材料力学实验ppt课件

资料力学实验资料力学实验n冯天涛n山东农业大学机械与电子工程学院实验工程实验工程实验一实验一 拉伸实验拉伸实验实验二实验二 紧缩实验紧缩实验实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的测定实验拉伸时资料弹性常数的测定实验实验四实验四 剪真实验剪真实验 实验五实验五 冲击实验冲击实验 实验一实验一 拉伸实验拉伸实验一、实验目的一、实验目的1了解万能资料实验机的任务原理，掌了解万能资料实验机的任务原理，掌握操作规程及运用时的本卷须知。握操作规程及运用时的本卷须知。2测定低碳钢的屈服极限、强度极限、测定低碳钢的屈服极限、强度极限、伸长率、断面收缩率。伸长率、断面收缩率。3测定铸铁的强度极限。测定铸铁的强度极限。4察看以上两种资料在拉伸过程中的各察看以上两种资料在拉伸过程中的各种景象，并利用自动绘图安装绘制拉伸种景象，并利用自动绘图安装绘制拉伸图。图。5比较低碳钢与铸铁拉伸时的机械性质。比较低碳钢与铸铁拉伸时的机械性质。实验一实验一 拉伸实验拉伸实验二、实验设备和量具二、实验设备和量具1、量具：游标卡尺、钢尺、分规。、量具：游标卡尺、钢尺、分规。2、设备：万能资料实验机。、设备：万能资料实验机。三、实验原理三、实验原理1为了检验低碳钢拉伸时的机械性质，为了检验低碳钢拉伸时的机械性质，应使试样轴向受拉直到断裂。应使试样轴向受拉直到断裂。2铸铁属脆性资料，轴向拉伸时，在变铸铁属脆性资料，轴向拉伸时，在变形很小的情况下就断裂，故测定其抗拉形很小的情况下就断裂，故测定其抗拉强度极限。强度极限。实验一实验一 拉伸实验拉伸实验实验一实验一 拉伸实验拉伸实验四、实验试样四、实验试样五、实验方法及步骤五、实验方法及步骤 1低碳钢试样的拉伸实验低碳钢试样的拉伸实验 1测定试样的截面尺寸测定试样的截面尺寸 实验一实验一 拉伸实验拉伸实验五、实验方法及步骤五、实验方法及步骤 2试样标距长度试样标距长度l0之间用分划器等分之间用分划器等分10格或格或20格，并刻出分格线，以便察看格，并刻出分格线，以便察看变形分布情况，测定延伸率。变形分布情况，测定延伸率。3根据低碳钢的强度极限，估计加在根据低碳钢的强度极限，估计加在试样上的最大载荷，据此选择适当的机试样上的最大载荷，据此选择适当的机器量程。器量程。4试车正常后，正式实验开场，自动试车正常后，正式实验开场，自动绘制拉伸图。绘制拉伸图。5)计算屈服极限、强度极限、延伸率计算屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率。和断面收缩率。实验一实验一 拉伸实验拉伸实验低碳钢拉伸图低碳钢拉伸图 实验一实验一 拉伸实验拉伸实验五、实验方法及步骤五、实验方法及步骤 2灰铸铁试样的拉伸实验灰铸铁试样的拉伸实验 灰铸铁试样是在非常微小的变形情况下灰铸铁试样是在非常微小的变形情况下忽然断裂的，断裂后几乎测不到残变形。忽然断裂的，断裂后几乎测不到残变形。对灰铸铁只需测定它的强度极限。对灰铸铁只需测定它的强度极限。实验一实验一 拉伸实验拉伸实验六、本卷须知六、本卷须知1未经指点教师赞同不得开动机器。未经指点教师赞同不得开动机器。2练习时要严厉遵守操作规程。操作者练习时要严厉遵守操作规程。操作者不得擅自分开支配台。不得擅自分开支配台。3要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓慢转动。卸载时也要用慢速。按规定将慢转动。卸载时也要用慢速。按规定将载荷卸到所需值。载荷卸到所需值。4试件安装必需正确、防止偏斜和夹入试件安装必需正确、防止偏斜和夹入部分过短景象。部分过短景象。5实验时听见异声或发生任何缺点，应实验时听见异声或发生任何缺点，应立刻停车。立刻停车。实验一实验一 拉伸实验拉伸实验七、思索题七、思索题1试比较低碳钢和铸铁的拉伸机械性质。试比较低碳钢和铸铁的拉伸机械性质。2从不同的断口特征阐明金属的两种根从不同的断口特征阐明金属的两种根本破坏方式。本破坏方式。3什么叫比例试件，它应满足什么要求？什么叫比例试件，它应满足什么要求？实验二实验二 紧缩实验紧缩实验一、实验目的一、实验目的测定紧缩时低碳钢的屈服极限和铸铁的强测定紧缩时低碳钢的屈服极限和铸铁的强度极限。度极限。察看低碳钢和铸铁紧缩时的变形和破坏景察看低碳钢和铸铁紧缩时的变形和破坏景象。象。二、实验设备和量具二、实验设备和量具 1、万能资料实验机、万能资料实验机 2、游标卡尺、游标卡尺实验二实验二 紧缩实验紧缩实验三、实验原理三、实验原理 当试件接受紧缩时，其上下两端面与实当试件接受紧缩时，其上下两端面与实验机支承垫之间产生很大的摩擦力，这验机支承垫之间产生很大的摩擦力，这些摩擦力妨碍试件上部和下部的横向变些摩擦力妨碍试件上部和下部的横向变形。当试件的高度相对添加时，摩擦力形。当试件的高度相对添加时，摩擦力对试件中部的影响将有所减小，因此抗对试件中部的影响将有所减小，因此抗压才干与试件高度和直径的比值有关。压才干与试件高度和直径的比值有关。低碳钢和铸铁等金属资料的紧缩试样普低碳钢和铸铁等金属资料的紧缩试样普通制成圆柱形，高与直径之比在通制成圆柱形，高与直径之比在13 的范围内。目前常用的紧缩实验方法是的范围内。目前常用的紧缩实验方法是两端平压法。两端平压法。实验二实验二 紧缩实验紧缩实验四、实验步骤四、实验步骤 1、低碳钢试样的紧缩实验、低碳钢试样的紧缩实验 1测定试样的截面尺寸测定试样的截面尺寸 用游标卡尺丈量试件两端及中部三用游标卡尺丈量试件两端及中部三处截面的直处截面的直 径，取三处中最小一处的平径，取三处中最小一处的平均直径来计算截面面积。均直径来计算截面面积。2实验机的预备。实验机的预备。选择测力度盘。调整指针，对准零选择测力度盘。调整指针，对准零点，并调整自动绘图器。点，并调整自动绘图器。实验二实验二 紧缩实验紧缩实验四、实验步骤四、实验步骤 3安装试件安装试件 将试件两端面涂以光滑剂，然后准确将试件两端面涂以光滑剂，然后准确地放在实验机球形承垫的中心处。地放在实验机球形承垫的中心处。4检查试车检查试车 5进展实验进展实验 缓慢均匀地加载，留意察看测力指缓慢均匀地加载，留意察看测力指针的转动情况和绘图纸上的紧缩图，以针的转动情况和绘图纸上的紧缩图，以便及时而正确地测定屈服载荷，并记录便及时而正确地测定屈服载荷，并记录下来。下来。实验二实验二 紧缩实验紧缩实验四、实验步骤四、实验步骤 2、铸铁试样的紧缩实验、铸铁试样的紧缩实验 铸铁试样紧缩实验的步骤与低碳钢紧缩铸铁试样紧缩实验的步骤与低碳钢紧缩实验根本一样，但不测屈服载荷而测最实验根本一样，但不测屈服载荷而测最大载荷。大载荷。实验二实验二 紧缩实验紧缩实验五、本卷须知五、本卷须知1未经指点教师赞同不得开动机器。未经指点教师赞同不得开动机器。2练习时要严厉要遵守操作规程。练习时要严厉要遵守操作规程。操作者不得擅自分开操作者不得擅自分开 支配台。支配台。3要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓慢转动。慢转动。卸载时也要慢速，按规定将载荷卸到卸载时也要慢速，按规定将载荷卸到所需值。所需值。4实验时听见异声或发生任何缺点，应实验时听见异声或发生任何缺点，应立刻停车。立刻停车。实验二实验二 紧缩实验紧缩实验六、思索题六、思索题1试分别比较低碳钢和铸铁在轴向拉伸试分别比较低碳钢和铸铁在轴向拉伸和紧缩下的力学性质。和紧缩下的力学性质。2由低碳钢和铸铁的拉伸和紧缩实验结由低碳钢和铸铁的拉伸和紧缩实验结果，比较塑性资料和脆性资料的力学性果，比较塑性资料和脆性资料的力学性质以及它们的破坏方式。质以及它们的破坏方式。3为什么铸铁试件在紧缩时沿着与轴线为什么铸铁试件在紧缩时沿着与轴线大致成大致成45的斜面破坏？的斜面破坏？实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的拉伸时资料弹性常数的测定实验测定实验一、实验目的一、实验目的 1在比例极限内，验证虎克定律。在比例极限内，验证虎克定律。2测定钢材的弹性模量测定钢材的弹性模量E以及泊松比。以及泊松比。3了解电阻应变仪的原理及运用方法。了解电阻应变仪的原理及运用方法。二、实验设备及仪器二、实验设备及仪器 1万能资料实验机万能资料实验机 2 静态电阻应变仪静态电阻应变仪实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的拉伸时资料弹性常数的测定实验测定实验三、实验原理三、实验原理 资料弹性常数资料弹性常数E及泊松比的测定，普通是在及泊松比的测定，普通是在比例极限以内的拉伸实验中进展的。为了保比例极限以内的拉伸实验中进展的。为了保证试件上被测部位的应力是均匀分布的。要证试件上被测部位的应力是均匀分布的。要求试件有一定的长度，丈量应变的方法很多，求试件有一定的长度，丈量应变的方法很多，这里采用电测法。这里采用电测法。FPE112实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的拉伸时资料弹性常数的测定实验测定实验四、实验步骤四、实验步骤1.丈量试件横截面的几何尺寸丈量试件横截面的几何尺寸b，h，求出面积，求出面积F=bh。2.熟习应变仪的运用和接线方法，并进展刻度读熟习应变仪的运用和接线方法，并进展刻度读数练习。数练习。3.接上纵向接上纵向“任务片任务片R1和和“补偿片补偿片R2，根，根据预定的载荷增量据预定的载荷增量P，逐级加载，记录相应，逐级加载，记录相应的读数，卸载。的读数，卸载。4以横向片替代以横向片替代“任务片任务片 R1，反复，反复3，测得，测得实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的拉伸时资料弹性常数的测定实验测定实验五、实验结果的处置五、实验结果的处置1.由由P，F算出算出,用测得在方格纸上按一定比用测得在方格纸上按一定比例画出图，察看各点能否近似于不断线，例画出图，察看各点能否近似于不断线，以验定虎克定律。以验定虎克定律。2.求出弹性模量和泊松比。求出弹性模量和泊松比。六、本卷须知六、本卷须知1未经指点教师赞同不得开动机器。未经指点教师赞同不得开动机器。2练习时要严厉要遵守操作规程。操作练习时要严厉要遵守操作规程。操作者不得擅自分开支配台。者不得擅自分开支配台。3要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓要慢速均匀加载，使测力指针匀速缓慢转动。卸载时也林用慢速。按规定将慢转动。卸载时也林用慢速。按规定将载荷卸到所需值。载荷卸到所需值。实验三实验三 拉伸时资料弹性常数的拉伸时资料弹性常数的测定实验测定实验六、本卷须知六、本卷须知4试件安装必需正确、防止偏斜和夹入试件安装必需正确、防止偏斜和夹入部分过短景象。部分过短景象。5实验时听见异声或发生任何缺点，应实验时听见异声或发生任何缺点，应立刻停车。立刻停车。七、思索题七、思索题1试件的尺寸和外形对测定弹性模量有试件的尺寸和外形对测定弹性模量有无影响？无影响？2实验时为什么要加初载荷？实验时为什么要加初载荷？实验四实验四 剪真实验剪真实验一、实验目的一、实验目的 测定低碳钢的剪切强度极限。并察看试测定低碳钢的剪切强度极限。并察看试样破坏情况。样破坏情况。二、实验设备二、实验设备 万能资料实验机万能资料实验机 剪切器剪切器 实验四实验四 剪真实验剪真实验三、实验原理三、实验原理 实践工程中的铆钉、销钉、键等联接件，实践工程中的铆钉、销钉、键等联接件，都直接接受剪切。此种联接件主要接受都直接接受剪切。此种联接件主要接受剪切和挤压变形，还伴随有弯曲作用，剪切和挤压变形，还伴随有弯曲作用，受力情况比较复杂。因此，在工程设计受力情况比较复杂。因此，在工程设计中对于上述联接件都是直接从剪真实验中对于上述联接件都是直接从剪真实验中测取金属资料的实践剪切强度极限来中测取金属资料的实践剪切强度极限来作为强度计算的根据。作为强度计算的根据。实验四实验四 剪真实验剪真实验四、实验步骤四、实验步骤1丈量试样截面尺寸。丈量试样截面尺寸。2选择实验机及所用量程。选择实验机及所用量程。3安装剪切器及试样，测读破坏载荷。安装剪切器及试样，测读破坏载荷。加载过程中利用自动绘图器察看大致的加载过程中利用自动绘图器察看大致的载荷载荷变形关系，结合示力指针前进变形关系，结合示力指针前进情况，粗略地断定试样开场进入全面屈情况，粗略地断定试样开场进入全面屈服时的载荷。服时的载荷。4实验终了，做好常规的清理任务。实验终了，做好常规的清理任务。实验四实验四 剪真实验剪真实验五、实验结果的处置五、实验结果的处置根据试件直径计算两倍的横截面面积。再根据试件直径计算两倍的横截面面积。再根据公式算出低碳钢的剪切强度极限。根据公式算出低碳钢的剪切强度极限。绘出试件断口形貌并进展分析。绘出试件断口形貌并进展分析。六、思索题六、思索题1低碳钢资料在剪切实验中，其剪切断低碳钢资料在剪切实验中，其剪切断口有何特点？口有何特点？2实践剪切与实际纯剪切有哪些区别？实践剪切与实际纯剪切有哪些区别？实验五实验五 冲击实验冲击实验一、实验目的一、实验目的 测定钢材与铸铁的冲击韧度，察看破坏情测定钢材与铸铁的冲击韧度，察看破坏情况，进展比较。况，进展比较。二、二、实验设备实验设备 冲击实验机。冲击实验机。实验五实验五 冲击实验冲击实验三、三、实验原理实验原理 变形速度不同，资料的机械性质也会随变形速度不同，资料的机械性质也会随之发生变化。在工程上常采用之发生变化。在工程上常采用“冲机韧度冲机韧度来表示资料抵抗冲击的才干。来表示资料抵抗冲击的才干。实验五实验五 冲击实验冲击实验实验五实验五 冲击实验冲击实验四、实验步骤四、实验步骤 1学习冲击实验机的运用。特别要严厉遵守学习冲击实验机的运用。特别要严厉遵守操作规程操作规程 2在安装试件之前先进展空打，记录实验机在安装试件之前先进展空打，记录实验机因摩擦阻因摩擦阻 力所耗费的能量，并校正零点。力所耗费的能量，并校正零点。3分别安装低碳钢分别安装低碳钢(或中碳钢或中碳钢)与铸铁试件，与铸铁试件，测定其冲击韧度。测定其冲击韧度。五、实验结果的处置五、实验结果的处置 根据试件折断所耗费的能量，计算低碳钢根据试件折断所耗费的能量，计算低碳钢(或或中碳钢中碳钢)与铸铁的与铸铁的k，并进展比较。，并进展比较。察看两察看两种资料断口的差别。种资料断口的差别。