材料力学实验指导书2013

1、目 录1146991215A2020222426第一章材料的力学性能试验材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数，便于合理地使用材料，保证机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。材料的力学性能试验必须按照国家标准进行。第一节拉伸试验一、实验目的1.测定低碳钢拉伸时的强度及塑性性能指标：屈服应力s 、抗拉强度b 及伸长率、断面收缩率。2.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b 。3.比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。二、实验设备和仪器1. 液压式万能试验机（暂时不用） 。2 电子式万能试验机。3.游

2、标卡尺。三、实验试样按照国家标准GB6397 86金属拉伸试验试样 ，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。如图 1- 1- 1 所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取l10d 或 l5d ，矩形截面比例试样通常取l11.3A 或l5.65A ，其中，前者称为长比例试样（简称长试样），后者称为短比例试

3、样（简称短试样）。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397 86。rdl（ a）圆形截面试样rabl（ b）矩形截面试样图 1- 1- 1 拉伸试样1四、实验原理与方法1 . 测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标（ 1）强度性能指标屈服应力（屈服点） s 试样在拉伸过程中载荷基本不变而试样仍能继续产生变形时的载荷（即屈服载荷） Fs 除以原始横截面面积 A 所得的应力值，即FssA抗拉强度b 试样在拉断前所承受的最大

4、载荷Fb 除以原始横截面面积A 所得的应力值，即FbbA（ 2）塑性性能指标延伸率拉断后的试样标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，即l1ll100%式中： l 为试样的原始标距； l 1 为将拉断的试样对接起来后两标点之间的距离。低碳钢是具有明显屈服现象的塑性材料，在局部变形阶段，可以看到，在试样的某一部位局部变形加快，出现颈缩现象，随后试样很快被拉断。试样的塑性变形集中产生在颈缩处，并向两边逐渐减小。因此，断口的位置不同，标距l 部分的塑性伸长也不同。若断口在试样的中部，发生严重塑性变形的颈缩段全部在标距长度内，标距长度就有较大的塑性伸长量；若断口距标距端很近，则发生严重塑性变形的颈

5、缩段只有一部分在标距长度内，另一部分在标距长度外，在这种情况下，标距长度的塑性伸长量就小。因此，断口的位置对所测得的伸长率有影响。为了避免这种影响，国家标准GB228 87 对 l 1 的测定作了如下规定。测量时，两段在断口处应紧密对接，尽量使两段的轴线在一条直线上。若在断口处形成缝隙，则此缝隙应计入 l1 内。如果断口在标距以外，或者虽在标距之内，但距标距端点的距离小于2d ，则试验无效。断面收缩率 拉断后的试样在断裂处的最小横截面面积的缩减量与原始横截面面积的百分比，即AA1A100%式中： A 为试样的原始横截面面积；A1 为拉断后的试样在断口处的最小横截面面积。2. 测定灰铸铁拉伸时强

6、度性能指标灰铸铁在拉伸过程中，当变形很小时就会断裂，万能试验机的指针所指示的最大载荷Fb 除以原始横截面面积A 所得的应力值即为抗拉强度b ，即FbbA五、实验步骤1. 低碳钢拉伸（ 1） 测量试样的尺寸。在试样标距范围内的中间以及两标距点的内侧附近，分别用游标卡尺在相互垂直方向上测取试样直径的平均值为试样在该处的直径，取三者中的最小值作为计算直径。（ 2） 试样安装。按操作规程使用电子万能试验机拉伸试样，观察屈服和颈缩现象，直至试样被拉断为止，并分别记录屈服载荷Fs 和最大载荷Fb 。并打印实验数据。（ 3）取下拉断的试样，将断口吻合压紧，用游标卡尺量取断口处的最小直径和两标点之间的2距离。

7、2. 灰铸铁拉伸（ 1） 测量试样的尺寸。方法同上。（ 2） 试样安装。按操作规程使用液压万能试验机拉伸试样，观察现象，记录下从动指针所停留位置的最大载荷 Fb 。六、实验数据的记录与计算1. 表 1- 1- 1 测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标试验的数据记录与计算试样尺寸实验数据标距lmm屈 服 载 荷 FskN直径d1=mm最 大 载 荷 FbkNd2=d3=屈服应力抗拉强度标距l1mm伸 长 率最小直径d1mm断面收缩率sFs / AMPabFb / AMPal1l / l100 %AA1/ A 100%2. 表 1- 1- 2 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标试验的数据记录与计算试样

8、尺寸实验数据标距lmm直径d1=mm屈服载荷FskNd2=最大载荷FbkNd3=抗拉强度b Fb / AMPa伸长 率l1l / l100%标距l1mm断面收缩率AA1/ A100%最小直径d1mm3. 计算精确度（ 1）强度性能指标 （屈服应力s 和抗拉强度b ）的计算精度要求为0.5MPa ，即：凡 0.25 MPa的数值舍去， 0.25MPa 而0.75MPa 的数值化为0.5MPa ， 0.75MPa 的数值者则进为 1MPa 。（ 2）塑性性能指标（伸长率和断面收缩率）的计算精度要求为0.5% ，即：凡 0.25% 的数值舍去，0.25% 而 0.75% 的数值化为 0.5% ， 0

9、.75% 的数值则进为1% 。七、注意事项1. 实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程，严禁开“快速”档加载。加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。开动万能试验机后，操作者不得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机。八、思考题1. 低碳钢和灰铸铁在常温静载拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同？2. 测定材料的力学性能有何实用价值？3. 你认为产生试验结果误差的因素有哪些？应如何避免或减小其影响？3第二节压缩试验一、实验目的1. 测定金属材料压缩时的强度性能指标：低碳钢- 屈服应力s ；灰铸铁 - 抗压强度bc 。2. 绘制低碳钢和灰铸铁的压缩图，比较低碳钢与灰铸铁在压缩时的变形特点和破坏形式

10、。二、实验设备和仪器1. 万能试验机。2. 游标卡尺。三、实验试样按照国家标准 GB7314 87金属压缩试验方法 ，金属压缩试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆柱体试样、正方形柱体试样和板状试样三种。其中最常用的是圆柱体试样和正方形柱体试样，如图1- 2- 1 所示。根据试验的目的，对试样的标距l 作如下规定：l1 2 d 的试样仅适用于测定bc ；l2.5 3.5 d （或 b ）的试样适用于测定pc 、sc 和bc ；l5 8 d （或 b ）的试样适用于测定pc0.01 和 Ec 。其中 d （或 b ）10 20mm 。bldlb（ a）圆柱体试样（b）正方形柱体

11、试样图 1- 2- 1压缩试样对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397 86。四、实验原理与方法1. 测定低碳钢压缩时的强度性能指标低碳钢在压缩过程中，当应力小于屈服应力时，其变形情况与拉伸时基本相同。当达到屈服应力后，试样产生塑性变形，随着压力的继续增加，试样的横截面面积不断变大直至被压扁。故只能测其屈服载荷 Fs ，屈服应力为FssA式中： A 为试样的原始横载面面积。2. 测定灰铸铁压缩时的强度性能指标灰铸铁在压缩过程中，当试样的变形很小时即发生破坏，故只能测其破坏时的最大载荷Fbc ，抗压强度为FbcbcA五、实验步骤1. 检查试样两端面的光洁度和平行度，并涂上润滑油

12、。用游标卡尺在试样的中间截面相互垂直的方向上各测量一次直径，取其平均值作为计算直径。42. 估算试样的最大载荷，选择相应的测力盘，配置好相应的摆锤。调整测力指针，使之对准“0”，将从动指针与之靠拢，同时调整好自动绘图装置。3. 检查球形承垫与承垫是否符合要求。4. 将试样放进万能试验机的上、下承垫之间，并检查对中情况。5.开动万能试验机，均匀缓慢加载，注意读取低碳钢的屈服载荷Fs 和灰铸铁的最大载荷Fb ，并注意观察试样的变形现象。六、实验数据的记录与计算表 1- 2- 1测定低碳钢和灰铸铁压缩时的强度性能指标试验的数据记录与计算材料试样直径实验数据实验后的d /mm试样的压缩图试样草图低碳屈

13、服载荷 FskNFs钢屈服应力MPasA灰铸最大载荷 FbckNFbc铁抗压强度MPabcA七、思考题1.比较低碳钢和灰铸铁在拉伸与压缩时所测得的s 和b 的数值有何差别？2. 仔细观察灰铸铁的破坏形式并分析破坏原因。5第三节扭转试验一、实验目的1.测定金属材料扭转时的强度性能指标：低碳钢- 扭转屈服应力s 和抗扭强度b ；灰铸铁 - 抗扭强度b 。2. 绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。二、实验设备和仪器1. 微机控制扭转试验机。2. 游标卡尺。三、实验试样按照国家标准GB10128 88金属室温扭转试验方法，金属扭转试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不

14、同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。其中最常用的是圆形截面试样，如图 1- 3- 1 所示。通常，圆形截面试样的直径d10mm ，标距 l5d 或 l10d ，平行部分的长度为l 20mm 。若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标距加上两倍直径。试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB10128 88。rdl1- 3- 1圆形截面试样四、实验原理与方法1. 低碳钢扭转试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切

15、应力状态。随着外力偶矩的增加，当达到某一值时，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩M es ，低碳钢的扭转屈服应力为s3Mes式中： Wpd 3 / 16 为试样在标距内的抗扭截面系数。4Wp在测出屈服扭矩Ts 后，改用电动快速加载，直到试样被扭断为止。这时测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩M eb ，低碳钢的抗扭强度为b对上述两公式的来源说明如下：3 M eb4 Wp低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的M e图如图 1- 3- 2所示。当达到图中A点时， M e 与 成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力

16、达到了材料的扭转屈服应力s ，如能测得此时相应的外力偶矩M ep ，如图 1- 3- 3a 所示，则扭转屈服应力为6M epsWp经过 A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图1- 3- 3b 所示。若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图1- 7c 所示的情况，对应的扭矩Ts 为M eCBAM ebM esM epO图 1- 3- 2低碳钢的扭转图sssTTT（ a） T Tp（ b） TpT Ts（c） T Ts图 1- 3-3低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布d/2d/22dd34 Wp sTs2

17、 d2 s0s0s123由于 TsM es ，因此，由上式可以得到3 M ess4 Wp无论从测矩盘上指针前进的情况，还是从自动绘图装置所绘出的曲线来看，A 点的位置不易精确判定，而 B 点的位置则较为明显。因此，一般均根据由B 点测定的 M es 来求扭转切应力 s 。当然这种计算方法也有缺陷，只有当实际的应力分布与图1- 7c完全相符合时才是正确的， 对塑性较小的材料差异是比较大的。从图1- 6 可以看出，当外力偶矩超过M es 后，扭转角增加很快，而外力偶矩 M e 增加很小， BC 近似于一条直线。因此，可认为横截面上的切应力分布如图1- 7c 所示，只是切应力值比s 大。根据测定的试

18、样在断裂时的外力偶矩M eb ，可求得抗扭强度为3 M ebb4 Wp2. 测定灰铸铁扭转时的强度性能指标对于灰铸铁试样，只需测出其承受的最大外力偶矩M eb （方法同2），抗扭强度为M ebbWp由上述扭转破坏的试样可以看出：低碳钢试样的断口与轴线垂直，表明破坏是由切应力引起的；而灰铸铁试样的断口则沿螺旋线方向与轴线约成45角，表明破坏是由拉应力引起的。五、实验步骤7测量试样尺寸 在标距的两端和中间三个位置上，沿互相垂直的方向，测量试样的直径，以计算试样的平均直径。安装试样在试验机上正确安装试样，做好试验准备加载均匀缓慢加载，直至扭断，记录屈服及最大力偶矩。六、实验数据记录与计算1. 测定低

19、碳钢和灰铸铁扭转时的强度性能指标表 1- 3- 1测定低碳钢和灰铸铁扭转时的强度性能指标试验的数据记录与计算材料低碳钢灰铸铁试样尺寸直径 dmm直径 dmm实验后的试样草图屈服扭矩 Ts最大扭矩 Tb扭转屈服应力实验数据s0.75Ts / Wp抗扭强度b0.75Tb / WpN mN m最大扭矩TbN mMPa抗扭强度bTb /WpMPaMPa六、思考题比较低碳钢与灰铸铁试样的扭转破坏断口，并分析它们的破坏原因。、如用木材或竹材制成纤维平行于轴线的圆截面试样，受扭时他们将按怎样的方式破坏？8第二章电测法应力分析实验电测法是实验应力分析中应用最广泛和最有效的方法之一，广泛应用于机械、土木、水利、

20、材料、航空航天等工程技术领域，是验证理论、检验工程质量和科学研究的有力手段。第一节矩形截面梁的弯曲正应力实验一、实验目的1. 熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法。2. 测量矩形截面梁在纯弯曲和横力弯曲时横截面上的正应力分布。二、实验设备和仪器1. WYS-1型材料力学实验台。2. 程控静态电阻应变仪。3. 十字起三、实验原理及方法实验装置如图 2- 1所示，矩形截面梁采用低碳钢制成。在梁发生纯弯曲和横力弯曲变形段的侧面上，分别沿与轴线平行的不同高度的线段上各粘贴五个应变片作为工作片，另外在与梁同材料钢片上粘贴两个应变片作为温度补偿片。将工作片和温度补偿片的引线以半桥形式分别接入电阻

21、应变仪面板上的通道中，组成1/4 电桥（其中工作片的引线接在每个电桥的A 和 B 端，温度补偿片接在面板专用补偿端口上）。当梁在载荷作用下发生弯曲变形时，工作片的电阻值将随着梁的变形而发生变化，通过电阻应变仪可以分别测量出各对应位置的应变值实 。根据胡克定律，可计算出相应的应力值实E 实式中， E 为梁材料的弹性模量。梁在弯曲变形时，横截面上的正应力理论计算公式为理M y式中： I z bh 3 /12 为梁的横截面对中性轴的惯性矩；I zy 为中性轴到欲求应力点的距离。M 纯=P*a/2 ；M 横 =P*(a-c)/2 ，四、实验步骤与仪器使用实验中每个实验台配两台电阻应变仪和一块温度补偿片

22、，分别接纯弯曲和横力弯曲，同时测试。1 、打开电阻应变仪电源，预热30min 。2、 边预热边接线。按应变仪图示的 1/4 桥接法连接应变片。图 2-13、应变仪参数设置。1)按 R ：设内部电阻，按应变片的电阻值设定。（一般 R=120）；2) 按 K ：设置灵敏系数，等于应变片的灵敏系数；3) 按 BRID ：设置桥路形式， 1-1/4 桥， 2- 半桥， 4- 全桥 ；94 、各点平衡。按BAL 键，再依次按数字键选择相应测点，即可对该点自动平衡。此时仪器会显示相应点的初始不平衡量，并贮存于仪器内。若显示的数值为稳定值，表示接线良好，加入下一步。5、按 MEAS 键；若平衡，各点的显示值

23、基本为0，否则检查接线，重复第-步。、 数据测量。摇动手轮缓慢加载，采用等量逐级加载（取F 1kN ， Pmax=5KN ），每增加一级载荷，分别记录各点的应变值。 （注意正负号）、 实验完毕。关电源，缓慢卸载，拆除连线，整理仪器归位，结束实验。五、注意事项1. 加载时要缓慢，防止冲击。2. 读取应变值时，应注意保持载荷稳定。3. 各引线的接线柱必须拧紧，测量过程中不要触动引线，以免引起测量误差。六、实验数据的记录与计算表 2-1-1矩形截面梁纯弯曲实验的数据记录与计算材料常数：EGPa梁的尺寸： amm， bmm， c= mm， l=mm， hmm， k=I zmm4，测点应变1 点2 点3

24、 点4 点5 点6 点7 点8 点()y1=y 2=y 3=y 4=y 5=y 6=y 7=y 8=载荷 ( kN )读数读数读数读数读数读数读数读数读数12345i12345678实 EM y理Iz误差（ %）表 2-1-2矩形截面梁横力弯曲实验的数据记录与计算10材料常数：EGPa梁的尺寸： amm， bmm， c=mm， l=mm， hmm， k=I zmm4，测点应变1 点2 点3 点4 点5 点6 点7 点8 点()y1=y 2=y 3=y 4=y 5=y 6=y7=y 8=载荷 ( kN )读数读数读数读数读数读数读数读数读数12345i12345678实 EM y理Iz误差（ %

25、）11第二节薄壁圆筒的弯扭组合实验一、实验目的1、测定圆筒在弯扭组合变形下一点处的弯矩、扭矩及主应力。2、进一步熟悉电测法和静态电阻应变仪的使用方法。二、实验设备和仪器1. 弯扭组合变形实验装置。2. 程控静态电阻应变仪。三、实验原理及方法（一）弯扭圆筒实验装置及布片：如图 2-2-1 所示：(a) 实验装置示意图（ b）m点的应力状态（ c） m，m贴片图（d）T 引起 45°方向主应力和主应变图 2-2-2弯扭圆筒实验装置1、主应力测定：12在组合变形条件下，测定测点任意三个方向应变即可计算主应变，主方向及主应力，如图（ C） m点的三个应变为45 、45、 0。则主应变1454

26、5222（1）245045032主方向tan 204545204545E11213主应力E2-2-2（ 2）（ 3）323112、弯距 M测定：（见图（ C）在图（ C）贴片情况下，由弯距引起X 方向的应变为b 及 b ' ，故利用 1/4 桥接法可得加载时应变仪读数。MWE0 =E* （b -b ' ） /2故实测弯距ME 0 W =W* E* （b -b' ） /2，3、扭距 T 测定：（见图（ C） , （ d）WD 4d 432D根据图（ d）的应力状态分析1同理2由 1/4 桥接法可得：45 、45 ， 3，131；1E EE1 。E同时TE 111Wt因而可

27、得TE rWt ，Wt( D 4d 4 )4 116D四、实验步骤1、以砝码盘加力杆自重作为初载荷0 F ，试验分五级加载，每次加一块（1Kgf ）砝码，至少重复加13载二次，记录每次载荷下的应变， 以观察应变是否按线性变化，最后用最大应变值计算1、 3、01 、1 、3、M、T。并和 1理 、 M 理 、 T理 相比较。五、实验数据的记录与计算表 2-2-1试样尺寸及相关常数实验设备编外径内径弯矩力扭矩力弹性模泊松比应变计号D/mmd/mm臂 L/mm臂 a/mm量uKE/GPaNO.表 2-2-2测试数据（一次加载参考表格）载荷kN应变（10 6）45o0 o45oMT1Kgf2 Kgf3

28、 Kgf4 Kgf5 Kgf表 2-2-3计算（取最大载荷下的应变计算）计算项目30 （度）（ MPa )(MPa )M ( N m)T (Nm)112实测值理论值误差（）六、注意事项1.加载时，最大载荷不得超过5000N 。2. 应变片接入电阻应变仪的位置应正确，接线应可靠。3. 注意半桥和全桥接法的不同。4. 选择通道接好电桥后，加载前应将各点逐一平衡，使电阻应变仪显示表显示为零。14第三节力传感器原理实验根据传感器的工作原理制作等强度梁力学传感器。要求分析等强度梁受力特点，自行贴应变片、连接应变仪、测试、分析、处理，并提交实验报告或小论文。一、 实验目的1. 进一步熟悉电测法的基本原理和

29、静态电阻应变仪的使用方法，训练电阻应变测量技术中的组桥技巧。2. 学习应变片贴片技术。3. 测定等强度梁上粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变（应力）相等。4. 用电测法测量待测重物的重量P。二、 实验装置、仪器与提供的条件1. 等强度悬臂梁实验装置 (图 5-1)。2. 静态电阻应变仪。3. 游标卡尺和卷尺。4. 砝码和待测重物。5. 划线尺三、 实验内容与要求1. 根据实验目的，思考并拟定实验方案。2.独立完成实验，包括测量梁的几何尺寸( l 、 a 、 b0 、 b2 和 h )、应变片粘贴、接线、加载、读取和记录实验原始数据、计算实验结果等。3.现场计算出悬臂梁所用材料的弹性

30、模量 E 和待测重物的重量 P 的测量结果，经教师审核认可后，结束实验，使实验装置和仪器复原。砝码图 2- 3- 1等强度梁实验装置15zlAaBCb0b2xb1 (x1 )PABChxx1x 2y图 2- 3- 2等强度梁的尺寸四、实验报告要求画出用电测法测量待测重物的重量P 的应变片组桥接线图，待测重量P 的表达式。整理实验数据，求出待测重量P。五、提示如图 2- 3- 3 所示，即贴应变片等强度梁力传感器原理。梁厚为h，梁长为 l ，固定端宽为b0，自由端宽为b。梁的截面成等腰三角形，集中力作用在三角形顶点，梁内各横截面产生的应力是相等的，表面上任意位置的应变也相等，因此称为等强度梁。梁

31、的各点由于应变相等，故粘贴应变片的位置要求不严格。其表面应变为6FlEb0h 2 E图 2- 3-316附录 A万能试验机介绍1 ） 机械液压式万能试验机测定材料的力学性能的主要设备是材料试验机。常用的材料试验机有拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、 冲击试验机、疲劳试验机等。 能兼作拉伸、 压缩、弯曲等多种实验的试验机称为万能材料试验机，或简称为万能机。供静力实验用的万能材料试验机有液压式、机械式、 电子机械式等类型。现以国产WE 系列为例介绍液压式万能材料试验机。图1- 1- 3 为这一系列中最常见的WE 100A 、300、 600 试验机，其结构简图如图1-1-3、1-1-4所示。现分

32、别介绍其加载系统和测力系统。加载系统在底座 1 上由两根固定立柱 2 和固定横梁3 组成承载框架。工作油缸4固定于框架上。在工作油缸的活塞5 上，支承着由上横梁6、活动立柱7 和活动平台8 组成的活动框架。当油泵 16 开动时， 油液通过送油阀17，经送油管 18 进人工作油缸， 把活塞 5 连同活动平台 8 一同顶起。这样，如把试样安装于上夹头 9 和下夹头 12之间，由于下夹头固定，上夹头随活动平台上升，试样将受到拉伸。若把试样置放于两个承压垫板11图1图 1-1-3图 1-1-4之间，或将受弯试样置放于两个弯曲支座10 上，则因固定横梁不动而活动平台上升，试样将分别受到压缩或弯曲。 此外

33、，实验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离，则可开动电机14，驱动螺杆13，17便可使下夹头12 上升或下降。但电机14 不能用来给试样施加拉力。测力系统加载时，开动油泵电机，打开送油阀17，油泵把油液送人工作油缸4顶起工作活塞5 给试样加载；同时，油液经回油管 19及测力油管 21( 这时回油阀 20 是关闭的，油液不能流回油箱37) ，进入测力油缸 22，压迫测力活塞23，使它带动拉杆 24 向下移动，从而迫使摆杆26 和摆锤25 联同推杆27 绕支点偏转。推杆偏转时，推动齿杆28 作水平移动，于是驱动示力盘的指针齿轮，使示力指针29 绕示力度盘 30 的中心旋转。示力指针旋转的角度与测力油

34、缸活塞上的总压力( 即拉杆 24 所受拉力 ) 成正比。因为测力油缸和工作油缸中油压压强相同，两个油缸活塞上的总压力成正比( 活塞面积之比 ) 。这样，示力指针的转角便与工作油缸活塞上的总压力，亦即试样所受载荷成正比。经过标定便可使指针在示力度盘上直接指示载荷的大小。试验机一般配有重量不同的摆锤，可供选择。对重量不同的摆锤，使示力指针转同样的转角，所需油压并不相同，即载荷并不相同。所以，示力度盘上由刻度表示的测力范围应与摆锤的重量相匹配。以 WE 300 试验机为例，它配有A、B、C 三种摆锤。摆锤A 对应的测力范围为0 60kN，A 十B 对应 0 150kN， A 十 B+C对应 0 30

35、0kN。开动油泵电机，送油阀开启的大小可以调节油液进人工作油缸的快慢，因而可用以控制增加载荷的速度。开启回油阀20，可使工作油缸中的油液经回油管19 泄回油箱37，从而卸减试样所受载荷。实验开始前，为消除活动框架等的自重影响，应开动油泵送油，将活动平台略微升高。然后调节测力部分的平衡铊 31，使摆杆26 保持垂直位置，并使示力指针指在零点。试验机上一般还有自动绘图装置。它的工作原理是，活动平台上升时，由绕过滑轮(1) 和 (2) 的拉绳 33 带动滚筒 32 绕轴线转动，在滚筒圆柱面上构成沿周线表示位移的坐标；同时，齿杆26 的移动构成沿滚筒轴线表示载荷的坐标。这样，实验时绘图笔 34 在滚筒

36、上就可自动绘出载荷位移曲线。当然，这只是一条定性曲线，不是很准确的。操作规程及注意事项首先检查夹头式样是否匹配，配重盘是否合适；确定：阀门开关关闭，电机开关关闭，回油缓冲器回到零位。开电源，再开动油泵电机。约5 分钟，待油泵工作正常后，缓慢开启送油阀，将活动平台升高约 lcm ，以消除其自重。然后关闭送油阀，通过螺杆调整示力度盘指针使它指在零点，将从动指针与之靠拢。安装拉伸试样，开动下夹头升降电机以调整下夹头位置，下移足够空间。式样先安装于上夹头，然后开动升降电机，上移下夹头至合适位置，关电机按钮。然后夹紧下夹头。 （下夹头升降电机不能受力，否则会烧毁电机。 ）缓慢开启送油阀，平稳加载，直至拉

37、断。 （应避免油阀开启过大进油太快，注意不要触动摆杆或摆锤。）关送油阀，取试件。缓慢开回油阀，使活动平台与摆锤缓慢回落至 lcm 处，关油泵。（全班做完后，将活动平台回落到 0 点，关油泵，关总电源。 ）2) WDW E100 电子万能试验机操作规程根据试样的形状、尺寸及试验目的更换传感器插头及合适的夹具。打开主机变压器、控制箱开关，进入预热状态。开启计算机，点击桌面”testsoft”图标，按空格键进入WDW界面。18点击“脱机”点击“启动”点击“方案” ：选择“低碳钢拉伸” 、“常温拉伸”点击“试样信息” ，进行“修改”与“添加” 。点击“遥控盒” ，即可通过手动遥控盒调节上夹头的位置装夹

38、试样选择“手动”点击“清零” ，使界面各数据归零点击“试验开始” 。材料屈服前可用 2 5mm/min速度；材料进入强化阶段后可用 10 20mm/min 速度加载。（对金属材料测 E 时用 0.1 0.2mm/min 速度，甚至 0.05mm/min 速度加载；）对于其它材料，按照相应的标准规定的速度执行。试样断裂后 , 试验机自动停机。在界面“数据库”中调出试验数据，在曲线图上找出屈服点和极限点（移动鼠标在曲线上点击即可） ，记录屈服载荷和强度载荷。选打印项即可打印出曲线图。试验结束。取下试样，测量参数。B扭转试验机介绍扭转试验机用于测定金属或非金属试样受扭时的力学性能。现以NJ 100B

39、 型扭转试验机为例，说明扭转试验机的结构及工作原理。该试验机能在正、反两个方向施加扭矩；采用电子平衡测力系统，精度较高； 用可控硅无级调速控制加载，可使加载平稳， 试验速度宽广。 最大扭矩为 1 000N·m，分四级度盘，它们是0 100N· m，0 200N·m， 0500N· m； 0 1 000N · m。一、加载系统安装于溜板 3上的加载机构 ( 图 1-3-4)由轴承支承于导轨2 上，可自由滑动。直流电机4 通过图 1-3-4减速箱 5 的两级减速带动夹头 6 转动，从而对安装于夹头6和 8间的试样 7施加扭矩。面板上按钮12 控制试

40、验机的正、 反加载和停车。 加载速度分0 36( ) min和 0360(*)min 两档，由转速选择开关13 选择，多圈电位器14 调节。二、测力系统测力机构为杠杆电子自动平衡系统，示意图如图 1-3-5示。由夹头 8 递来的扭矩 T 转动杠杆 20( 或反向杠杆21) ，带动变支点杠杆22，使拉杆23 以载荷 P 作用于平衡杠杆24上，平衡杠杆绕支点转动，右端上翘推动差动变压器25，变压器铁芯因位移发出的信号经放大器26使伺服电机27 转动，拖动钢丝 29 拉着游铊 30 移动。直到游铊的重力 G对支点的力矩 Cs Pr 时，平衡杠杆恢复为水平平衡位置，差动变压器铁芯回到初始位置，无信号输

41、出，图 1-3-5伺服电机停止转动。 可见扭矩 T 的大小与通过杠杆传递的拉力载荷 P 成正比，而 P 又与游铊的位移 s成正比。 游铊的移动经钢丝29带动绳轮 32和指针33 旋转，旋转的角度自然正比于游铊的位移s。经过标定，指针便可在示力度盘34 上指示出T 的数19值。当需要变换示力度盘时，转动量程选择旋钮35，经链条 36 和锥齿轮37 带动凸轮轴38，使凸轮轴上的不同凸轮与杠杆22 上的不同支点接触。这样便可改变杠杆22 上力臂的比值，以改变测力范围。三、记录装置绳轮 32 旋转时，通过钢丝43 带动记录笔42 沿记录筒44 的轴线方向移动，按比例地记录扭矩T 的数值。随着主动夹头6 的转动，装于减速箱5 上的自整角发送机45 不断发出信号，经放大器46驱动伺服电机47 带动自整角变压器48 转动，通过齿轮50 使记录筒旋转。这样，记录笔沿记录筒圆周方向的移动，按