中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別：_________系_________專業(yè)_________班_________組_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)一 金屬的拉伸實(shí)驗(yàn) 一． 材料力學(xué)拉伸試驗(yàn)?zāi)康募耙? 1. 觀察材料拉伸時(shí)的負(fù)荷位移曲線，了解拉伸變形的幾個(gè)階段。 2. 測(cè)定低碳鋼材料的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，延伸率和斷面收縮率。 3. 測(cè)定鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度，延伸率，斷面收縮率。 4. 比較低碳鋼與鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性質(zhì)。 5. 了解電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造及工作原理。 二、實(shí)驗(yàn)原理 用拉伸力將試樣拉伸，一般拉至斷裂以便測(cè)定其力學(xué)性能。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 機(jī)器型號(hào)： CSS -44100 電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī) 量程：最大負(fù)荷 100KN 測(cè)量直徑的量具：千分尺 精度：0.01mm 測(cè)量長(zhǎng)度的量具：游標(biāo)卡尺 精度：0.02mm 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.測(cè)量試樣尺寸，在試樣上作出標(biāo)距標(biāo)記。 2.實(shí)驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。 3.安裝試樣。 4.進(jìn)行試驗(yàn)。 5.儲(chǔ)存試驗(yàn)結(jié)果，并取下試樣。 6.測(cè)量斷后試樣尺寸。 7.恢復(fù)原狀。 五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果 試驗(yàn)材料 試件規(guī)格 實(shí)驗(yàn)前 實(shí)驗(yàn)后 截面尺寸(mm) 截面面 () 標(biāo)距 (mm) 端口截面尺寸( (mm) 截面面積() 斷后長(zhǎng)度 (mm) 測(cè)量部位 沿兩正交方向測(cè)得的數(shù)值(mm) 平均值 最小平均值 沿兩正交方向測(cè)得的數(shù)值(mm) 平均值 低碳鋼 上 1 1 2 中 1 2 2 下 1 2 鑄鐵 上 1 1 2 中 1 2 2 下 1 2 實(shí)驗(yàn)材料 試樣規(guī)格 屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 延伸率(%) 斷面收縮率(%) 載荷(N) 強(qiáng)度(MPa) 載荷(N) 強(qiáng)度(MPa) 低碳鋼 鑄鐵 六、繪制低碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線草圖。  七、繪制鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線草圖。  八、畫(huà)出低碳鋼和鑄鐵的斷口草圖，并說(shuō)明其特征。  九、思考題 用同一材料制作的長(zhǎng)、短比例試件各一根。拉伸試驗(yàn)所測(cè)得的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率和延伸率都相同嗎？  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別：_________系_________專業(yè)_________班_________組_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)二 金屬的壓縮實(shí)驗(yàn) 一、 材料力學(xué)壓縮試驗(yàn)的目的及要求 1. 測(cè)定壓縮時(shí)低碳鋼的屈服強(qiáng)度和鑄鐵的抗壓強(qiáng)度。 2. 觀測(cè)低碳鋼和鑄鐵試樣壓縮時(shí)的變形和破壞特征。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 用壓縮力將試樣壓縮，一般延性材料壓至屈服，脆性材料壓至斷裂以測(cè)定其壓縮時(shí)的力學(xué)性能。 三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. 電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。 2. 游標(biāo)卡尺 3. 千分尺 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 測(cè)量試樣尺寸。 2. 試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。 3. 安裝試樣。 4. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5. 結(jié)束工作，回復(fù)原狀。 五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果 1. 實(shí)驗(yàn)前數(shù)據(jù) 材料 試樣中點(diǎn)處原始直徑(mm) （1） （2） 平均 低碳鋼 鑄鐵 2. 實(shí)驗(yàn)記錄及材料力學(xué)性能計(jì)算 材料 低碳鋼 鑄鐵 3. 試樣破壞斷面形狀圖及破壞原因分析  4. 材料 低碳鋼 鑄鐵 斷面示意圖 破壞原因簡(jiǎn)析 六、 思考題 1. 由低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較延伸材料和脆性材料的力學(xué)性能和破壞特征。  2. 根據(jù)鑄鐵試樣的壓縮破壞的形式，分析其破壞的原因，并與其拉伸破壞做比較。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)_________班_________組_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)三 金屬的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 觀察比較低碳鋼和鑄鐵材料在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中的變形現(xiàn)象及破壞形式。 2. 測(cè)定低碳鋼的抗扭屈服極限和抗扭強(qiáng)度極限。 3. 測(cè)定鑄鐵材料的抗扭強(qiáng)度極限。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 對(duì)試驗(yàn)試樣施加一定的扭矩，直至試樣破壞，由此測(cè)定出此材料在扭轉(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性能指標(biāo)。 三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. NDS-I 型電子式扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。 2. 游標(biāo)卡尺。 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 測(cè)量試樣尺寸 2. 試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備 （1） 輸入試驗(yàn)參數(shù) （2） 選擇試驗(yàn)機(jī)量程。 3. 安裝試樣 4. 進(jìn)行試驗(yàn) 5. 結(jié)束工作，恢復(fù)原狀。 五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果 1. 試樣原始尺寸 試驗(yàn)材料 標(biāo)距 直徑(mm) 最小截面面積 () 截面 I 截面 II 截面 III （1） （2） 平均 （1） （2） 平均 （1） （2） 平均 低碳鋼 鑄鐵  2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果 試驗(yàn)材料 屈服載荷(Nm) 最大載荷(Nm) 屈服極限(MN/) 強(qiáng)度極限(MN/) 破壞形式 低碳鋼 鑄鐵 低碳鋼 鑄鐵 六、 思考題 1. 低碳鋼和鑄鐵材料的扭轉(zhuǎn)破壞有何不同？根據(jù)端口形式分析其破壞原因。  2. 分析比較塑性材料和脆性材料在拉伸壓縮及扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形情況和破壞特點(diǎn)，并歸納這兩種材料的機(jī)械性能。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)：_________班：_________組：_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)四 純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 用電測(cè)法測(cè)定梁純彎曲時(shí)沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）的分布規(guī)律。 2. 驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。 3. 測(cè)定泊松比μ。 二、 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備 1. 材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)。 2. 應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀一臺(tái)。 3. 矩形截面鋼梁。 4. 溫度補(bǔ)償塊。 5. 長(zhǎng)度測(cè)量尺。 三、 實(shí)驗(yàn)原理及方法 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 測(cè)量梁矩形截面的寬度b和高度h、載荷作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離a，并測(cè)量各應(yīng)變片到中性層的距離。 2. 將拉壓傳感器接至應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀中。 3. 應(yīng)變片連接采用1/4橋連接方式，將待測(cè)應(yīng)變片連接在A、B兩段，將B、短接，在橋路上，將A、D兩端連接補(bǔ)償片，短線連接即可。 4. 本次試驗(yàn)的載荷范圍為0~4KN，在此范圍內(nèi)，采用分級(jí)加載方式（一般分4~6級(jí)），實(shí)驗(yàn)時(shí)逐級(jí)加載，分別記錄各應(yīng)變片在各級(jí)載荷作用下的應(yīng)變值。 五、 試驗(yàn)結(jié)果處理 1. 按實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)求出個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值，并計(jì)算出各點(diǎn)的應(yīng)力理論值。計(jì)算出它們的相對(duì)誤差。 2. 按同一比例分別畫(huà)出各點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)值和理論值沿橫截面高度的分布曲線，將兩者進(jìn)行比較，則說(shuō)明彎曲正應(yīng)力的理論分析是可行的。 3. 計(jì)算的比值，若 ≈ μ，則說(shuō)明純彎曲梁為單向應(yīng)力狀態(tài)。 4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考下表： 應(yīng)變片至中性層的距離 b= mm; h= mm; l= mm 應(yīng)變片在各級(jí)載荷下的應(yīng)變值 載荷(N) 應(yīng)變值ε(μ ε) P △P 各測(cè)試點(diǎn)應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果 應(yīng)變號(hào) 應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值 應(yīng)力理論值 誤差(%) 六、 思考題 1. 比較應(yīng)變片（或應(yīng)變片和）的應(yīng)變值，可得到什么結(jié)論？ 2. 本實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)變片的柵長(zhǎng)尺寸有無(wú)要求？為什么？  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)：_________班：_________組：_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)五 彎扭組合變形薄壁筒應(yīng)力測(cè)量實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 用電測(cè)法測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的大小和方向，并與理論值進(jìn)行比較。 2. 測(cè)定薄壁圓筒在彎扭組合變形作用下的彎矩和扭矩。 3. 學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變花的應(yīng)用。 4. 學(xué)習(xí)各種組橋方式測(cè)量應(yīng)變的方法，熟悉電測(cè)法的基本原理和操作方法。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. 材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)。 2. 應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀一臺(tái)。 3. 薄壁圓筒試件。 4. 溫度補(bǔ)償塊。 5. 長(zhǎng)度測(cè)量尺。 三、 實(shí)驗(yàn)原理和方法 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 根據(jù)要求，設(shè)計(jì)好本次實(shí)驗(yàn)所需的各類數(shù)據(jù)表格。 2. 測(cè)量試件尺寸，加力臂的長(zhǎng)度和測(cè)點(diǎn)距力臂的距離。 3. 將薄壁圓筒上的應(yīng)變片按不同的要求接入電阻應(yīng)變儀，組成不同的測(cè)量電橋。 4. 調(diào)整好所用儀器設(shè)備。 （1） 主應(yīng)力的大小和方向的測(cè)定：將對(duì)稱兩點(diǎn)應(yīng)變片按1/4橋狀態(tài)測(cè)量。 （2） 測(cè)定彎矩：根據(jù)前面介紹接成半橋方式進(jìn)行測(cè)量。 （3） 測(cè)定扭矩：根據(jù)前面介紹接成半橋方式進(jìn)行測(cè)量。 5. 實(shí)驗(yàn)加載。要求勻速緩慢加載，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的表格，分級(jí)加載（一般分為4~6級(jí)），并依次記錄各點(diǎn)的應(yīng)變讀數(shù)。每次試驗(yàn)要求重復(fù)兩次。 6. 完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，重新組橋，重復(fù)上面步驟。 7. 完成全部?jī)?nèi)容后，卸除載荷，關(guān)閉電源，設(shè)備及導(dǎo)線恢復(fù)原狀。 8. 此實(shí)驗(yàn)加載時(shí)，不要過(guò)載，接線時(shí)，要小心，避免損壞試件以及各種接線。 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 1. 根據(jù)所測(cè)應(yīng)變值計(jì)算主應(yīng)力、及主方向，并與理論值進(jìn)行比較，計(jì)算相對(duì)誤差。  2. 根據(jù)所測(cè)應(yīng)變值，計(jì)算彎矩和扭矩，并與理論值進(jìn)行比較，計(jì)算相對(duì)誤差。 3. 分析產(chǎn)生誤差的主要原因。 六、 思考題 1. 測(cè)量單一內(nèi)應(yīng)力分量引起的應(yīng)變，可以采用哪幾種接橋方式。 2. 主應(yīng)力測(cè)量中，支教應(yīng)變花是否可以沿任意方向粘貼。  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)：_________班：_________組：_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)六 電測(cè)法測(cè)定材料彈性模量E和泊松比μ的實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 測(cè)定碳鋼的彈性模量。 2. 側(cè)定碳鋼的泊松比。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 1.材料力學(xué)多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)。 2.應(yīng)力&應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀一臺(tái)。 3.拉伸試件。 4.溫度補(bǔ)償塊。 5.長(zhǎng)度測(cè)量尺 三、實(shí)驗(yàn)原理及方法 四、試驗(yàn)步驟 1. 設(shè)計(jì)好本實(shí)驗(yàn)所需的各類數(shù)據(jù)表格 2. 測(cè)量試件的尺寸 3. 制定加載方案。 4. 根據(jù)要求，選擇接橋方式，調(diào)整所用儀器設(shè)備。 5. 分級(jí)加載（一般分為4~6級(jí)），記錄不同載荷下的應(yīng)變值。并隨時(shí)檢查應(yīng)變了是否符合線性變化。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次。 6. 完成全部?jī)?nèi)容后，寫(xiě)出載荷，關(guān)閉電源，設(shè)備及導(dǎo)線恢復(fù)原狀。 7. 此實(shí)驗(yàn)加載時(shí)，不要過(guò)載，接線時(shí)要小心，避免損壞試件及各種接線。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 1.根據(jù)公式計(jì)算彈性模量。  3. 根據(jù)公式計(jì)算泊松比。 六、思考題 測(cè)定金屬的彈性模量為什么要用引伸計(jì)或應(yīng)變片來(lái)測(cè)量。  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)：_________班：_________組：_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)七 沖擊實(shí)驗(yàn)（演示） 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 測(cè)定同一材料u型缺口試樣沖擊功。 2. 測(cè)定同一材料v型缺口試樣沖擊功。 3. 熟悉沖擊功及沖擊韌性的概念及計(jì)算方法。 4. 了解沖擊試驗(yàn)機(jī)的原理。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. JBN-300 型沖擊試驗(yàn)機(jī)。 2. 游標(biāo)卡尺 三、 實(shí)驗(yàn)原理 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量試樣尺寸。 2. 按儀器操作規(guī)程，調(diào)整好試驗(yàn)機(jī)。 3. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 根據(jù)要求，按公式給出測(cè)量指標(biāo)。  六、 思考題 1. 對(duì)同一種材料制成的u型及v型缺口的試樣，沖擊功有何種不同。 2. 材料的沖擊功及沖擊韌性有何不同。  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)） 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)組別： _________專業(yè)：_________班：_________組：_________ 實(shí)驗(yàn)者名稱：_________ 學(xué)號(hào)：_________ 實(shí)驗(yàn)日期：_________年_________月_________日 實(shí)驗(yàn)八 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)（演示） 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解疲勞實(shí)驗(yàn)的方法。 2. 了解旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理。 二、 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備 1. PQI-6型純彎曲疲勞及。 2. 游標(biāo)卡尺及千分尺。 三、 實(shí)驗(yàn)原理和方法 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 測(cè)量試樣尺寸 2. 安裝試樣。 3. 根據(jù)要求，計(jì)算實(shí)驗(yàn)載荷大小。 4. 按照設(shè)備造作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊筮M(jìn)行。 六、 思考題 純彎曲試樣為何要求很高的加工精度，加工對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響。