原因主要有两个方面。
首先，屈服强度是材料在发生塑性变形时的抗力，而抗拉强度是材料在拉伸过程中的最大抗力。
在材料发生塑性变形时，晶粒开始发生滑移，而在达到最大抗力之后，晶粒开始断裂，这时材料的抗拉强度达到最大值。
其次，材料的屈服强度受到材料内部缺陷和应力集中等因素的影响，因此通常情况下屈服强度要低于抗拉强度。
4. 为什么在压缩试验中，材料的抗压强度要大于抗拉强度？在材料的压缩试验中，由于材料在压缩状态下受到的应力是均匀分布的，而在拉伸状态下受到的应力是集中分布的，因此材料的抗压强度要大于抗拉强度。
此外，在压缩试验中，材料的断裂形式通常是挤压破坏，而在拉伸试验中，材料的断裂形式通常是拉伸断裂，这也是导致抗压强度大于抗拉强度的原因之一。
通过对这些问题的思考和分析，我们可以更深入地了解材料力学实验中的一些重要概念和原理，为我们的实验工作提供更多的指导和帮助。
材料力学实验报告标准答案
材料⼒学实验报告标准答案⽬录⼀、拉伸实验 (2)⼆、压缩实验 (4)三、拉压弹性模量E测定实验 (6)四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8)五、扭转破坏实验 (10)六、纯弯曲梁正应⼒实验 (12)七、弯扭组合变形时的主应⼒测定实验 (15)⼋、压杆稳定实验 (18)⼀、拉伸实验报告标准答案实验结果及数据处理：例:(⼀)低碳钢试件强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应⼒ζs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限ζb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标:1L -L 100%L δ=?=伸长率 33.24 % 1100%A A Aψ-=?=⾯积收缩率 68.40 %低碳钢拉伸图:（⼆）铸铁试件强度指标:最⼤载荷P b =__14.4___ KN强度极限ζb = P b / A = _177.7__ M P a问题讨论：1、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).2、分析⽐较两种材料在拉伸时的⼒学性能及断⼝特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率⼩表现为脆性,低碳钢延伸率⼤表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁⽆.低碳钢断⼝为直径缩⼩的杯锥状,且有450的剪切唇，断⼝组织为暗灰⾊纤维状组织。
铸铁断⼝为横断⾯，为闪光的结晶状组织。
.⼆、压缩实验报告标准答案实验数据记录及处理：例：(⼀)试验记录及计算结果问题讨论：1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答：铸铁试件压缩破坏，其断⼝与轴线成45°~50°夹⾓，在断⼝位置剪应⼒已达到其抵抗的最⼤极限值，抗剪先于抗压达到极限，因⽽发⽣斜⾯剪切破坏。
材料力学试验报告答案解析
材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（c s、a b）和塑性指标（3、iPb2. 测定铸铁的强度极限a b。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P-A L曲线）。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 、实验数据（2分）2铸铁上11 52中12下12四、实验结果处理 （4分）五、回答下列问题（2分，每题0.5分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。
略3、 试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没 有明显的这四个阶段。
4、 材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？ 相同 延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。
A oL l—100%L oA A A o100% =300MPa 左右=420MPa 左右=20〜30%左右=60〜75 %左右2、画出拉伸曲线图。
压缩实验报告一、实验目的（1分）1. 测定压缩时铸铁的强度极限b b。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机（0.5分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm （0.5分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分）A =740MPa左右五、回答下列思考题（3 分）1. 画出（两种材料）实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺寸有何要求？为什么？h o d o试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度比实际偏高。
试件越短，影响越明显。
哈工大材料力学上机大作业标准答案
材料力学上机大作业题目名称：应力状态分析班号： 1033002学号： 1103300233姓名：杜科材学院：土木工程学院完成时间： 2011.12.2使用软件：Visual Basic应力状态分析一、问题的提出该程序可以解决的问题：①平面应力状态，已知σx，σy，τxy和角度的情况下计算不同任意截面的应力分量，还可以计算平面应力状态主应力的大小和方向并能画出应力圆；②空间应力状态，已知σx，σy，σz，τxy等的情况下计算主应力和最大切应力。
二、数学模型1、平面应力状态任一斜截面上既有正应力又有切应力，公式为：2、平面应力状态主应力大小及方向１、公式主应力计算公式主平面方位计算公式3、最大切应力：最大切应力发生在与主平面夹45度角的平面方位。
其公式4、应力圆应力圆原理：圆心：半径：5、三向应力状态三向应力计算公式：特征方程：三个不变量1x y zI σσσ=++222222x y x y xy αασσσσσττ+-⎛⎫⎛⎫-+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2x y a σσ+=R =三、程序流程图㈠ 平面应力计算 打开界面选择平面应力计算 出现数据输入对话框 输入σx ，σy ，τxy 和角度 点击计算 可计算出任意截面的应力分量以及三个主应力和最大切应力 记录数据点击清除可进行重复计算㈡ 空间应力状态计算打开界面选择空间应力状态计算 出现数据输入对话框输入σx ，σy ，σz ，τxy ，τyz ，τxz 点击计算 得出结果可计算出三个主应力及最大切应力 记录数据点击清除可以重复计算四、程序说明本程序分为平面应力状态与空间应力状态,点击相应主菜单进行相应的计算。
平面应力状态：本程序能进行多次重复输入与计算根据提示输入数据进行计算输入X ，Y ，XY 方向上的应力值及X'转动的角度值，点击"计算"按扭，进行数值计算。
可画出与数据相对应的应力圆空间应力状态:本程序能进行多次重复输入与计算2x yx y zy z xz xy y yz z zx x I στστσττστστσ=++3x yx zx xy y zy xz yz zI στττστττσ=根据提示输入数据进行计算输入X，Y，Z，XY，YZ，ZY方向上的应力值，点击"计算"按扭，可以计算出三个主应力及最大切应力。
材料力学实验报告答案
材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。
2. 测定铸铁的强度极限σb。
3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。
4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。
二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm三、实验数据（2分）2铸铁上115KN左右2中12下12四、实验结果处理（4分）APss=σ＝300MPa 左右APbb=σ＝420MPa 左右％1001⨯-=LLLδ＝20～30％左右％＝10010⨯-AAAψ＝60～75％左右五、回答下列问题（2分，每题0.5分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。
略2、画出拉伸曲线图。
3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。
低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。
4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。
压缩实验报告一、实验目的（1分）1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。
2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。
二、实验设备 （1分）机器型号名称电子万能试验机 （0.5分）测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm （0.5分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理 （2分）A P bb =σ =740MPa 左右五、回答下列思考题（3分）1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。
略2. 绘出两种材料的压缩曲线。
略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。
4. 对压缩试件的尺寸有何要求？为什么？310≤≤d h 试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度比实际偏高。
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2008年《材料力学实验》基础知识考查范围1．目前材料力学实验实用最多，最有效的方法是什么？P105 应变计电测技术2．金属材料按照其构成和力学行为的不同可以分为哪两类？P13 以低碳钢为代表的塑性材料和以灰口铸铁为代表的脆性材料3．写出计算延伸率和截面收缩率的公式。
P16 δ=l1−l0l0*100%;ψ=A0−A1A0*100%4．举出工程实际中用于承受载荷的结构或构筑物实例(至少3例)。
桥梁柱子承受压力、桁架结构为二力杆、吊车臂5．在拉伸试验中,可由屈服载荷与试件拉断后截面之比得到屈服极限吗？不可以，因为试件屈服时的截面与拉断后并不相等6．在测量材料弹性模量E的试验中采用的是等量加载法吗？是7．写出泊松比计算公式。
μ=|ε横ε轴|8．测G实验可以验证什么定律？剪切胡克定律9．构件的承载能力一般包括什么？拉、压、弯、剪、扭10．说出采用机测法的试验项目名称。
（至少3个）拉伸实验、压缩实验、剪切实验、（扭转实验）11．说出可用万能材料试验机完成的实验项目。
（至少3例）拉伸实验、压缩实验、剪切实验、用电测法测定低碳钢的弹性模量E和泊松比μ12．低碳钢拉伸过程中包括几个阶段？①弹性阶段②屈服阶段③应变强化阶段④局部变形阶段13．在机测法中，试件一般采用什么截面？圆形截面14．游标卡尺的精度是多少？请说出采用卡尺进行测量的试验名称。
（至少3个）0.02、0.05、0.1拉伸实验、压缩实验、圆轴扭转15．在拉伸实验中，需要测量铸铁的延伸率吗？不需要（脆性材料）16．试验机WDW3100中的“W”含义是什么？微控电子万能试验机17．压缩试件为什么比拉伸试件设计的短？试件过长压缩时容易失稳18．说出在拉伸实验中测量试件直径的方法。
在标距上中下三个位置测三个截面，每个截面测相互垂直的两个直径求其平均值作为该截面的直径，然后取三个截面中直径最小的作为试件直径19．万能试验机按照加载和测力方式不同可以分为哪几种？液压式、机械式、电子式20．低碳钢和铸铁在拉伸时破坏面各沿什么方向？并简单说明引起破坏的原因。
P16低碳钢：与轴线成45 º方向斜锥面断口。
先由弹塑性裂纹成核和扩展形成断口，最终在剪应力作用下断裂P20 铸铁：垂直于轴线方向。
内部存在杂质和缺陷，阻碍晶格滑移，在拉应力作用下，裂纹失稳扩展，最终在拉应力作用下断裂21．铸铁在压缩时破坏面沿什么方向？并简单说明引起破坏的原因。
P24 与轴线成45°方向上。
材料的断裂是由最大剪应力引起的剪切断裂22．低碳钢和铸铁在扭转时破坏面沿什么方向？并简单说明引起破坏的原因。
P33 低碳钢：基本沿横截面方向。
首先在剪应力最大的横截面内发生滑移，之后由于位错塞积，位错密度增大，从而在最大剪应力作用的晶面方向形成微裂纹并逐渐汇集形成宏观裂纹，最终裂纹失稳扩展形成断口铸铁：试件内最大拉应力和最大剪应力相等，若各个方向有相同尺寸的裂纹缺陷，则最大拉应力方向先失稳扩展，最终形成断口23．低碳钢在压缩过程中是被越压越扁吗？是的24．在电测法中用来测量应变的仪器叫什么？电阻应变计25．多轴应变计又叫什么？并说出常用的多轴应变计有哪些角度？P108应变花二轴直角、三轴直角、三轴等角、三周26．写出低碳钢屈服极限的计算公式？强度极限的计算公式？σs=P sA σb= P bA27．写出低碳钢扭转剪切屈服极限的计算公式？τs= 3M n s4W p 其中W p= πd031628．说出低碳钢试件在扭转时上表面任意一点所处的应力状态。
纯剪切应力状态29．机械式万能试验机可以用手摇加载吗？可以30．环氧树脂可以用做光弹性材料吗？可以31．什么是等差线？P130主应力差相等的点的轨迹32．什么是等倾线？P130主应力方向与偏振轴方向一致的点在投影屏幕上构成的黑线33．梁的弯曲正应力测定试验中采用的加载装置叫做数字电子式测力仪吗？是34．说出采用等量加载法的试验名称。
（至少3个）G的测定、E和μ的测定、梁在纯弯曲时正应力的测定35．延伸率和截面收缩率是材料的弹性指标还是塑性指标？塑性指标36．说出应变计电测技术的主要优点。
（至少3个）①应变计尺寸小，重量轻，一般不影响试件的工作状态和应力状态②测量灵敏度、精度高③测量应变的范围广④频率响应好⑤通用性好37．按照敏感栅的制造方法，金属电阻应变计可分为哪两类？金属丝式应变计和金属箔式应变计38．按照敏感栅的结构形式，金属电阻应变计可分为哪两类？单轴应变计和应变花39．在电测法中，什么是温度补偿原理？P118-P11940．画出半桥测量的桥路图，并指出工作片和补偿片？P118、P12041．低碳钢在压缩过程中存在颈缩现象吗？不存在42．说出采用电测法的试验项目名称(至少3个)。
E和μ的测定、梁在纯弯曲时正应力的测定、用应变花测悬臂铝管的应力状态43．说出低碳钢拉伸屈服阶段应力和应变的变化特点。
P1444．在测G试验中，百分表的每一小格是0.02mm吗？不是45．测量弹性模量和泊松比的试验验证的是什么定律？比例极限内，验证胡克定律ζ= Eε46．写出纯弯曲梁截面的正应力计算公式。
I z47．梁在纯弯曲时，在中性层处沿45o方向贴应变片，能否测出该点剪应力？为什么？48．悬臂铝管弯扭组合试验中采用的应变花是直角应变花吗？是49．能否用一片应变片测出圆轴扭转时的外力偶矩？请说出理由。
不清楚50．在光弹性演示实验中，可以看到等倾线吗？可以51．什么叫双折射？当光波射到某些特殊的晶体时将分成两束折射光，这种现象称为双折射52．低碳钢是塑性材料还是脆性材料？塑性材料53．在拉伸试验中，如何区分低碳钢和铸铁试件？低碳钢试件有金属光泽，敲击时声音清脆，断口呈杯状，铸铁断口呈解理裂纹54．在压缩试验中，铸铁是沿与轴线成45o截面破坏吗？是55．材料的基本变形形式有哪几种？拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转56．电子万能试验机的限位有什么作用？防止移动横梁超过上下极限位置造成机械事故或使移动横梁可以停在设定位置上57．画出低碳钢拉伸过程的应力-应变曲线。
58．低碳钢拉伸时测得的屈服极限是上屈服极限还是下屈服极限？为什么？下屈服极限59．说出梁纯弯曲正应力的测定试验所采用的仪器设备名称。
纯弯曲梁实验装置、TS3865动/静态电阻应变仪、数字式电子测力计60．扭转试验时可以读出试件扭转角的大小吗？P27可以61．说出采用电子万能试验机完成的试验项目名称。
（至少3个）拉伸、压缩、E和μ的测定62．圆形截面的试件，若其直径为d，写出其极惯性矩的表达式。
p3263．在采用半桥测量的桥路中，温度补偿片和工作片的位置可以相互调换吗？不可以，参看P112电桥的输出电压64．试件的尺寸和形状对测定弹性模量有影响吗？理论上应该没有65．在纯弯曲应力测定试验中，在梁的上或下表面沿横向贴应变片，其用意何在？测定横向应变以求μ值来证明梁弯曲时接近单向应力状态，即梁的纵向纤维间无挤压假设成立66．画出纯弯曲矩形梁截面的正应力分布示意图。
67．说出丝绕式应变片的构造。
将一条很细的具有高电阻率的金属丝绕成栅形，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线68．电阻应变仪在使用之前需要预调平衡吗？请简单说明。
需要。
对直流电桥只需考虑电阻平衡；对于交流电桥，由于存在连接导线和应变计等分布电容的影响，还必须进行电容平衡的调整69．电子万能试验机(WDW3100)可以做扭转试验吗？不能70．写出铸铁扭转时剪切强度极限的计算公式？τb= M n sW p 其中W p= πd31671．一份完整试验报告应包括哪几部分？预习报告（实验题目、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及主要步骤、实验数据记录表格），实验报告（实验题目、实验目的、实验仪器、实验原理、实验数据处理、总结及应用）72．测G试验采用的是逐级等量加载吗？是73．什么叫冷作硬化？应力超过屈服极限后卸载，再次加载，材料的屈服极限提高，而塑性降低的现象。
74．名义屈服应力是塑性材料的强度指标还是脆性材料的强度指标？塑性材料75．写出拉伸时低碳钢屈服极限的计算公式。
σs= P sA76．若材料A的强度极限大于材料B的强度极限，则用A、B做成相同的试件，哪种材料塑性性能要好一些？根据P15解释，材料强度高时塑性差，故B好77．若材料A的弹性模量大于材料B的弹性模量，则用A、B做成相同的试件，哪种材料刚度高一些？E A>E B由ε= σE知E大时刚度好，故A好78．可以用电测法测量材料的内部应变吗？好像不可以，无法保证将应变片贴在材料内部又不改变材料的性能79．在应变计电测技术中，什么叫电桥平衡？电桥输出电压为零80．在光弹性演示实验中，采用的光源是单色光吗？是，也可以用白光81．什么是全桥测量？P119电桥的四个桥臂上都接工作应变计82．请说出下列力学量的单位：弹性模量；屈服极限；应变。
E：GP σs:Pa με83．电子万能试验机的紧急制动按钮有什么作用？做试验时应该按下该按钮吗？紧急关闭试验机，以防止发生危险或损坏试验机。
不应该按下84．可以用电子万能试验机做矩形截面梁的纯弯曲试验吗？P144好像可以85．画出铸铁拉伸过程的应力-应变曲线。
86．光弹性演示试验中，什么是明场，什么是暗场？两偏振片偏振轴互相平行为亮场，互相垂直为暗场87．本学期机测法的试验中，测定的是哪两种金属材料的力学性能？低碳钢和铸铁88．工程实际中可以把铸铁材料作为抗压构件吗？P24可以σb压= （4~8）σb拉89．相同尺寸的铸铁和低碳钢试件，哪个扭转性能更好些？低碳钢90．在压缩试验中可以得到低碳钢的强度极限吗？为什么？不可以。
因为变形强化阶段后期，试件严重变形，但不会被压断，所以不能91．电测法中，电桥的基本特性是什么？P118两相邻桥臂电阻所感受的应变代数值相减，而两相对桥臂电阻所感受的应变代数值相加92．请说出应变片的粘贴步骤。
①检查、分选应变计②表面清理③粘贴应变计④黏结层的固化⑤粘贴质量检查⑥连接线的焊接与固定93．写出拉压胡克定律和剪切胡克定律。
ζ=Eεη=Gγ94．若圆形截面试件的直径为d，写出其抗扭截面模量的表达式。
W p= πd31695．在测G试验中百分表转过1周，测得的相对位移是0.5mm还是1.0mm？1.0mm96．在电测法中，温度补偿片为什么可以消除工作应变片的温度效应？P118因为二者粘贴部位温度始终相同，因此由温度引起的阻值改变相同，而二者又相邻，应变要做差，因而可以消除影响97．能否用一片应变计测定薄壁压力容器的内压？不清楚98．什么是半桥测量？P120电桥的两个桥臂AB和BC上均接工作应变计99．光弹性演示实验中，所用的试件是什么材料制成的？环氧树脂和聚碳酸酯100．谈谈你对《材料力学实验》课程的体会和建议。