《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》PPT課件

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1、材 料 力 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)n馮天濤山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院 實(shí) 驗(yàn) 項(xiàng) 目實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的 測 定 實(shí) 驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 四 剪 切 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 五 沖 擊 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的n 1 了 解 萬 能 材 料 試 驗(yàn) 機(jī) 的 工 作 原 理 ， 掌 握 操 作 規(guī) 程 及使 用 時(shí) 的 注 意 事 項(xiàng) 。n 2 測 定 低 碳 鋼 的 屈 服 極 限 、 強(qiáng) 度 極 限 、 伸 長 率 、 斷 面收 縮 率 。n 3 測 定 鑄 鐵 的 強(qiáng) 度 極 限 。 n 4 觀 察 以

2、 上 兩 種 材 料 在 拉 伸 過 程 中 的 各 種 現(xiàn) 象 ， 并 利用 自 動 繪 圖 裝 置 繪 制 拉 伸 圖 。n 5 比 較 低 碳 鋼 與 鑄 鐵 拉 伸 時(shí) 的 機(jī) 械 性 質(zhì) 。 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)二 、 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 和 量 具n 1、 量 具 ： 游 標(biāo) 卡 尺 、 鋼 尺 、 分 規(guī) 。n 2、 設(shè) 備 ： 萬 能 材 料 試 驗(yàn) 機(jī) 。 三 、 實(shí) 驗(yàn) 原 理n 1 為 了 檢 驗(yàn) 低 碳 鋼 拉 伸 時(shí) 的 機(jī) 械 性 質(zhì) ， 應(yīng) 使 試 樣 軸 向受 拉 直 到 斷 裂 。 n 2 鑄 鐵 屬 脆 性 材 料 ， 軸 向 拉 伸 時(shí) ， 在 變 形

3、很 小 的 情 況下 就 斷 裂 ， 故 測 定 其 抗 拉 強(qiáng) 度 極 限 。 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 試 樣五 、 實(shí) 驗(yàn) 方 法 及 步 驟 1 低 碳 鋼 試 樣 的 拉 伸 實(shí) 驗(yàn) 1） 測 定 試 樣 的 截 面 尺 寸 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)五 、 實(shí) 驗(yàn) 方 法 及 步 驟 2） 試 樣 標(biāo) 距 長 度 l0之 間 用 分 劃 器 等 分 10格 或 20格 ，并 刻 出 分 格 線 ， 以 便 觀 察 變 形 分 布 情 況 ， 測 定 延 伸 率 。 3） 根 據(jù) 低 碳 鋼 的 強(qiáng) 度 極 限 ， 估 計(jì) 加 在 試 樣

4、上 的 最 大載 荷 ， 據(jù) 此 選 擇 適 當(dāng) 的 機(jī) 器 量 程 。 4） 試 車 正 常 后 ， 正 式 實(shí) 驗(yàn) 開 始 ， 自 動 繪 制 拉 伸 圖 。 5) 計(jì) 算 屈 服 極 限 、 強(qiáng) 度 極 限 、 延 伸 率 和 斷 面 收 縮 率 。 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)低 碳 鋼 拉 伸 圖 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)五 、 實(shí) 驗(yàn) 方 法 及 步 驟 2 灰 鑄 鐵 試 樣 的 拉 伸 實(shí) 驗(yàn) 灰 鑄 鐵 試 樣 是 在 非 常 微 小 的 變 形 情 況 下 突 然 斷 裂 的 ，斷 裂 后 幾 乎 測 不 到 殘 變 形 。 對 灰 鑄 鐵 只 需 測 定 它 的 強(qiáng)度 極

5、 限 。 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)六 、 注 意 事 項(xiàng)1 未 經(jīng) 指 導(dǎo) 教 師 同 意 不 得 開 動 機(jī) 器 。2 練 習(xí) 時(shí) 要 嚴(yán) 格 遵 守 操 作 規(guī) 程 。 操 作 者 不 得 擅 自 離 開 操縱 臺 。3 要 慢 速 均 勻 加 載 ， 使 測 力 指 針 勻 速 緩 慢 轉(zhuǎn) 動 。 卸 載 時(shí)也 要 用 慢 速 。 按 規(guī) 定 將 載 荷 卸 到 所 需 值 。4 試 件 安 裝 必 須 正 確 、 防 止 偏 斜 和 夾 入 部 分 過 短 現(xiàn) 象 。5 試 驗(yàn) 時(shí) 聽 見 異 聲 或 發(fā) 生 任 何 故 障 ， 應(yīng) 立 即 停 車 。 實(shí) 驗(yàn) 一 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)七

6、、 思 考 題1 試 比 較 低 碳 鋼 和 鑄 鐵 的 拉 伸 機(jī) 械 性 質(zhì) 。2 從 不 同 的 斷 口 特 征 說 明 金 屬 的 兩 種 基 本 破 壞 形 式 。3 什 么 叫 比 例 試 件 ， 它 應(yīng) 滿 足 什 么 要 求 ？ 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的測 定 壓 縮 時(shí) 低 碳 鋼 的 屈 服 極 限 和 鑄 鐵 的 強(qiáng) 度 極 限 。觀 察 低 碳 鋼 和 鑄 鐵 壓 縮 時(shí) 的 變 形 和 破 壞 現(xiàn) 象 。二 、 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 和 量 具 1、 萬 能 材 料 試 驗(yàn) 機(jī) 2、 游 標(biāo) 卡 尺 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)三 、 實(shí) 驗(yàn) 原 理

7、當(dāng) 試 件 承 受 壓 縮 時(shí) ， 其 上 下 兩 端 面 與 試 驗(yàn) 機(jī) 支 承 墊 之間 產(chǎn) 生 很 大 的 摩 擦 力 ， 這 些 摩 擦 力 阻 礙 試 件 上 部 和 下部 的 橫 向 變 形 。 當(dāng) 試 件 的 高 度 相 對 增 加 時(shí) ， 摩 擦 力 對試 件 中 部 的 影 響 將 有 所 減 小 ， 因 此 抗 壓 能 力 與 試 件 高度 和 直 徑 的 比 值 有 關(guān) 。 低 碳 鋼 和 鑄 鐵 等 金 屬 材 料 的 壓 縮 試 樣 一 般 制 成 圓 柱 形 ，高 與 直 徑 之 比 在 1 3 的 范 圍 內(nèi) 。 目 前 常 用 的 壓 縮 試驗(yàn) 方 法 是 兩

8、端 平 壓 法 。 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 1、 低 碳 鋼 試 樣 的 壓 縮 實(shí) 驗(yàn) 1） 測 定 試 樣 的 截 面 尺 寸 用 游 標(biāo) 卡 尺 測 量 試 件 兩 端 及 中 部 三 處 截 面 的 直 徑 ， 取 三 處 中 最 小 一 處 的 平 均 直 徑 來 計(jì) 算 截 面 面 積 。 2） 試 驗(yàn) 機(jī) 的 準(zhǔn) 備 。 選 擇 測 力 度 盤 。 調(diào) 整 指 針 ， 對 準(zhǔn) 零 點(diǎn) ， 并 調(diào) 整 自動 繪 圖 器 。 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 3） 安 裝 試 件 將 試 件 兩 端 面 涂 以 潤 滑 劑 ， 然 后 準(zhǔn) 確

9、 地 放 在 試 驗(yàn)機(jī) 球 形 承 墊 的 中 心 處 。 4） 檢 查 試 車 5） 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 緩 慢 均 勻 地 加 載 ， 注 意 觀 察 測 力 指 針 的 轉(zhuǎn) 動 情 況和 繪 圖 紙 上 的 壓 縮 圖 ， 以 便 及 時(shí) 而 正 確 地 測 定 屈 服 載荷 ， 并 記 錄 下 來 。 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 2、 鑄 鐵 試 樣 的 壓 縮 實(shí) 驗(yàn) 鑄 鐵 試 樣 壓 縮 試 驗(yàn) 的 步 驟 與 低 碳 鋼 壓 縮 試 驗(yàn) 基 本 相 同 ，但 不 測 屈 服 載 荷 而 測 最 大 載 荷 。 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)五 、 注 意 事 項(xiàng)1

10、 未 經(jīng) 指 導(dǎo) 教 師 同 意 不 得 開 動 機(jī) 器 。2 練 習(xí) 時(shí) 要 嚴(yán) 格 要 遵 守 操 作 規(guī) 程 。 操 作 者 不 得 擅 自 離 開 操 縱 臺 。3 要 慢 速 均 勻 加 載 ， 使 測 力 指 針 勻 速 緩 慢 轉(zhuǎn) 動 。 卸 載 時(shí) 也 要 慢 速 ， 按 規(guī) 定 將 載 荷 卸 到 所 需 值 。4 試 驗(yàn) 時(shí) 聽 見 異 聲 或 發(fā) 生 任 何 故 障 ， 應(yīng) 立 即 停 車 。 實(shí) 驗(yàn) 二 壓 縮 實(shí) 驗(yàn)六 、 思 考 題1 試 分 別 比 較 低 碳 鋼 和 鑄 鐵 在 軸 向 拉 伸 和 壓 縮 下 的 力 學(xué)性 質(zhì) 。2 由 低 碳 鋼 和 鑄 鐵

11、的 拉 伸 和 壓 縮 試 驗(yàn) 結(jié) 果 ， 比 較 塑 性 材料 和 脆 性 材 料 的 力 學(xué) 性 質(zhì) 以 及 它 們 的 破 壞 形 式 。3 為 什 么 鑄 鐵 試 件 在 壓 縮 時(shí) 沿 著 與 軸 線 大 致 成 45 的斜 面 破 壞 ？ 實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的測 定 實(shí) 驗(yàn)一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1 在 比 例 極 限 內(nèi) ， 驗(yàn) 證 虎 克 定 律 。 2 測 定 鋼 材 的 彈 性 模 量 E以 及 泊 松 比 。 3 了 解 電 阻 應(yīng) 變 儀 的 原 理 及 使 用 方 法 。二 、 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 及 儀 器 1 萬 能 材 料 試 驗(yàn) 機(jī)

12、2 靜 態(tài) 電 阻 應(yīng) 變 儀 實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的測 定 實(shí) 驗(yàn)三 、 實(shí) 驗(yàn) 原 理 材 料 彈 性 常 數(shù) E及 泊 松 比 的 測 定 ， 一 般 是 在 比 例 極 限以 內(nèi) 的 拉 伸 試 驗(yàn) 中 進(jìn) 行 的 。 為 了 保 證 試 件 上 被 測 部位 的 應(yīng) 力 是 均 勻 分 布 的 。 要 求 試 件 有 一 定 的 長 度 ，測 量 應(yīng) 變 的 方 法 很 多 ， 這 里 采 用 電 測 法 。 FPE 1 12 實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的測 定 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟n 1.測 量 試 件 橫 截 面 的 幾

13、何 尺 寸 b， h， 求 出 面 積F=b h。n 2.熟 悉 應(yīng) 變 儀 的 使 用 和 接 線 方 法 ， 并 進(jìn) 行 刻 度 讀 數(shù) 練習(xí) 。 n 3.接 上 縱 向 “ 工 作 片 ” R1和 “ 補(bǔ) 償 片 ” R2， 根 據(jù) 預(yù)定 的 載 荷 增 量 P， 逐 級 加 載 ， 記 錄 相 應(yīng) 的 讀 數(shù) ， 卸載 。n 4 以 橫 向 片 代 替 “ 工 作 片 ” R1， 重 復(fù) 3， 測 得 實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的測 定 實(shí) 驗(yàn)五 、 試 驗(yàn) 結(jié) 果 的 處 理n 1.由 P， F算 出 ,用 測 得 在 方 格 紙 上 按 一 定 比 例 畫 出

14、 圖 ，觀 察 各 點(diǎn) 是 否 近 似 于 一 直 線 ， 以 驗(yàn) 定 虎 克 定 律 。n 2. 求 出 彈 性 模 量 和 泊 松 比 。六 、 注 意 事 項(xiàng) n 1 未 經(jīng) 指 導(dǎo) 教 師 同 意 不 得 開 動 機(jī) 器 。n 2 練 習(xí) 時(shí) 要 嚴(yán) 格 要 遵 守 操 作 規(guī) 程 。 操 作 者 不 得 擅 自 離開 操 縱 臺 。n 3 要 慢 速 均 勻 加 載 ， 使 測 力 指 針 勻 速 緩 慢 轉(zhuǎn) 動 。 卸 載時(shí) 也 林 用 慢 速 。 按 規(guī) 定 將 載 荷 卸 到 所 需 值 。 實(shí) 驗(yàn) 三 拉 伸 時(shí) 材 料 彈 性 常 數(shù) 的測 定 實(shí) 驗(yàn)六 、 注 意 事 項(xiàng)

15、n 4 試 件 安 裝 必 須 正 確 、 防 止 偏 斜 和 夾 入 部 分 過 短 現(xiàn) 象 。n 5 試 驗(yàn) 時(shí) 聽 見 異 聲 或 發(fā) 生 任 何 故 障 ， 應(yīng) 立 即 停 車 。七 、 思 考 題 n 1 試 件 的 尺 寸 和 形 狀 對 測 定 彈 性 模 量 有 無 影 響 ？n 2 試 驗(yàn) 時(shí) 為 什 么 要 加 初 載 荷 ？ 實(shí) 驗(yàn) 四 剪 切 實(shí) 驗(yàn)一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的 測 定 低 碳 鋼 的 剪 切 強(qiáng) 度 極 限 。 并 觀 察 試 樣 破 壞 情 況 。二 、 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備n 萬 能 材 料 試 驗(yàn) 機(jī)n 剪 切 器 實(shí) 驗(yàn) 四 剪 切 實(shí) 驗(yàn)三 、 實(shí) 驗(yàn)

16、原 理 實(shí) 際 工 程 中 的 鉚 釘 、 銷 釘 、 鍵 等 聯(lián) 接 件 ， 都 直 接 承 受剪 切 。 此 種 聯(lián) 接 件 主 要 承 受 剪 切 和 擠 壓 變 形 ， 還 伴 隨有 彎 曲 作 用 ， 受 力 情 況 比 較 復(fù) 雜 。 因 此 ， 在 工 程 設(shè) 計(jì)中 對 于 上 述 聯(lián) 接 件 都 是 直 接 從 剪 切 實(shí) 驗(yàn) 中 測 取 金 屬 材料 的 實(shí) 際 剪 切 強(qiáng) 度 極 限 來 作 為 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 依 據(jù) 。 實(shí) 驗(yàn) 四 剪 切 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟n 1 測 量 試 樣 截 面 尺 寸 。 n 2 選 擇 試 驗(yàn) 機(jī) 及 所 用 量 程 。 n

17、3 安 裝 剪 切 器 及 試 樣 ， 測 讀 破 壞 載 荷 。 加 載 過 程 中 利用 自 動 繪 圖 器 觀 察 大 致 的 載 荷 變 形 關(guān) 系 ， 結(jié) 合 示力 指 針 前 進(jìn) 情 況 ， 粗 略 地 判 定 試 樣 開 始 進(jìn) 入 全 面 屈 服時(shí) 的 載 荷 。 n 4 試 驗(yàn) 完 畢 ， 做 好 常 規(guī) 的 清 理 工 作 。 實(shí) 驗(yàn) 四 剪 切 實(shí) 驗(yàn)五 、 試 驗(yàn) 結(jié) 果 的 處 理n 根 據(jù) 試 件 直 徑 計(jì) 算 兩 倍 的 橫 截 面 面 積 。 再 根 據(jù) 公 式 算出 低 碳 鋼 的 剪 切 強(qiáng) 度 極 限 。n 繪 出 試 件 斷 口 形 貌 并 進(jìn) 行 分

18、 析 。六 、 思 考 題n 1 低 碳 鋼 材 料 在 剪 切 試 驗(yàn) 中 ， 其 剪 切 斷 口 有 何 特 點(diǎn) ？ n 2 實(shí) 際 剪 切 與 理 論 純 剪 切 有 哪 些 區(qū) 別 ？ 實(shí) 驗(yàn) 五 沖 擊 實(shí) 驗(yàn)一 、 實(shí) 驗(yàn) 目 的 測 定 鋼 材 與 鑄 鐵 的 沖 擊 韌 度 ， 觀 察 破 壞 情 況 ， 進(jìn) 行 比 較 。二 、 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 沖 擊 試 驗(yàn) 機(jī) 。 實(shí) 驗(yàn) 五 沖 擊 實(shí) 驗(yàn)三 、 實(shí) 驗(yàn) 原 理 變 形 速 度 不 同 ， 材 料 的 機(jī) 械 性 質(zhì) 也 會 隨 之 發(fā) 生 變 化 。在 工 程 上 常 采 用 “ 沖 機(jī) 韌 度 ” 來 表 示 材 料

19、 抵 抗 沖 擊 的能 力 。 實(shí) 驗(yàn) 五 沖 擊 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 五 沖 擊 實(shí) 驗(yàn)四 、 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 1 學(xué) 習(xí) 沖 擊 試 驗(yàn) 機(jī) 的 使 用 。 特 別 要 嚴(yán) 格 遵 守 操 作 規(guī) 程 2 在 安 裝 試 件 之 前 先 進(jìn) 行 空 打 ， 記 錄 試 驗(yàn) 機(jī) 因 摩 擦 阻 力 所 消 耗 的 能 量 ， 并 校 對 零 點(diǎn) 。 3 分 別 安 裝 低 碳 鋼 (或 中 碳 鋼 )與 鑄 鐵 試 件 ， 測 定 其 沖擊 韌 度 。五 、 試 驗(yàn) 結(jié) 果 的 處 理 根 據(jù) 試 件 折 斷 所 消 耗 的 能 量 ， 計(jì) 算 低 碳 鋼 (或 中 碳 鋼 )與 鑄 鐵 的 k， 并 進(jìn) 行 比 較 。 觀 察 兩 種 材 料 斷 口 的 差 異 。