轴向拉伸与压缩试验

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拉伸压缩实验报告

一、实验目的1. 了解材料力学中拉伸和压缩的基本原理及实验方法。

2. 通过实验观察材料的弹性、屈服、强化等力学行为。

3. 测定材料的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等力学性能指标。

4. 掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。

二、实验原理1. 拉伸实验：将试样放置在万能试验机的夹具中，缓慢施加轴向拉伸载荷，通过力传感器和位移传感器实时采集力与位移数据，绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

2. 压缩实验：将试样放置在万能试验机的夹具中，缓慢施加轴向压缩载荷，通过力传感器和位移传感器实时采集力与位移数据，绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

三、实验设备1. 电子万能试验机2. 力传感器3. 位移传感器4. 游标卡尺5. 计算机及数据采集软件四、实验材料1. 低碳钢拉伸试样2. 铸铁压缩试样五、实验步骤1. 拉伸实验：1. 将低碳钢拉伸试样安装在万能试验机的夹具中。

2. 设置试验参数，如拉伸速率、最大载荷等。

3. 启动试验机，缓慢施加轴向拉伸载荷，实时采集力与位移数据。

4. 绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

2. 压缩实验：1. 将铸铁压缩试样安装在万能试验机的夹具中。

2. 设置试验参数，如压缩速率、最大载荷等。

3. 启动试验机，缓慢施加轴向压缩载荷，实时采集力与位移数据。

4. 绘制F-Δl曲线，分析材料的力学性能。

六、实验结果与分析1. 低碳钢拉伸实验：1. 通过F-Δl曲线，确定材料的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等力学性能指标。

2. 分析材料在拉伸过程中的弹性、屈服、强化等力学行为。

2. 铸铁压缩实验：1. 通过F-Δl曲线，确定材料的强度极限等力学性能指标。

2. 分析材料在压缩过程中的破坏现象。

七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了拉伸和压缩实验的基本原理及实验方法。

2. 通过实验结果，我们了解了低碳钢和铸铁的力学性能。

3. 实验结果表明，低碳钢具有良好的弹性和塑性，而铸铁则具有较好的抗压性能。

材料力学之轴向拉伸和压缩

率作为弹性模量, 称为割线弹性模量。
铸铁经球化处理成为球墨铸铁后, 力学性能有显著变化, 不但有较高的强度, 还有较好的塑性性能。
国内不少工厂成功地用球墨铸铁代替钢材制造曲轴、齿轮等零件。
2.6.4 金属材料在压缩时的力学性能
低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限ss都与拉
伸时大致相同。屈服阶段以后, 试样越压越扁, 横截面面积不断增大, 试样抗压能力也继续增高, 因而得不到压缩时的强度极限。
冷作时效不仅与卸载后至加载的时间间隔有关, 而且与试样所处的温度有关。
2.6.3 其它金属材料在拉伸时的力学性能
工程上常用的塑性材料, 除低碳钢外, 还有中碳钢、高碳钢和合金钢、铝合金、青铜、黄铜等。
其中有些材料, 如Q345 钢, 和低碳钢一样, 有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
并用s0.2来表示, 称为名义屈
服应力。
铸铁拉伸时的力学性能
灰口铸铁拉伸时的应力—应变关系是一段微弯曲线, 没有明显的直线部分。
它在较小的拉应力下就被拉断, 没有屈服和缩颈现象, 拉断前的应变很小, 伸长率也很小。灰口铸铁是典型的脆性材料。
铸铁拉断时的最大应力即为其强度极限, 没有屈
比较图中的Oabcdef和d'def两条曲线, 可见在第二次加载时, 其比例极限(亦即弹性阶段)得到了提高, 但塑性变形和伸长率却有所降低。这种现象称为冷作硬化。冷作硬化现象经退火后又可消除。
工程上经常利用冷作硬化来提高材料的弹性阶段。如起重用的钢索和建筑用的钢筋, 常用冷拔工艺以提高强度。
在屈服阶段内的最高应力和最低应力分别称为上屈服极限和下屈服极限。

材料力学 -轴向拉伸和压缩

材料力学 - 轴向拉伸和压缩材料力学是研究材料性质和行为的学科，包括弹性、塑性、疲劳、断裂等方面。

在材料力学中，轴向拉伸和压缩是重要的力学测试方法。

轴向拉伸测试轴向拉伸测试是材料测试中最常用的测试方法之一。

该测试方法涉及将试验样品拉伸至破裂点，并测量在拉伸过程中的应力和应变。

在这种测试中，试验样品的截面积比长度更重要，因为应力是由试样的横截面积决定的。

实验过程首先，通过切割样品制备试样。

样品应该是长条状，尺寸应该足够大，能够容纳拉伸机的夹具和测量设备。

然后将样品置于拉伸机上，将试样夹具固定在机器的上部，并将另一个夹具固定在机器的下部。

然后将机器调整到适当的测试条件，比如设置测试速度、卸载条件等。

开始拉伸后，由于拉伸过程会导致不均匀应变，需要使用应变计进行应变测量。

最后，测试结果应该包括应力 - 应变曲线和破坏点。

结果解释轴向拉伸测试的结果由两种性质构成：杨氏模量和屈服强度。

杨氏模量衡量材料的弹性变形特性，而屈服强度则衡量材料开始塑性变形的能力。

在拉伸试验中，将出现线性区域，在该区域，样品的杨氏模量可由应力-应变曲线的斜率计算。

当样品的应变超过线性区域后，就会进入塑性区域，此时材料会表现出不可逆的形变特性。

轴向压缩测试轴向压缩测试是一种用于测量材料在压缩负载下的应变和应力的测试方法。

在这种测试中，材料试件放置在压力夹具之间，并受到垂直于试件轴向的载荷。

压缩测试与轴向拉伸测试非常相似，但它们的结果不同。

由于材料的差异，它们所能承受的压缩力和拉伸力也会存在一定的不同。

实验过程样品制备和夹具的选择与轴向拉伸测试类似，但是在拉伸试验机与压缩机之间存在差异。

进行轴向压缩测试时，需要将夹具安装在垂直于轴向的方向上，并将试件放置在夹具内。

与轴向拉伸测试相同，需要记录测试过程中的应变和应力变化。

结果解释与轴向拉伸测试一样，轴向压缩测试的结果也由杨氏模量和屈服强度构成。

杨氏模量是指在材料的弹性变形区域中，材料的应力与应变的比例系数。

轴向拉伸和压缩—轴向拉(压)杆的应力(建筑力学)

轴向拉伸与压缩
根据从杆件表面观察到的现象，从变形的可能性考虑，可推断：
轴向拉杆在受力变形时，横截面只沿杆轴线平行移动。由此可知：横截面上只有正应力σ。假如把杆想象成是由许多纵向纤维组成的话，则任意两个横截面之间所有纵向纤维的伸长量均相等，即两横截面间的变形是均匀的，所以拉（压）杆在横截面上各点处的正应力σ都相同。
500 500
0.72MPa
由结果可见，砖柱的最大工作应力在柱的下段，其值为 0.72MPa，是压应力。
轴向拉伸与压缩
第三节轴向拉（压）杆的应力
变形规律试验：
FP
FP
观察发现：当杆受到轴向拉力作用后，所有的纵向线都伸长了，而且伸长量都相等，并且仍然都与轴线平行；所有的横向线仍然保持与纵向线垂直，而且仍为直线，只是它们之间的相对距离增大了。
1
FN1 A1
28.3103
202
90MPa(拉应力)
4
2
FN 2 A2
20103 152
89MPa(压应力)
FP
FN
轴向拉伸与压缩
拉（压）杆横截面上任一点处正应力的计算公式为
FN
A
式中， A为拉（压）杆横截面的面积；FN为轴力。
当FN为拉力，则σ为拉应力，拉应力为正；当FN为压力，则σ为压应力，压应力为负。
通过上述分析知：轴心拉杆横截面上只有一分布的，所以拉杆横截面上正应力的计算公式为
各段横截面上应力为
AB段：
AB
FNAB A
15 103 2500
MPa
6MPa
（压应力）
BC段： BC
FNBC A
8 103 2500
MPa
3.2MPa

轴向拉伸与压缩2013-05资料

缩颈与断裂
• 卸载与冷作硬化（概念）
将试件拉伸变形超过弹性范围后任意点F，
逐渐卸载，在卸载过程中，应力、应变沿与
OA线平行的直线返回到O1点,即
FD
D ED
A B C A
E 当重新再对这有残余应变的试件加载，应力应变沿着卸载直线
0
O1
O1F上升，到点F后沿曲线FDE 直到断裂。不再出现流动阶段。
表示 0.2 。
低碳钢屈服阶段试件表面与轴线成450 方向出现的一系列迹线
3、强化阶段 CD
* 该阶段的变形绝大部分为塑性变形。
* 整个试件的横向尺寸明显缩小。
D点为曲线的最高点，对应的应力值—强度极限b b ：材料的最大抵抗能力。 b=Pb/A原
4、颈缩阶段（局部变形阶段）DE
在此阶段内试件的某一横截面发生明显的变形，至到试件断裂。
冷作硬化：在常温下，经过塑性变形后，
材料强度提高、塑性降低的现象。
材料的塑性（概念）
塑性材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力
延伸率
Dl0 l
100 00
l－试验段原长（标距） Dl0－试验段残余变形
断面收缩率
A A1 A
100 00
A －试验段横截面原面积 A1－断口的横截面面积
塑性与脆性材料
（A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失
效；
（B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着
材料失效；
（C）应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为
材料失效；
（D）应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味
着材料失效。
正确答案是（
C）
关于 0.2有如下四种论述，请判断哪一个是正确的：

材料力学第二章-轴向拉伸与压缩

FN 3 P
1
2
P
P
1
2
FN1
3 P
3
P FN2
PP FN3
FN 1 P FN 2 0 FN 3 P
1
2
4、作内力图
P
P
P
3 P
1 FN
P
2
3
P x
[例2] 图示杆旳A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、 4P、 P 旳力，方向如图，试画出杆旳轴力图。
OA PA
B PB
C PC
D PD
q
u 正应力旳正负号要求：
sx
sx sx
s
x
P
u 对变截面杆，当截面变化缓慢时，横截面上旳正应力也近似为均匀分布，可有：
s (x) FN (x)
A( x)
合力作用线必须与杆件轴线重叠；
圣维南原理
若用与外力系静力等效旳合力替代原力系，则这种替代对构件内应力与应变旳影响只限于原力系作用区域附近很小旳范围内。对于杆件，此范围相当于横向尺寸旳1～1.5倍。
h
解： 1） BD杆内力N
取AC为研究对象，受力分析如图
mA 0 , (FNsinq ) (hctgq) Px 0
FN
Px
hcosq
2） BD杆旳最大应力： s max FN max PL A hAcosq
突变规律： 1、从左边开始，向左旳力产生正旳轴力，轴力图向上突变。 2、从右边开始，向右旳力产生正旳轴力，轴力图向上突变。 3、突变旳数值等于集中力旳大小。
即：离端面不远处，应力分布就成为均匀旳。
§2–3 直杆轴向拉压时斜截面上旳应力
一、斜截面上旳内力
n

《建筑力学》第五章轴向拉伸和压缩研究报告

断裂时曲线最高点所对应的应力称为抗拉强度 b 。
材料压缩时的力学性质材料压缩试验的试样通常采用圆截面(金属材料)或方截面(混凝土、石料等非金属材料)的短柱体如图 5-19 所示．为避免压弯、试样的长度与直径 d 或截面边长 b 的比值一般规定为 1—3 倍。
图 5-19
图 5-20
（1）低碳钢的压缩试验
○ 2 断面收缩率
设试样试验段的原面积为 A，断裂后断口的最小横截面的面积为 A1 ，则比值
A A1 100%
A
（5-8）
称为断面收缩率。低碳钢 Q235 的断面收缩串为 60% 。
2、其他塑性材料拉伸时的性质如图 5-16 所示为几种塑性材料拉伸时的应力一应变因。它们的共同特点是断裂时均具有较大的塑性变形，不同的是有些金属材料没有明显的屈服阶段。对于不存在明显屈服阶段的塑性材料，工程规定其产生 0. 2％的塑性应变时所对应的应力作为屈
N2 3P 2P 0 N2 P （压力） N2 得负号，说明原先假设为拉力是不正确的，应为压力，同时又表明轴力是负的。
同理，取截面 3-3 如图 5-6（d），由平衡方程 x 0 得：
N3 P 3P 2P 0 N3 2P
如果研究截面 3-3 右边一段 [图 5-6（e）]，由平衡方程 x 0 得：
• 第一，假想用一横截面将物体截为两部分，研究其中一部分，弃去另一部分。
• 第二，用作用于截面上的内力代替弃去部分对研究部分的作用。
• 第三，建立研究部分的平衡条件，确定未知的内力。
A
2、应力
现在假定在受力杆件中沿任意截面 m—m 把杆件截开，取出左边部分进行分析（图
5-2），围绕截面上任意一点 M 划取一块微面积 A，如果作用在这一微面积上的内力为 p ，那么 p 对 A的比值，称为这块微面积上的平均应力，即

轴向拉伸压缩实验报告

轴向拉伸压缩实验报告轴向拉伸压缩实验报告引言轴向拉伸压缩实验是材料力学中常用的一种实验方法，通过施加轴向拉伸或压缩力来研究材料的力学性能。

本实验旨在探究不同材料在拉伸和压缩过程中的变形行为及其对应的应力-应变关系。

实验装置和方法本实验采用了一台万能试验机来进行轴向拉伸压缩实验。

首先，我们选择了三种不同的材料样品：钢材、铜材和铝材。

每种材料的样品长度均为10cm，直径为1cm。

我们将这些样品分别放置在试验机的夹具中，确保样品的轴线与试验机的轴线重合。

实验开始时，我们通过调整试验机的速度控制器，使拉伸或压缩的速度保持恒定。

接下来，我们开始施加拉伸或压缩力，直到样品发生破坏或达到预设的应变值。

在实验过程中，我们记录了试验机的读数，包括施加的力和样品的应变。

实验结果与分析通过对实验数据的分析，我们得到了不同材料在拉伸和压缩过程中的应力-应变曲线。

下面，我们将分别对钢材、铜材和铝材的实验结果进行讨论。

钢材的应力-应变曲线呈现出明显的弹性阶段和塑性阶段。

在弹性阶段，应变随着施加的拉伸力线性增加，而应力与应变成正比。

当施加的拉伸力超过材料的屈服强度时，钢材进入了塑性阶段。

在这个阶段，应变增加的速度远快于应力的增加速度，材料开始发生塑性变形。

当拉伸力继续增加，钢材最终达到了破坏点，应变迅速增加，而应力急剧下降。

铜材的应力-应变曲线与钢材有所不同。

铜材在拉伸过程中表现出较高的弹性模量和屈服强度。

在弹性阶段，铜材的应变增加速度相对较慢，而应力与应变成正比。

然而，当施加的拉伸力超过铜材的屈服强度时，铜材开始发生塑性变形。

与钢材不同的是，铜材的塑性阶段较为短暂，应变迅速增加，而应力下降较为缓慢。

最终，铜材达到了破坏点，应变急剧增加，应力迅速下降。

铝材的应力-应变曲线与铜材相似，但在塑性阶段表现出了更高的延展性。

在弹性阶段，铝材的应变增加速度较慢，而应力与应变成正比。

当施加的拉伸力超过铝材的屈服强度时，铝材开始发生塑性变形。

建筑力学7轴向拉伸和压缩

三、低碳钢试件的应力--应变曲线(--图)
450 （MPa）
350
250
s
200
e
p
150
100
p e s
50
o
p
0.05
t
e
b b
0.15
1、弹性阶段（ oa 段）
oa 段为直线段， a 点对应的应力
称为比例极限，用表示。 P
正应力和正应变成线性正比关系，
即遵循胡克定律， E
弹性模量E 和的关系：
二、
工程实例
• 桁架结构计算简图中，各杆均为二力杆：拉杆或压杆
上弦杆（压杆）
腹杆（压或
拉）
A
P
P
B
P
P
P
下弦杆（拉杆）
§7–2 直杆横截面上的正应力
内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。
1. 截面法的基本步骤： ① 截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。 ②代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用
求极值内力
危险截面判断
强度计算（强度校核、截面设计、承载力验算）
§7－5 材料在拉伸和压缩时的力学性能
一、试验条件及试验仪器
1、试验条件：常温(20℃)；静载（及其缓慢地加载）；标准试件。
2、试验仪器：万能材料试验机
二、低碳钢试件的拉伸图(P-- L图)
DL PL
DL
P
EA
L
EA E
试样变形集中到某一局部区域，由于该区域横截面的收缩，形成了“颈缩”现象最后在“颈缩”处被拉断。
代表材料强度性能的主要指标：

轴向拉伸和压缩—轴向拉(压)杆的变形(建筑力学)

FNl EA
轴向拉伸与压缩
例7-6 试求例7-5中砖柱顶面位移。已知E=3GPa， lAB=3m， lBC=4m。
解由于砖柱底端是固定端，所以柱顶面位移等于全柱的总缩短变形。
AB段：
l AB
FNAB lAB EAAB
60 103 3103 3103 250 250 mm
0.96mm
长度的纵向变形，即纵向线应变，简称应变。
纵向线应变
l
l
线应变--每单位长度的变形，无量纲。
△l以杆件伸长时为正，缩短时为负；的正负号与△l
一致，因此，拉应变为正，压应变为负。
FP
a1
a
FP
l l1
杆的横向变形为
∆a =a1－a
杆在轴向拉伸时的横向变形为负值，压缩时为正值。
同理，将杆件的横向变形除以杆的原截面边长，得杆件单
轴向拉伸与压缩
对于长度相同，轴力相同的杆件，分母EA越大，杆的纵向变形⊿ l 就越小。
可见EA反映了杆件抵抗拉（压）变形的能力，称为杆件的抗拉（压）刚度。
胡克定律的另一表达形式或 E
E
在弹性范内，正应力与线应变成正比。
对于各段杆件截面面积不同或内力分段不同的拉压杆，在计算杆件变形量时，应分段计算，然后叠加，即：
轴向拉伸与压缩
三、胡克定律
实验表明：工程中使用的大部分材料都有一个弹性范围。
在弹性范围内，杆的纵向变形量⊿ l 与杆所受的轴力FN ，杆的原长 l 成正比，而与杆的横截面积 A 成反比，用式
子表示为：
l Fl A
引进比例常数 E 后，得
l FN l EA
胡克定律
比例常数E称为材料的弹性模量，可由实验测出。

轴向拉伸与压缩试验

轴向拉伸与压缩试验：（4学时）(点击下载实验报告）一、实验目的：①测定低碳钢的两个强度指标：屈服极限σs、强度极限σ b 和两个塑性指标：延伸率δ、断面收缩率ψ。

②测定铸铁的强度极限σb。

③观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。

二、实验要求：了解实验设备的构造及工作原理，要求学生亲自动手操作设备；观察低碳钢、铸铁试件的拉伸和压缩的破坏过程；测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率ψ；测定铸铁的强度极限σb；验证虎克定律；认真观察实验过程中出现的各种实验现象，分析实验结果。

三、试件按GB228—76规定，本实验试件采用圆棒长试件。

取d0=10,L=100,如图所示：实验原理及方法四、实验设备及仪器1、液压式万能材料实验机；2、游标卡尺；3、划线机(铸铁试件不能使用)。

（一）低碳钢的拉伸实验1屈服极限σs的测定P—ΔL曲线实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。

当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。

记录指针摆动时的最小值为屈服载荷P s,屈服极限σs计算公式为σs=P s/A2、强度极限σb的测定实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。

试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb 计算公式为：σb=P b/A03、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定计算公式分别为：δ=(L1-L)/L x 100%Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%L:标距（本实验L=100）L1:拉断后的试件标距。

将断口密合在一起，用卡尺直接量出。

A0:试件原横截面积。

A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。

实验步骤1.试件准备：量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L;2.按液压万能实验机操作规程1——8条进行；3.加载实验，加载至试件断裂，记录Ps 和Pb ，并观察屈服现象和颈缩现象；4.按操作规程10——14进行；将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1 ，并记录。

轴向拉伸与压缩的名词解释

轴向拉伸与压缩的名词解释引言：轴向拉伸与压缩是物理学领域中常见的概念，用于描述物体在力的作用下的变形情况。

本文将对轴向拉伸与压缩进行详细的解释与探讨。

一、轴向拉伸轴向拉伸是指物体在受到拉力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。

当外力作用于物体的两端，并朝外拉伸时，物体会在轴向上发生拉伸。

拉伸的大小可以通过物体的伸长率来衡量，伸长率定义为单位长度的伸长与初始长度之比。

轴向拉伸现象广泛应用于工程领域，例如建筑中的钢筋，拉伸试验中的拉力传感器等。

钢筋在混凝土中起到增强材料的作用，能够抵抗建筑物的拉力。

而拉力传感器则是一种能够测量外力大小的传感器，利用了材料的拉伸特性。

二、轴向压缩轴向压缩是指物体在受到压力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。

当外力作用于物体的两端，并朝内压缩时，物体会在轴向上发生压缩。

压缩的大小可以通过物体的压缩率来衡量，压缩率定义为单位长度的压缩与初始长度之比。

轴向压缩现象同样广泛应用于工程领域。

例如，桥梁中的墩柱、压缩试验中的压力传感器等。

墩柱是承受桥梁重力和交通荷载的重要结构部件，压缩试验中的压力传感器则是能够测量外力大小的传感器，利用了材料的压缩特性。

三、轴向拉伸与压缩的应用轴向拉伸与压缩的应用十分丰富，不仅在工程领域中有广泛应用，在其他领域中也有其独特的应用价值。

1. 材料科学：轴向拉伸与压缩是材料性能研究的重要手段。

通过对材料在拉伸和压缩条件下的变形进行测试，可以获得材料的各种力学性能参数，例如抗拉强度、抗压强度等。

这对材料的设计和应用具有重要的指导意义。

2. 生物医学：轴向拉伸与压缩在生物医学研究中具有重要的作用。

例如，在骨骼生物力学研究中，可以通过对骨骼的拉伸和压缩测试，了解骨骼力学特性并分析疾病的发生机制。

3. 电子工程：轴向拉伸与压缩的特性也可以应用于电子工程领域。

例如，电子产品中常使用弹性材料来保护内部电路。

这些材料可以在外力作用下发生轴向拉伸或压缩，起到减缓冲击力的作用。

材料力学轴向拉伸与压缩

轴向拉压变形
第二章轴向拉伸与压缩 2.2 杆旳变形
F
1.纵向变形（1）纵向变形（2）纵向应变
b h
l l1
Δl l1 l
Δl
l
h1
F
b1
第二章轴向拉伸与压缩
b
F
h
l l1
2.横向变形
h1
F
b1
（1）横向变形（2）横向应变 3.泊松比
b b1 b
b1 b Δb
bb
A d 2 FN 4 [ ]
由此可得链环旳圆钢直径为
d
4F [ ]
4 12.5 103 3.14 45106
m=18.8mm
第二章轴向拉伸与压缩
[例6]如图a所示，构造涉及钢杆1和铜杆2，A、B、C处为铰链连接。在节点A悬挂一种G=20kN旳重物。钢杆AB旳横截面面A1=75 mm2，铜杆旳横截面面积为A2=150 mm2 。材料旳许用应力分别为，
GB/T 228－2023 金属材料室温拉伸试验措施
原则拉伸试样：
标距：试样工作段旳原始长度
要求标距: l 10 d 或者
l 5d
第二章轴向拉伸与压缩
试验设备（1）微机控制电子万能
试验机（2）游标卡尺
第二章轴向拉伸与压缩
试验设备
液压式
电子式
第二章轴向拉伸与压缩
拉伸试验
第二章轴向拉伸与压缩
第二章轴向拉伸与压缩
应力非均布区应力均布区应力非均布区
圣维南原理
力作用于杆端旳分布方式，只影响杆端局部范围旳应力分布，影响区约距杆端 1～2 倍杆旳横向尺寸。
端镶入底座，横向变形受阻，杆应力非均匀分布。

金属轴向拉压和扭转实验报告_工程力学

金属轴向拉压和扭转实验报告_工程力学一、实验目的1. 了解金属材料在轴向拉伸和压缩过程中的变形规律，并掌握试验数据的处理方法。

2. 了解金属材料在扭矩作用下的变形规律，并掌握试验数据的处理方法。

二、实验原理1. 轴向拉伸和压缩实验在材料测试机上进行轴向拉伸和压缩试验时，样品首先在载荷作用下发生弹性形变，之后随着载荷的增大，样品开始发生塑性形变，最终断裂。

在轴向拉伸和压缩过程中，由于样品的截面积随着应变的增大而发生变化，因此要得到真实的应力应变曲线，需进行截面积的修正。

修正后的应力可以表示为：σ = F/A0，其中，F为试验时所施加的载荷，A0为试验前的原始截面积；修正后的应变可以表示为：ε = ln(L/L0)，其中，L0为试验前的原始长度，L为载荷作用下试验中材料的长度。

2. 扭转试验在扭转试验中，试样在两端被夹持并扭转，当扭矩载荷增加时，试样在弹性阶段会发生弹性变形，而在塑性阶段则会发生塑性变形，最终达到破坏。

扭转弹性变形的大小与材料受到的扭转力矩、试样的几何尺寸、材质以及试验中使用的设备的刚度有关。

可以通过测量扭转角度和扭矩来得到真实的应力应变曲线。

三、实验内容1. 准备两根长度分别为25mm和30mm的测试圆柱材料，直径分别为6mm和8mm。

2. 对于轴向拉伸和压缩实验：（1）将试样夹在材料测试机上，贴上标定纸。

（2）测量原始样品的长度和直径，并计算出截面积。

（3）运行测试仪器，添加增量载荷，持续施加载荷，收集各个载荷下的抗拉性能数据。

（4）计算每个试验点的应力和应变，并绘制出应力-应变曲线。

3. 对于扭转实验：四、实验结果及分析经过轴向拉伸和压缩实验和扭转实验，得出各个试验点的应力和应变、剪切应力和角位移数据，并绘制出相应的应力-应变曲线和剪切应力-角位移曲线。

根据曲线分析，可以发现材料在弹性阶段是呈线性变化的，而在超过一定载荷后，就会进入塑性状态，呈明显的非线性变化，最终会破裂。

五、实验结论通过本次实验，得出以下结论：1. 在轴向拉伸和压缩试验中，材料的应力-应变曲线显示出材料具有明显的弹性阶段和塑性阶段。

轴向拉伸与压缩

轴向拉伸与压缩的特点：
◆ 受力特点：
◆ 变形特点：
F
F
F
F
承受轴向变形的杆件称为拉杆或压杆。
外力合力的作用线与杆轴线重合
主要是沿轴线方向伸长或缩短
第二节轴力与轴力图一、内力与截面法内力 —— 外力引起的构件内部相连部分之间的相互作用力。 ◆ 内力为作用于整个截面上的连续分布力。今后，内力一般被用来特指截面上的分布内力的合力、或合力偶矩、或向截面形心简化所得到的主矢和主矩。
塑性材料为塑性屈服；脆性材料为脆性断裂
极限应力 ——
材料强度失效时所对应的应力，记作 u ，有
塑性材料（拉压相同）
脆性材料（拉压不同）
2.许用应力与安全因数
材料安全工作所容许承受的最大应力，记作 [ ]，规定
许用应力 ——
02
其中，n 为大于 1 的因数，称为安全因数。
对于塑性材料，压缩与拉伸的许用应力基本相同，无需区分；对于脆性材料，压缩与拉伸的许用应力差异很大，必须严格区分。
（2）计算两杆应力
解得
AB 杆：
（2）计算两杆应力
AB 杆： AC 杆：
拉（压）杆斜截面上的应力斜截面的方位角：以 x 轴为始边，以外法线轴 n 为终边，逆时针转向的角为正，反之为负。斜截面上的全应力
将 p 沿斜截面的法向和切向分解，即得斜截面上的正应力、切应力分别为 —— 横截面的面积 —— 横截面上的正应力切应力的正负号规定：围绕所取分离体顺时针转向的切应力为正，反之为负。
[例 2-3] 试作出图示拉压杆的轴力图。
解：省略计算过程，直接作出轴力图如上图所示。
第三节拉压杆的应力
一、应力的概念应力是指截面上分布内力的集度如图为分布内力在 k 点的集度，称为 k 点的应力

轴向拉伸与压缩实验报告

轴向拉伸与压缩实验报告
轴向拉伸与压缩实验报告是用来测试材料在轴向加载下的拉伸和压缩性能的实验报告。

它是判断材料的机械性能的重要依据，也是结构安全设计的参考依据之一。

轴向拉伸与压缩实验通常采用标准化的试验机，如压缩机、拉伸机等，通过测试物体的抗压强度、拉伸强度等数据，对材料的机械性能进行研究和评价。

实验报告中应当有试验机型号、试验台负荷档位、试验负荷单位、试样尺寸、试样标记及外观、试样厚度、试验温度、试验湿度、试验时间、试验结果等内容。

轴向拉伸与压缩实验的步骤分为预处理步骤和试验步骤。

在预处理步骤中，首先应将试样充分清洗，然后按照规定的尺寸切割，并进行粗加工。

接着，将试样放在试验机上，确保试样处于安全状态，完成试样的支承及固定工作。

最后，根据试验要求设定相应的参数，并校准试验机，使其能够按照设定参数进行测试。

在试验步骤中，首先应当按照要求设定负荷量，在试验开始时，应随时观察试样的变形情况，并将记录在报告中。

当负荷量达到设定值时，应立即停止试验，并记录试样的变形情况。

最后，应将试验结果数据统计出来，并对试验结果进行分析，得出结论。

轴向拉伸与压缩实验报告是对材料机械性能的重要评价依据，可以提供关于材料的抗压强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数，为设计者提供有效的参考依据。

同时，实验报告还可以提供关于材料在不同温度、湿度、应力条件下的变形情况，为材料的选择和使用提供参考，以确保结构安全性能。