海大材料力学实验报告书.docx

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海大材料力学实验报告书

材料力学实验报告书

姓名　　　　　　

班级　　　　　　

学号　　　　　　

成绩　　　　　　

中国海洋大学工程学院

拉伸和压缩实验

实验日期：

一、实验目的

二、主要仪器设备

三、实验原理简述

四、实验步骤

五、原始实验数据及结果处理

 1、试件尺寸

拉伸试件

材料

标距

L0

（mm）

直径d0（mm）

横截面积A0

（mm2）

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

直径

1

2

1

2

1

2

碳钢

平均

平均

平均

铸铁

平均

平均

平均

压缩试件

材

料

高

度

h

（mm）

直径d0（mm）

横截面积A0

（mm2）

1

2

碳钢

平均

铸铁

平均

 2、实验数据

数据

变形

材

料

屈服

载荷Ps（KN）

最大

载荷Pb（KN）

试验后

标距l1（mm）

断口处

直径d1（mm）

断口处

截面积A1（mm2）

拉伸

碳钢

铸铁

压缩

碳钢

铸铁

3、计算公式

强度：

σ=

断后延伸率：

δ=

断面收缩率：

ψ=

4、实验结果

数据

变形

材 料

强度指标

塑性指标

σs

（MPa）

σb

（MPa）

δ

（%）

ψ

（%）

拉伸

碳钢

铸铁

压缩

碳钢

铸铁

5、绘制应力-变形曲线图（碳钢拉伸、碳钢压缩、铸铁拉伸、铸铁压缩图，绘在同一座标系中，并应能大体体现出两种材料在拉、压时应力大小及变形大小的相对关系）

 6、试件破坏草图

材料

变形

碳钢

铸铁

拉伸

压缩

六、问题讨论

1．低碳钢和铸铁在拉伸及压缩时力学性质有何差异？

2．由拉伸试验所确定的材料机械性能在实际工程应用中有何价值？

3．为什么拉伸试验必须采用标准试件或比例试件？

材料和直径相同而所用标距方式不同（长比例试件及短比例试件）的试件，它们的延伸率是否相同？

为什么？

 4．铸铁压缩时的破坏形式说明了什么？

成绩

指导教师

拉伸时材料弹性模量的测定

实验日期：

一、实验目的

二、主要仪器设备

三、实验原理简述

四、实验步骤

五、原始实验数据及结果处理

1.试件相关数据

试件

厚度h（mm）

宽度b（mm）

横截面面积A0=bh（mm2）

截面

4.8

30

弹性模量E=210GPa

泊松比μ=0.26

2.实验数据

载荷（N）

P

1000

2000

3000

4000

5000

△P

1000

1000

1000

1000

轴向应变读数με

ε1

△ε1

△ε1平均值

ε1ˊ

△ε1ˊ

△ε1ˊ平均值

△ε1平均值△ε1平均值ˊ平均值

弹性模量计算

=

=

 成绩

指导教师

圆轴扭转实验

实验日期：

一、实验目的

二、主要仪器设备

三、实验原理简述

四、实验步骤

五、原始实验数据及结果处理

一、记录及结果

碳钢与铸铁材料扭转时的力学性能：

项目

试样材料

碳钢

铸铁

试样直径d（mm）

抗扭截面模量Wt（mm3）

相应于整个截面剪应力达到屈服点的扭矩Ts

破坏时的扭矩Tb

破坏时的总扭转角

碳钢：

扭转时的屈服极限

扭转时强度极限

铸铁：

扭转时强度极限

二、问题讨论

 1．低碳钢与铸铁试样破坏等情况有何不同？

为什么。

2．根据拉伸、压缩和扭转三种试验结果，综合分析低碳钢与铸铁的机械性质。

成绩

指导教师

纯弯曲梁正应力测定

实验日期：

一、实验目的

二、主要仪器设备

三、实验原理简述

四、实验步骤

五、原始实验数据及结果处理

试样材料低碳钢弹性模量E=210GPa

1、试样尺寸及贴片位置：

应变片至中性轴距离（mm）

梁的尺寸和有关参数

Y1

－20

宽度b=20mm

Y2

－10

高度h=40mm

Y3

0

跨度L=600mm

Y4

10

载荷距离a=125mm

Y5

20

弹性模量E=210GPa

泊松比μ=0.26

惯性矩Iz=bh3/12=1.067×10-7m4

2、梁弯曲时应变测试记录：

载荷

N

P

500

1000

1500

2000

2500

3000

△P

500

500

500

500

500

各

测点电阻应变仪读数

µε

1

εP

△εP

平均值

2

εP

△εP

平均值

3

εP

△εP

平均值

4

εP

△εP

平均值

5

εP

△εP

平均值

3、计算结果及误差：

序号

1

2

3

4

5

实

理

误差（%）

注：

相对误差=（

理—

实）/

理

4应力分布图：

（实线代表实测结果，虚线代表计算结果）

                                   y（mm）

σ（MPa）

六、问题讨论

 1、实验结果和理论计算是否一致？

如不一致，其主要影响因素是什么？

成绩

指导教师

材料在复杂受力状态下的应力分析

实验日期：

一、实验目的

二、主要仪器设备

三、实验原理简述

四、实验步骤

五、原始实验数据及结果处理

1、试件相关数据

圆筒的尺寸和有关参数

计算长度L=240mm

弹性模量E=210GPa

外径D=40mm

泊松比μ=0.26

内径d=35.8mm

扇臂长度a=250mm

2、实验数据记录（m点三个方向线应变）

载荷（N）

P

100

200

300

400

500

600

△P

100

100

100

100

100

电

阻

应

变

仪

读

数

45°

ε

△ε

平均值

0

ε

△ε

平均值

-45°

ε

△ε

平均值

3、计算公式：

（列出m点主应力及方向的实测值及理论值的计算计算公式）

4、计算结果及误差：

m点主应力及方向

比较内容

实验值

理论值

相对误差/%

σ1/MPa

σ3/MPa

α0/（°）

六、问题讨论

 1、试分析误差产生的原因。

成绩

指导教师