工程力学实验报告模板.docx

实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验

实验时间：设备编号：温度：湿度：

一、实验目的

1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。

2、测定低碳钢的弹性模量E。

3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限；强度极限，伸长率和截面收缩率

4、测定铸铁的强度极限。

5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。

6、了解 CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。

二、实验设备和仪器

1．CMT 微机控制电子万能实验机

2．电子式引伸计仪

3．游标卡尺

4．钢尺

三 .实验原理

试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通

过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。

试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0 界面。试件在拉伸过程中， POWERTEST3.0 软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图 1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。

1

分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈—12a) 低碳钢试件的拉伸曲线

( 图缩四个阶段。比较简单，既没有明显的直线段，也没有—2b) 铸

铁试件的拉伸曲线 ( 图 1 屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断

口与横截面重合，断口形貌粗较低，无明显塑性变形。与电子万能实

验机联机的微型σ b 糙。抗拉强度和铸铁试件、最大载荷Fb 电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs Fb。的最大载荷l1，由下述公式取下试件测量试件断后最小直径d1 和断后标距

A lAFlFs10b01%%100100bs AAlA

0000，和断面收缩δσb、伸长率。可计算低碳钢的拉伸屈服点σs、抗拉

强度。σ bψ率；铸铁的抗拉强度由以下公式计算：低碳钢的弹

性模量 E Fl0E l A0相对应的变形增量。 l 为与 F 为相等的加载等级，

式中 F 四、实验步骤

低碳钢拉伸试验步骤 (1) 2

按照式样、设备的准备及测试工作，大致可以将低碳钢拉伸试验步骤

归纳如下：

do lo。在式样标距段的及标距首先，将式样标记标距点，测量式样直

径两端和中间 3 处测量式样直径，每处直径取两个相互垂直方向的平

均值， do。用扎规和钢板尺处直径的最小值取作试验的初始直径做好

记录。 3lo测量低碳钢式样的初始标距长度。接着，安装试件。按照

微机控制电子万能试验机的操作方法，运行电子万能试验机程序，并开

启控制器电源。先将有力传感器的夹具夹住式样的一端，在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零；在移动横梁，使式样

的另一端缓慢插入另型卡板中，锁紧夹头，进行保护从而消除

加持力。在式样试验 V 一夹具的段上安装引申计，将引伸计的标距杆

垫片垫好，或插好定位销钉；并清零位移。在弹性阶段，在控制软件

界面中开始运行试验。选择低碳钢拉伸试验方案，F 时的引伸计的读数，并记录下来。进入屈服阶段后，变形增读取每增加

手动切换引

伸计后，当界面提示引伸计已到量程范围时，拆卸引伸计；大，设定

的切换点不再作用，继续试验，注意观察式样的变形情况和“颈缩”

现象。和标距长最后，取下式样，翁合断口对准拼装，测量式样的最

小直径 d1l1.

度铸铁拉伸实验步骤 (2) 铸铁拉伸实验步骤与低碳钢拉伸实验步骤

相同，只因铸铁是脆性材料，无 3

需再式样上刻画及标记标距点，无需安装引伸计，无需记录标距变

形。

五、实验数据及处理 mm 引伸仪标距 l = 5 实验前

材料标距 ))平均横截(lmm 0mm 直径 d(0 A 面积2）

（ mm

截面Ⅰ截面Ⅱ截面Ⅲ

12平12平均12平均

均

低碳钢

铸铁

）最小横截面积（m m

低碳钢弹性模量测定

(kN)l )变形(mm变形

F 载荷增量

= F0

F= 1

=F2

=F3

=F4

=F5

=F

( l) =

m

l F E =A)l(

4

实验后

材料)mml( 标距1)mm 断裂处直径 d(1断裂

处横

截面

积 A

（1

12平均

低碳钢

铸铁

m

屈服载荷和强度极限载荷

下屈服载荷最大载荷断口形状

材料(kN) F (kN) F)

(mm mm)

l(l bsl低碳钢铸铁

5

―l 曲线 )(F 及结果载荷―变形曲线材料低碳钢

―lF 曲线

断口形状

实验结果强度

上屈服极限su下屈服极限sl强度极限极限

b延伸率断面收缩率延伸

率

6

六、问题讨论

（ 1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；

（ 2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。

7

实验二金属材料的压缩试验

实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的

1、测定低碳钢的压缩屈服点σs 铸铁材料压缩时的强度极限σc；

2、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况，并分析其破坏因；

3.分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。

二、实验设备和仪器