材料力学实验报告.docx
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材料力学实验报告
材料力学实验报告
班级：
姓名：
学号：
福建工程学院土木工程系
试验一
钢材拉伸和压缩实验
试验二
弹性模量E和泊松比：
测定实验
实验三
材料扭转实验
实验四
纯弯曲正应力实验
实验五
弯扭组合变形实验
实验六
压杆稳定实验
实验一
拉伸和压缩实验报告
班级:
姓名：
、实验目的
、实验设备
三、试件形状简图
四、试件原始尺寸
1、拉伸试件
材料
原始标距
lo（mm）
直
径d0（mm）
最小横截面积（mm2）
截面I
截面n
截面川
⑴
⑵
平均
⑴
⑵
平均
⑴
⑵
平均
低碳钢
铸铁
2、压缩试件
材料
长度L（mm）
直
径d0（mm）
截面面积A0
（mm2）
⑴
⑵
平均
低碳钢
铸铁
五、实验数据
1、拉伸实验
材料
屈服荷载Ps或Psl（kN）
最人荷载
Pb（kN）
断后标距
li（mm）
断裂处最小直径di（mm）
⑴
⑵
平均
低碳钢
铸铁
2、压缩实验
材料
屈服荷载Psc（kN）
最大何载P
bc（kN）
低碳钢
铸铁
六、作图（定性画，适当注意比例，特征点要清楚）
拉
低碳钢
仲
铸
铁
压
低碳钢
缩
铸
铁
七、材料拉、压力学性能计算
项目
低碳钢
铸
铁
计算公式
计算结果
计算公式
计算结果
屈服极限
◎s或▽SL（MPa）
强度极限
阵（MPa）
延伸率do（%）
截面收缩率屮（%）
压缩屈服极限
◎sc（MPa）
压缩强度极限
%c（MPa）
八、问题讨论
根据实验结果、判断选择下列括号中的正确词：
铸铁拉伸受（拉、剪）应力破坏；
铸铁压缩受（剪、压）应力破坏；
铸铁抗拉能力（大于、小于、等于）抗压能力；
低碳钢抗剪能力（大于、小于、等于）抗拉能力；
低碳钢的塑性（大于、小于、等于）铸铁的塑性；
若制造机床的床身，应该选择（铸铁、钢）为材料；若制造内燃机汽缸活塞杆，应该选择（铸铁、钢）为材料。
实验二
弹性模量E和泊松比：
测定实验报告
、实验目的
、实验设备
三、试件尺寸
材料
断面尺寸d（mm）
截面积（mm2）
宽
厚
铝合金
四、实验数据和计算
序号
应变读数
载荷
轴向应变（
曲=10丄）
横向应变（
缶=10』）
P（N）
△P（N）
Pd
Mpd
gpd
mpd
初载
1
2
序号
应变读数
载荷
轴向应变（缶=10-）
横向应变（缶=10卫）
P（N）
△P（N）
夕d
ASpd
Spd
△名Pd
3
4
5
6
7
8
—
均值
△P均
（N）
△名pd
△名pd
实验结果：
E计算公式
V计算公式
E计算结果
（MPa）
V计算结果
实验三
材料扭转实验报告
、实验目的
、实验设备
三、试件尺寸
材料
试件直径d（mm）
抗扭截面模量
3Wp（mm）
截面I
截面n
截面川
低碳钢
铸铁
四、实验数据记录
项目
材料
低碳钢
铸铁
参加扭转长度
1
l（mm）
屈服扭转
Ts（Nm）
破坏扭转
Tb（Nm）
破坏时扭转角
*（°）
五、材料扭转力学性能计算
项目
低碳钢
铸铁
计算公式
计算结果
计算公式
计算结果
扭转屈服极限
J（MPa）
扭转强度极限
珂（MPa）
破坏时单位扭角
0（°/mm）
六、作图（定性画，适当注意比例，特征点要清楚）
线曲
-
T
低碳钢
铸铁
实验四
纯弯曲正应力实验报告
、实验目的
、实验设备
二、记录
1、试件梁的数据及测点位置
物理量
几何量
材料：
弹性模量：
E=MPa
梁宽b=mm
梁高h=mm
距离a=mm
跨度L=mm
惯矩IZ=cm4
测点位置
布片图测点号坐标（mm）
1yi=
测点号
1
2
3
4
5
6
7
8
次
、应变（M）荷载（N）-\.
£
?
£
£
?
£
£
?
£
£
?
£
£
?
£
£
?
£
£
?
£
£
?
£
I
0
1000
2000
3000
n
0
3000
出
0
3000
三次应变平均值©
cr=E呂（MPa）
如有帮助，欢迎下载支持。
最大荷载：
Pmax=N
最大弯矩：
Mmax=Pmax•a=N•mm四、实验结果的处理
1描绘应变分布图
根据应变实测记录表中第I次实验的记录数据，将1000N、2000N和3000N荷载下测得的各点应变值分别绘于图3-1方格纸上。
用“最小二乘法”求最佳似合直线，设拟合各实测点的直线方程为；二ky
式中；一
各测点的应变值；
y
—各测点的坐标（离中性轴的距离）
k-
梁弯曲变形的曲率（待定系数）。
则
\=i-ky：
77
Q=v*八"出i-ky：
i=1
i=1
'iYi-k'
2
i=1
iYi
2
Yi
i=1
2
Yi
iJ
由此求出在荷载1000N、2000N和3000N下的三个直线方程为
1000N
2000N
3000N
同时作直线于图3-1中。
2、实测应力分布曲线与理论应力分布曲线的比较
根据应变实测记录表中各点的实测应力值，描绘实测点于图3-2方格纸上。
乘法”求最佳似合直线：
二二my。
“最小
iYi
i=1
Yi
并作直线（画实线）于图3-2中。
同时画出理论应力分布直线（画虚线）
图3-1应变分布图
3、实验值与理论值的误差（见下表）
测点号
1
2
3
4
5
6
7
拟合线上应力值
1
0实（MPa）
理论值
tr理=——（MPa）
Iz
误差
口理—口实
X100%
D理
五、问题讨论
根据所绘制的应变分布图试讨论以下问题：
（1）沿梁的截面高度，应变是怎样分布的?
2）随荷载逐级增加，应变分布按怎样规律变化的？
3）中性层在横截面上的什么位置？
4）试求泊松比。
实验五
弯扭组合变形实验报告
、实验目的
、实验设备
三、试件尺寸、
材料
物理量
几何量
试件计算长度1=
mm
材料：
加力杆长度
a=
mm
试件外径
D=
mm
弹性模量：
E=泊松比：
9=
MPa
试件内径
d=
mm
试件壁厚
t=
mm
截面抵抗矩
w=
3mm
截面抵抗矩
wT=
mm3
四、计算
（1）写出计算公式
理论计算
应力分量
=
Jy=5=
主应力
=
^3=
主方向
^0=
实测
主应变
可=
计
算
$3=
主应力
W=
6=
主方向
a0=
（2）计算结果比较
弯曲与扭转组合变形实验数据记录表
次
序
\应变值
\（―）
荷载值（N）
B
D
-45
（R4）
0
（F5）
45
（RO
-45
（R10）
0
（R1）
45
（R2）
£
（ge）
?
£
（g£）
£
（ge）
?
£
（ge）
£
（g£）
?
£
（g£）
£
（g£）
?
£
（g£）
£
（g£）
?
£
（g£）
£
（g£）
?
£
（g£
1
0
60
120
180
240
300
2
0
300
3
0
300
三次差值的平均值
实验值与理论值的比较
测点
比较内容
理论值
实验值
误差百分率
B
主应力b1
D理一D实
实X100%
主应力▽3
1UU/O
◎理
主方向G0
Ct理一Ct实
理二X100%=
90
D
主应力CT1
口实一理
實100%
主应力▽3
石理
主方向。
0
Ct理一Ct实
二X100%=
90
五、作图
根据实测结果在原始单元体图上画主单元体，并注明主应力的大小和方向
六、问题讨论
（1）本实验中，如果在B、D两测点处，只用两片电阻应变片测定该点处的主应力，试问两片应变片的粘贴方向应如何？
（2）本实验中，若试件在弯扭的同时，管内再施加内压力p。
试写出BD两测点的主应力大小和方向的理论计算公式。
实验六
压杆稳定实验报告
班级：
姓名：
、实验目的
、实验设备
三、试件尺寸
物理量
几何量
材料：
弹性模量：
E=MPa
试件宽度b=mm
试件厚度t=mm
试件长度l=mm
四、记录
序号
载荷（N）
读数应变（卩）
P
AP
&d
△&d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
五、实验结果处理
Q（N）
Pd
实验测得的临界力Pcr实二
实验值与理论值的比较:
六、问题讨论
1、两端铰支的中心压杆在压力小于临界力时为什么也有侧向挠度？
2、从实测所得的Q—心图中可以看到，两者的关系是非线性的，问杆内的应力是否
还属于弹性范围？
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