實驗一拉伸實驗實驗目的與要求：目的測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率、斷面收縮率。測定鑄鐵的強度極限，觀察上述兩種材料的拉伸和破壞現象，繪制拉伸時的P-△L曲線。要求復習講課中有關材料拉伸時力學性能的內容；閱讀本次實驗內容和萬能試驗機的構造原理、操作方法、注意事項，以及有關千分表和游標卡尺的使用方法。預習時思考下列問題：本次實驗的內容和目的是什么？低碳鋼在拉伸過程中可分哪幾個階段，各階段有何特征？試驗前、試驗中、試驗后需要測量和記錄哪些數據？使用液壓式萬能試驗機有哪些注意事項。實驗設備和工具萬能實驗機千分尺和游標卡尺低碳鋼和鑄鐵圓形截面試件實驗性質：驗證性實驗實驗步驟和內容：步驟取標距L=100mm畫線；取上、中、下三點，沿垂直方向測量直徑，取平均值；安裝試件；實驗機指針調零；緩慢加載，觀察指針變化情況，讀出、值，同時觀察屈服及頸縮現象，觀察是否出現滑移線；測量低碳鋼斷裂后標距長度，頸縮處最小直徑。實驗內容：低碳鋼實驗記錄：（1）低碳鋼試件相關數據：實驗前實驗后初始標距斷裂后標距直徑上最小直徑中下初始截面面積斷口處截面面積（2）觀察數據及計算結果屈服載荷=（KN）極限載荷=（KN）屈服極限=（MPa）強度極限=（MPa）延伸率％=斷面收縮率％=（3）繪制低碳鋼P-△L曲線2、鑄鐵的實驗記錄：實驗前實驗后直徑斷裂后直徑最大載荷（KN）強度極限=（MPa）五、思考題1、為什么試樣要采用標準試樣？2、低碳鋼拉伸曲線可分為幾個階段？每個階段力和變形有什么關系？3、低碳鋼和鑄鐵兩種材料斷口有什么不同？并分析引起破壞的原因？實驗二壓縮實驗實驗目的與要求：目的測定低碳鋼的屈服極限、鑄鐵的強度極限。觀察鑄鐵在壓縮時的破壞現象。要求復習講課中有關材料壓縮時力學性能的內容，閱讀本次實驗內容。預習時思考下列問題：拉伸和壓縮時低碳鋼的屈服點是否相同？鑄鐵的強度極限是否相同？實驗設備和工具：萬能實驗機游標卡尺和千分尺低碳鋼及鑄鐵試件試驗性質：驗證性實驗實驗步驟和內容：步驟測量試件直徑；選擇試驗機加載范圍；緩慢均勻加載。實驗內容試件相關數據：試件低碳鋼試件鑄鐵試件高度截面直徑截面面積觀察數據及計算結果低碳鋼試件屈服載荷=（KN）鑄鐵試件的最大載荷=（KN）低碳鋼的屈服極限=（MPa）鑄鐵的強度極限=（MPa）結果分析：繪出兩種材料的P-△L曲線。繪出兩種材料的變形和斷口形狀思考題比較低碳鋼拉伸和壓縮的屈服極限。比較鑄鐵拉伸與壓縮的強度極限。鑄鐵試樣在拉伸、壓縮時破壞斷面有何特征？是什么應力引起的？實驗三扭轉實驗一、實驗目的與要求：（一）目的1、測定低碳鋼和鑄鐵在扭轉時的機械性能，求得低碳鋼的剪切屈服極限、剪切強度極限和鑄鐵的剪切強度極限。2、觀察兩種材料的扭轉和破壞現象，分析破壞原因。（二）要求1、復習講課中有關桿件扭轉的內容；閱讀本次實驗內容和扭轉實驗機的構造原理、操作方法及注意事項。2、圓桿扭轉時，橫截面上有什么應力？與軸線成45°的截面上有什么應力？二、實驗設備和工具1、扭轉實驗機2、千分尺和游標卡尺3、低碳鋼和鑄鐵圓形截面試件三、實驗性質：驗證性實驗實驗步驟和內容：步驟測量試件直徑。在標距長度內測量三處，每處在兩個相互垂直的方向各測量一次并取其算數平均值，采用三個數值中的最小值為計算直徑。安裝試件，指針調零，調整好自動繪圖裝置。緩慢加載，觀察屈服現象，記錄屈服扭矩的數值，最大扭矩的數值，觀察斷口形狀。實驗內容數據記錄：試件低碳鋼鑄鐵直徑標距抗扭截面系數屈服扭矩（N﹒m）屈服應力(MPa)破壞時的扭矩（N﹒m）強度極限低碳鋼(MPa)鑄鐵(MPa)總扭轉角單位長度扭轉角(°/mm)2、繪出兩種材料的抗扭圖及試件斷裂后的形狀。五、思考題1、比較低碳鋼的拉伸和扭轉實驗，從進入塑性變形階段到破壞的全過程，兩者有什么明顯的差別。2、根據低碳鋼、鑄鐵扭轉試樣的斷口形狀，分析其破壞的原因。實驗四純彎曲梁的正應力實驗一、實驗目的和要求：（一）目的1、測定梁在純彎曲時橫截面上正應力大小和分布規律2、驗證純彎曲梁的正應力計算公式（二）要求1、復習有關彎曲應力的內容；閱讀本次實驗內容和純彎曲梁實驗裝置的構造原理、操作方法及注意事項。2、熟悉電橋電路及組橋方式。二、實驗儀器設備和工具1、純彎曲梁實驗裝置2、應變綜合參數測試儀3、游標卡尺、鋼板尺三、實驗性質：驗證性實驗四、實驗原理及方法在純彎曲條件下，根據平面假設和縱向纖維無擠壓假設，可得到梁橫截面上任一點的正應力，計算公式為式中M為彎矩，Iz為橫截面對中性軸的慣性矩；y為所求應力點至中性軸的距離。為了測量梁在純彎曲時橫截面上正應力的分布規律，在梁的純彎曲段沿梁側面不同高度，平行于軸線巾有應變片（如圖所示）。實驗可采用半橋單臂、公共補償、多點測量方法。加載采用增量法，即每增加等量的載荷△P，測出各點的應變增量△，然后分別取各點應變增量的平均值△依次求出各點的應變增量△，將實測應力值與理論應力值進行比較，以驗證彎曲正應力公式。實驗步驟1、測量矩形截面梁的寬度b和高度h、載荷作用點到梁支點距離a及各應變片到中性層的距離見附表12、加載方案。先選取適當的初載荷（一般取％左右），估算（該實驗載荷范圍），分4～6級加載。3、按實驗要求接好線，調整好儀器，檢查整個測試系統是否處于正常工作狀態。（1）加載。均勻緩慢加載至初載荷，記下各點應變的初始讀數；后分級等增量加載，每增加一級載荷，依次記錄各點電阻應變片的應變值，直到最終載荷。實驗至少重復兩次。見附表2（2）做完實驗后，卸掉載荷，關閉電源。附表1（試件相關數據）應變片至中性層距離（mm）梁的尺寸和有關參數Y1-20寬度b=20mmY2-10高度h=40mmY30跨度L=600mmY410載荷距離a=125mmY520彈性模量E=210GPa泊松比慣性矩附表2（實驗數據）載荷NP50010001500200025003000△P500500500500500各測點電阻應變儀讀數1△△2△△3△△4△△5△△實驗結果處理實驗值計算根據測得的各點應變值求出應變增量平均值△，代入胡克定律計算各點的實驗應力值，因，所以各點實驗應力計算：△2、理論值計算載荷增量△P=500N彎矩增量△M=△P·a/2=31.25N·m各點理論值計算：3、繪出實驗應力值和理論應力值的分布圖分別以橫坐標軸表示各測點的應力和，以縱坐標軸表示各測點距梁中性層位置，選用合適的比例繪出應力分布圖。4、實驗值與理論值的比較測點理論值（MPa）實際值（MPa）相對誤差12345七、思考題1、影響實驗結果準確性的主要因素是什么？2、彎曲正應力的大小是否受彈性模量E的影響？3、實驗時沒有考慮梁的自重，會引起誤差嗎？為什么？梁彎曲的正應力并未涉及材料的彈性模量E，而實測應力值的計算卻用上了彈性模量E，為什么？實驗二壓縮實驗實驗目的與要求：目的測定低碳鋼的屈服極限、鑄鐵的強度極限。觀察鑄鐵在壓縮時的破壞現象。要求復習講課中有關材料壓縮時力學性能的內容，閱讀本次實驗內容。預習時思考下列問題：拉伸和壓縮時低碳鋼的屈服點是否相同？鑄鐵的強度極限是否相同？實驗設備和工具：萬能實驗機游標卡尺和千分尺低碳鋼及鑄鐵試件試驗性質：驗證性實驗實驗步驟和內容：步驟測量試件直徑；選擇試驗機加載范圍；緩慢均勻加載。實驗內容試件相關數據：試件低碳鋼試件鑄鐵試件高度截面直徑截面面積觀察數據及計算結果低碳鋼試件屈服載荷=（KN）鑄鐵試件的最大載荷=