力學實驗報告
標準答案
長安大學力學實驗教學中心
目錄一、 拉伸實驗2
二、 壓縮實驗4
三、 拉壓彈性模量e測定實驗6
四、 低碳鋼剪下彈性模量g測定實驗8
五、 扭轉破壞實驗10
六、 純彎曲梁正應力實驗12
七、 彎扭組合變形時的主應力測定實驗15
八、 壓桿穩定實驗18
一、拉伸實驗報告標準答案
問題討論：
1、 為何在拉伸試驗中必須採用標準試件或比例試件,材料相同而長短不同的試件延伸率是否相同?
答:拉伸實驗中延伸率的大小與材料有關,同時與試件的標距長度有關.試件區域性變形較大的斷口部分,在不同長度的標距中所佔比例也不同.
因此拉伸試驗中必須採用標準試件或比例試件,這樣其有關性質才具可比性.
材料相同而長短不同的試件通常情況下延伸率是不同的(橫截面面積與長度存在某種特殊比例關係除外).
2、 分析比較兩種材料在拉伸時的力學效能及斷口特徵.
答:試件在拉伸時鑄鐵延伸率小表現為脆性,低碳鋼延伸率大表現為塑性;低碳鋼具有屈服現象,鑄鐵無.低碳鋼斷口為直徑縮小的杯錐狀,且有450的剪下唇，斷口組織為暗灰色纖維狀組織。
鑄鐵斷口為橫斷面，為閃光的結晶狀組織。.
二、壓縮實驗報告標準答案
問題討論：
1、分析鑄鐵試件壓縮破壞的原因.
答：鑄鐵試件壓縮破壞，其斷口與軸線成45°~50°夾角，在斷口位置剪應力已達到其抵抗的最大極限值，抗剪先於抗壓達到極限，因而發生斜面剪下破壞。
2、低碳鋼與鑄鐵在壓縮時力學性質有何不同? 結構工程中怎樣合理使用這兩類不同性質的材料?
答：低碳鋼為塑性材料，抗壓屈服極限與抗拉屈服極限相近，此時試件不會發生斷裂，隨荷載增加發生塑性形變；鑄鐵為脆性材料，抗壓強度遠大於抗拉強度，無屈服現象。壓縮試驗時，鑄鐵因達到剪下極限而被剪下破壞。
通過試驗可以發現低碳鋼材料塑性好，其抗剪能力弱於抗拉；抗拉與抗壓相近。鑄鐵材料塑性差，其抗拉遠小於抗壓強度，抗剪優於抗拉低於抗壓。故在工程結構中塑性材料應用範圍廣，脆性材料最好處於受壓狀態，比如車床機座。
三、拉壓彈性模量e測定試驗報告
問題討論：
1、 試件的尺寸和形狀對測定彈性模量有無影響?為什麼?
答: 彈性模量是材料的固有性質，與試件的尺寸和形狀無關。
2、 逐級載入方法所求出的彈性模量與一次載入到最終值所求出的彈性模量是否相同?為什麼必須用逐級載入的方法測彈性模量?
答: 逐級載入方法所求出的彈性模量與一次載入到最終值所求出的彈性模量不相同，採用逐級載入方法所求出的彈性模量可降低誤差，同時可以驗證材料此時是否處於彈性狀態，以保證實驗結果的可靠性。
四、低碳鋼剪下彈性模量g測定實驗報告標準答案
問題討論：
1、 試驗過程中,有時候在加砝碼時,百分表指標不動,這是為什麼?應採取什麼措施?
答：檢查百分表是否接觸測臂或超出百分表測量上限，應調整百分表位置。
2、 測g時為什麼必須要限定外加扭矩大小?
答：所測材料的g必須是材料處於彈性狀態下所測取得，故必須控制外加扭矩大小。
五、扭轉破壞實驗報告標準答案
問題討論：
1、 碳鋼與鑄鐵試件扭轉破壞情況有什麼不同?分析其原因.
答：碳鋼扭轉形變大，有屈服階段，斷口為橫斷面，為剪下破壞。
鑄鐵扭轉形變小，沒有屈服階段，斷口為和軸線成約45°的螺旋形曲面，為拉應力破壞。
2、 鑄鐵扭轉破壞斷口的傾斜方向與外加扭轉的方向有無直接關係?為什麼?
答：有關係。
扭轉方向改變後，最大拉應力方向隨之改變，而鑄鐵破壞是拉應力破壞，所以鑄鐵斷口和扭轉方向有關。
六、純彎曲梁正應力試驗報告標準答案
問題討論：
實驗時未考慮梁的自重,是否會引起測量結果誤差?為什麼?
答：施加的荷載和測試應變成線性關係。實驗時，在加外載荷前，首先進行了測量電路的平衡（或記錄初讀數），然後載入進行測量，所測的數（或差值）是外載荷引起的，與梁自重無關。
七、彎扭組合變形時的主應力測定實驗報告標準答案
問題討論：
1、 畫出指定a、b點的應力狀態圖.
答：2、 要測取彎曲正應力及扭轉剪應力,應如何連線電橋電路?
測取彎曲正應力測取扭轉剪應力
八、壓桿穩定實驗報告標準答案
問題討論：
壓桿穩定實驗和壓縮實驗有什麼不同?
答：不同點有：
1、目的不同：壓桿穩定實驗測臨界力，壓縮實驗測破壞過程中的機械效能。2、試件尺寸不同：壓桿試件為大柔度杆，壓縮試件為短粗件。
3、約束不同：壓桿試件約束可變，壓縮試件兩端有摩擦力。
4、實驗現象不同：壓桿穩定實驗試件出現側向彎曲，壓縮實驗沒有。
5、承載力不同：材料和截面尺寸相同的試件，壓縮實驗測得的承載力遠大
於壓桿穩實實驗測得的。
6、實驗後試件的結果不同：壓桿穩定試件受力在彈性段，解除安裝後試件可以反覆使用，而壓縮件已經破壞掉了，不能重複使用。
材料力學實驗報告標準答案
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長安大學材料力學實驗報告標準答案
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