材料力学实验报告标准答案

力学实验报告标准答案一、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D1014MM最小直径D570MM截面面积A8071MM2截面面积A12550MM2计算长度L100MM计算长度L113324MM试验前草图试验后草图1强度指标PS_221_KN屈服应力SPS/A_2738_MPAPB_332_KN强度极限BPB/A_4113_MPA塑性指标332468401L0伸长率10A面积收缩率低碳钢拉伸图（二）铸铁试件试验前试验后最小平均直径D1016MM最小直径D1015MM截面面积A8103MM2截面面积A18091MM2计算长度L100MM计算长度L1100MM试验前草图试验后草图2强度指标最大载荷PB_144_KN强度极限BPB/A_1777_MPA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铸铁3试件尺寸直径D_15_MM长度L_20_MM面积A_17663_MM2直径D_15_MM长度L_20_MM面积A_17663_MM2试验前试件形状草图试验后屈服载荷屈服应力PS_49_KNS_2774_MPA最大载荷抗压强度PB_153_KNB_8662_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4550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。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。三、拉压弹性模量E测定试验报告4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_785_MM2（二）引伸仪测量记录左表右表读数载荷PKN读数A1格读数差A1格读数A2格读数差A2格12243648510612714（三）数据处理结果平均A1平均A212A左右两表读数差平均值平均伸长增量L_MMMPAPLEA碳钢弹性模量问题讨论1、试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响为什么答弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。52、逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量答逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。日期_四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验报告标准答案实验目的见教材。实验仪器见教材。实验数据记录及处理一试验数据及计算结果试件尺寸材料直径MM标距长度L0力臂长度L测臂长度R碳钢10190MM150MM150MM123456扭矩NM相对扭转角00432NNPLGID6二结果比较03理论计算实验值误差GPA21EG理G实GPA问题讨论1、试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么应采取什么措施答检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。2、测G时为什么必须要限定外加扭矩大小答所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。五、扭转破坏实验报告标准答案实验目的见教材。实验仪器见教材。实验数据记录及处理一试验数据记录试件材料尺寸碳钢铸铁7直径DMM1010计算长度LMM100100抗扭截面模量MM330216DWP200200屈服扭矩MS355NM破坏扭矩MB805NM465NM二性能计算1、碳钢扭转屈服极限173SPMPAW扭转强度极限402NBP2、铸铁扭转强度极限35PABP问题讨论1、碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同分析其原因答碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。铸铁扭转形变小，没有屈服阶段，断口为和轴线成约45的螺旋形曲面，为拉应力破坏。2、铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系为什么答有关系。扭转方向改变后，最大拉应力方向随之改变，而铸铁破坏是拉应力破坏，六、纯弯曲梁正应力试验报告标准答案实验目的见教材。实验仪器8见教材。实验数据记录及处理例1、原始数据记录试件材料弹性模量E载荷P距中性层试件尺寸低碳钢213GPA4000NY110MMY215MMB20MML620MMH40MMA150MM灵敏系数；2272、梁布片图3、记录及计算结果载荷4000应变测点123平均值123Y2Y21234567H1Y1ABAFF9实理理45674、结果比较应力MPA实验值理论值误差102281332813442405424065625756255、作出截面应力分布图（理论分布）MP问题讨论实验时未考虑梁的自重,是否会引起测量结果误差为什么答施加的荷载和测试应变成线性关系。实验时，在加外载荷前，首先进行了测量电路的平衡（或记录初读数），然后加载进行测量，所测的数（或差值）是外载荷引起的，与梁自重无关。10L1PLL2ABCDDD七、弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案实验目的见教材。实验仪器见教材。实验数据记录及处理一原始数据记录材料E值泊松比试件计算长度L1力臂长度L2载荷N试件内径D试件外径D70GPA033300MM200MM36MM40MM二弯扭组合试验台装置图11三实验数据记录表格测点A或C45045次数载荷P一二三平均一二三平均一二三平均初始值000150N1141111250N1902184350N2652257450N3423331测点B或D45045次数载荷P一二三平均一二三平均一二三平均初始值000150N16520131250N27433652350N38346974450N49360495四数据处理求出A、B或C、D点主应力大小及方向利用公式A点或C点载荷计算结果150N250N350N450N备注31608/5771008/9561416/13321829/1714MPATG23552386139153958B点或D点载荷计算结果150N250N350N450N备注311578/1782622/3033664/4364717/559MPATG20730720720721223454504524504512ETG12问题讨论1、画出指定A、B点的应力状态图答2、要测取弯曲正应力及扭转剪应力,应如何连接电桥电路测取弯曲正应力测取扭转剪应力A点B点XX45C45AEUDBABCD45450DEUDBABCD0R13八、压杆稳定实验报告标准答案实验目的见教材。实验仪器见教材。实验数据记录及处理一原始数据记录试件宽度B试件厚度T试件长度L弹性模量EK020MM2MM396MM213GPA235/N4二实验数据记录表格（最大）（最大）无支撑PCR4001/2支撑1750应变竖向位移MM第1次第2次第3次平均备注001240027800417000627300835401038401239301440014三数据结果处理1绘制P曲线,由此曲线及公式确定PCR1685NMAXOPKP曲线2由连续加载测试结果确定无支撑PCR及二分之一点支撑PCR值无支撑时PCR1685N；二分之一点支撑时7430NCR理3计算理论临界力1787N2CREIPL理实验值与理论值比较6110CRRP实理理误差百分率问题讨论压杆稳定实验和压缩实验有什么不同答不同点有1、目的不同压杆稳定实验测临界力，压缩实验测破坏过程中的机械性能。2、试件尺寸不同压杆