工程力学实验报告标准解答

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。.
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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 最小平均直径 d= 10.14 mm 截面面积 A= 80.71 mm2 计算长度 L= 100 mm
试验前草图
试验后
最小直径 d= 5.70 mm
截面面积 A1= 25.50 mm2
计算长度 L1= 133.24
试验前
试件形 状草图
试验后
屈服载荷 屈服应力
最大载荷 抗压强度
Ps = ___49_____KN σs= ____277.4__MPa
Pb = __ _153_ _KN σb= _ _866.2__MPa
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。
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（二）铸铁试件
试验前 最小平均直径 d= 10.16 mm 截面面积 A= 81.03 mm2 计算长度 L= 100 mm
试验前草图
试验后 最小直径 d= 10.15 mm 截面面积 A1= 80.91 mm2 计算长度 L1≈ 100 mm
试验后草图
强度指标: 最大载荷 Pb =__14.4___ KN
mm
试验后草图
强度指标:
Ps =__22.1___KN P b =__33.2___KN
塑性指标: 伸长率δ = L1-L ×100% = 33.24 %
L 低碳钢拉伸图:
屈服应力 σs= Ps/A __273.8___MPa 强度极限 σb= Pb /A __411.3___MPa
面积收缩率ψ = A − A1 ×100% = 68.40 % A
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.
力学实验报告 标准答案
长安大学力学实验教学中心
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
碳钢弹性模量 E = ∆P ⋅ L =
MPa
(∆L ⋅ A)
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问题讨论： 1、 试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么?
（二）引伸仪测量记录:
左 载荷 P 读数 (KN) 读数 A1 (格) 12
表
读数差ΔA1 (格)
右
读数 A2 (格)
24
表
读数差ΔA2 (格)
36
48
5 10
6 12
7ຫໍສະໝຸດ Baidu14
（三）数据处理结果
平均(ΔA1)=
平均(ΔA2)=
左右两表读数差平均值:(∆A) = (∆Α1) + (∆A2) ＝ 2
平均伸长增量(ΔL)=__________mm
教师签字:____________ 日 期:____________
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三、拉压弹性模量 E 测定试验报告
实验目的： 见教材。
实验仪器：
见教材。
实验数据记录及处理：
（一）碳钢试件尺寸 计算长度 L =__100___mm 直 径 d =__10___mm 截面面积 A =___78.5____mm2
教师签字:_ _______
日 期:___ _____
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二、压缩实验报告标准答案
实验目的：
见教材。
实验原理：
见教材。
实验数据记录及处理：
例：(一)试验记录及计算结果
材料
低碳钢
试件尺寸
直径 d =_15__mm 长度 L =____20____mm 面积 A =__176.63 _mm2
铸铁
直径 d =__15____mm 长度 L =___20_____mm 面积 A =__176.63 _mm2
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2、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这 两类不同性质的材料?
答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件 不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远 大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切 破坏。
通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与 抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于 抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态， 比如车床机座。