材料力学指导书(单)
12页1、材料力学实验指导书机电及自动化学院20103地点:f3-104机电及自动化学院材料力学实验指导书1材料力学 (工程力学)俞 铁 岳绪 言实验在材料力学中占有相当重要的地位,它是材料力学教学中一个必不可少的重要环节。材料力学中的很多定律,结论材料的机械性能,都要通过实验来加以验证和测定。力学实验的内容是很广泛的,但就材料力学来说按实验的性质可以分为三类:1、测定材料机械性能的试验。这一类试验包括各种材料的轴向拉伸、轴向压缩,扭转剪切、冲击和硬度等试验。材料的机械特性及有关的数值在工程中是设计各种构件必不可少的依据。2、验证理论的实验。如本课程中梁的正应力实验,梁的弯曲变形实验等。3、实验应力分析。即用实验的方法来解决应力分析的问题,其中主要的有电测法,光弹性法,脆性涂层法,网格法等。实验(一) 拉伸与压缩实验一、目的1. 了解电子式材料试验机的工作原理和操作方法。2. 在试验机上做低碳钢、铸铁的拉伸和压缩试验。3. 采集、整理实验数据,写出实验报告。二、仪器设备1. 电子式材料试验机2. 游标卡尺三、试件试件的尺寸和形状必须按照国家统一的“标准试件” 。拉伸试件一般两种形式。1. 十倍试
2、件:当为圆截面时 L=10d(长试件)当为矩形截面时 L=11.3 A2. 五倍试件:当为圆截面时 L=5d(短试件)当为矩形截面时 L=5.65金属压缩试件通常采用圆柱形试件,一般规定高度 h 与直径 d 之比为 1 3hLOL 压缩试件拉伸试件 四、试验步骤1. 量测试件两打点标距 L0,准确到 0.1。2. 用游标卡尺在试件标距内的两端及中间三处截面,量测出直径(每处截面相互垂直方向各量一次) ,准确到 0.02,三处截面各取平均值,取其中最小一处的平均直径作为计算直径 d,然后代入进行计算。3. 估计试件受拉破坏的最大荷载,在试验机上选取合适量程。机电及自动化学院材料力学实验指导书2例如:A3 钢=( 380480)Mpa0.785C40KN ,则 Pmax 不会超过 40KN,即可选取试验机的合适量程。4. 开机调零 低碳钢拉伸5. 安装试件:先将试件安装在试验机的上夹头,再调整下夹头到合适位置,并夹紧试件下端。注意,当试件夹紧后,切勿再升、降下夹头,以免电动机烧坏。6. 完成以上步骤,并经教师检查后,按试验机操作规程要求加载。观察计算机操作界面及图形,材料开始发生屈服,注意
3、观察图形中的屈服区及它的下限,即为屈服下限,记下这荷载 PS(计算机自动记录) ,继续加载,材料进入强化阶段。7. 观察颈缩现象:在强化阶段末期,试件发生局部变形,在某一小段范围内局部明显变细,最后试件在细颈处断裂,这时,计算机可以自动记录下最大荷载 Pb。8. 取下拉断后的试件,观察断口形状,然后将断口对齐,对接起来,再量测出试件拉断后的标距 L 和细颈处的最小直径 d,并记录之。 铸铁拉伸方法步骤与低碳钢拉伸同。缓慢、均匀地加载直至试件拉断,停车,记录下最大荷载Pb,观察断口形状,并与低碳钢试件断口加以比较。 压缩:为了使试验符合轴向压缩,试件两端面必须相互平行,且与试件轴线垂直。由于低碳钢为塑性材料,在受压缩过程中,试件的截面面积不断増大,増大的面积能承受更大的荷载,所以不能测得强度极限,只能测得屈服极限。铸铁为脆性材料,压缩时在没有明显变形时就突然破坏,可以测得强度极限。试验步骤:1. 量测出试件直径。2. 分别将低碳钢和铸铁放在试验机压座正中,缓慢且均匀地加载。对于低碳钢可以观察到屈服点,记下屈服荷载 PS,继续加载可以观察到试件由圆柱体变成腰鼓状,最后成薄饼状。3. 铸铁由
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