材料力学实验项目简介

一、实验目的

1、测定低碳钢的弹性模量E、屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率δ和断面收缩率Ψ。

2、测定铸铁的强度极限σb 。

3、观察低碳钢拉伸过程中的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。

4、 熟悉材料实验机和其它仪器的使用。

二、实验设备

1、WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机，WE-600型万能材料试验机，WDW-100型微机控制电子万能试验机。

2、游标卡尺。

3、引伸仪。

WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机

三、实验原理

常温下的拉伸实验可以测定材料的弹性模量E、屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率和断面收缩率等力学性能指标，这些参数都是工程设计的重要依据。

四、实验内容

弹性模量E、屈服极限σs 、强度极限σb 、延伸率和断面收缩率的力学性能指标的测定。

实验二 低碳钢和铸铁的压缩实验

2、游标卡尺。

WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机

三、试件介绍

根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。

四、实验原理

低碳钢的压缩实验是随着压力的增加，低碳钢的承载力也随之增加，一直到低碳钢材料发生屈服，这时对应的载荷即为屈服载荷Ps，此时屈服荷载Ps对应的应力就是屈服极限σs。

铸铁试件压缩时，在达到最大载荷Pb前出现较明显的变形然后破裂，此时最大荷载Pb对应的应力就是强度极限σb。铸铁试件最后略呈故形，断裂面与试件轴线大约呈45°。

五、实验内容

运用WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机来测定材料的屈服极限σs 、强度极限σb 。

实验三 纯弯曲梁的正应力实验

3、游标卡尺、钢板尺

组合实验台中纯弯曲梁实验装置 力和应变综合参数测试仪

三、实验原理

为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。

实验可采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法，即每增加等量的载荷△P，测出各点的应变增量△ε，然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i，依次求出各点的应变增量

σ实i=E△ ε实i (4.2)

将实测应力值与理论应力值进行比较，以验证弯曲正应力公式。

四、实验内容

运用组合实验台中纯弯曲梁实验装置与力和应变综合参数测试仪来测量纯弯曲梁的应变随着梁侧面不同高度的变化而变化。

实验四 材料弹性模量E和泊松比µ的测定

3、游标卡尺、钢板尺

组合式材料力学多功能实验台外形结构图

1.传感器； 2.弯曲梁附件； 3.弯曲梁； 4.三点挠度仪；

5.千分表（用户需另配）； 6.悬臂梁附件； 7.悬臂梁；

8.扭转筒； 9.扭转附件； 10.加载机构； 11.手轮；

12.拉伸附件； 13.拉伸试件； 14.可调节底盘

力和应变综合参数测试仪

三、实验原理

运用组合式实验台与力和应变综合参数测试仪，采用半桥单臂的方法来测定拉伸试件的应变，进而确定弹性模量E和泊松比μ。

四、实验内容

低碳钢的弹性模量E和泊松比μ的测定。

实验五 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

3、进一步掌握电测法。

二、实验仪器设备和工具

3、游标卡尺、钢板尺

组合实验台中弯扭组合实验装置 力和应变综合参数测试仪

三、实验原理

将薄壁圆筒上的应变片按不同测试要求接到仪器上，组成不同的测量电桥。调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。

（1）主应力大小、方向测定：将m点的所有应变片按半桥单臂、公共温度补偿法组成测量线路进行测量。

（2）测定弯矩：将m和mˊ两点的b和bˊ两只应变片按半桥双臂组成测量线路进行测量（ε=εd/2）。

（3）测定扭矩：将m和mˊ两点的a、c和aˊ、cˊ四只应变片按全桥方式组成测量线路进行测量（ε=εd/4）。

测定完实际工况下得主应力大小、方向，弯矩与扭矩，然后以上参数与理论的工况下的参数进行比较。

四、实验内容

1、主应力大小、方向测定

2、测定弯矩

3、测定扭矩。

实验六 压杆稳定实验

3、游标卡尺、钢板尺。

材料力学组合实验台中压杆稳定实验部件 力和应变综合参数测试仪

三、实验原理

运用材料力学组合实验台中压杆稳定实验部件与力和应变综合参数测试仪定两端铰支压杆的临界载荷Pcr，并与理论值进行比较，验证欧拉公式。

四、实验内容

用电测法测定两端铰支压杆的临界载荷Pcr.。

2、扭转材料实验机。

扭转实验机

三、实验原理

运用扭转实验机来测定低碳钢的剪切屈服极限及剪切强度极限，铸铁的剪切强度极限。

四、实验内容

1、观察两种材料的扭转曲线及断口形貌草图。分析破坏原因。

2、分析、比较铸铁拉、压、扭三种受力形式下的机械性能。