實驗規則
一、 每次實驗前要做好準備，必須做到：
1、 複習有關理論知識。
2、 閱讀實驗指導書，基本上了解實驗目的，內容、程式及有關儀器裝置的主要原理和使用方法。
3、 實驗前指導教師按上述要求，檢查學生準備情況，不合格者不得參加實驗。
二、 按照實驗課程表所指定的時間，準時進入實驗室，不得遲到早退。
三、 以小組為單位，在老師的指導下進行實驗。
1、 實驗小組長負責保管所有用具，組織分工，按實驗步驟操作規程進行實驗。
2、 小組成員要有分工，並要互相配合，認真地進行實驗，不得獨自的無目的地隨意動作，以保證實驗正常進行。
四、 嚴格遵守操作規程，愛護實驗裝置。
1、 對儀器裝置的使用方法不清楚時，應向指導教師提出詢問，避免造成裝置損壞。
2、 按規定的實驗步驟進行實驗，不得隨意改變實驗方法和步驟。
3、 對所用儀器，工具要注意保持整潔，不得隨意亂丟。
4、 實驗中遇到異常情況或儀器損壞，小組長應立即報告指導教師進行處理，不得使用非指定儀器。
五、 實驗準備完畢請指導老師檢查允許後方可開動機器進行實驗
六、 遵守課堂紀律，保持實驗室內安靜和清潔實驗完必要整理機器、工具、桌椅，按規定位置擺放好。
七、 實驗資料要有指導教師檢查後，學生才可離開實驗室。
按規定時間提交實驗報告，報告要獨立完成，書寫工整，計算、圖表等要清晰整齊。
一、 概述：
在材料力學實驗中，一般都要給試件載入，並示出荷載大小，這種試驗裝置稱為材料試驗機。它是材料試驗的主要裝置，在生產廠礦和科研機構有著廣泛的應用，通過學習應該初步掌握它的原理和使用方法。
根據載入性質的不同，可分為靜荷載試驗機，例如拉力試驗機、壓力試驗機、扭轉試驗機等；動荷載試驗機，例如衝擊試驗機、疲勞試驗機等。如果在同一臺試驗機上能分別進行拉力、壓力，變曲等多種試驗，則稱萬能材料試驗機。
萬能試驗機型別很多，有油壓擺式、槓桿擺式萬能試驗機等。不同工廠生產的這類試驗要具體形式也不相同，但基本原理是一樣的。其主要組成分為加力和測力兩大部分，此外許多試驗機還備有試驗曲線自動記錄裝置。
下面僅介紹常見的夜市萬能試驗機。
二、 油壓擺式萬能試驗機：
（一）結構原理
這裡最常用的一種試驗機。型別較多，但一般只是外形不同，基本原理可表示如圖1。
1. 載入部分
在機器底座1上，裝有兩個固定立柱2，它支撐著固定橫頭3和工作油缸4。開動油幫浦電動機帶動油幫浦5工作，將油液從郵箱經油管（1）和送油閥送入工作油缸，從而推動工作活塞6、上橫頭7；活動立柱8和活動臺9上公升。若將試件兩端裝卡在上下夾頭10和11中，因下夾頭固定不動，當活動臺上公升時便使試件承受拉力。
輸油管路中的送油閥門用來控制進入工作油缸中的油量，以便調節對試件載入的速度。載入時回油閥門至於關於關閉位置。回油閥門開啟時，則可將工作油缸中的油液洩回油箱，活動臺由於自重而下落，回到原始位置。
如果拉伸試件的長度不同時，可用下夾頭電動機轉動底座中渦輪，使螺柱13上下移動，調節下夾頭的位置。注意當試件已卡緊或受力後不能再開動下夾頭電視。否則，就要造成用下夾頭對事件載入，以致損傷機件。
活動臺的行程對拉伸和壓縮區間都有規定，使用者必須遵守。
2. 測力部分
載入時，工作油缸中的油壓推動活塞6的力與試件受的力成正比。如果用油管（2）將工作油缸和測力油缸連通，此油壓便推動測力活塞15向下移動，使拉桿拉動擺鐘16繞支點轉動而抬起，同時擺上的推桿便推動齒杆17，使齒輪和指標18旋轉。指標旋轉的角度與油壓，亦即與實踐上所承受載荷成正比，因此在測力度盤19上，便可讀出試件受力的大小。
油壓相同，即表示試件受力相同，如果增加或減少擺錘的重量，指標將旋轉不同的角度。即說明指標指標旋轉角度所指出的載荷大小與擺錘重量有關。一般試驗機可以更換三種錘重。
它對應的有三種刻度的測力度盤，分別表示三種測力範圍。例如臥室的30噸萬能試驗機的三種度盤為0-60kn、0-150kn、0-300kn。實驗時，要根據試件需載荷a、b、c。
也有些試驗機是採用調節擺桿長度的辦法，而不是變更擺錘重量。
載入前，應調整測力指標對準度盤上的零點。方法是，開動油幫浦電機、送油、將活動臺9公升起1厘公尺左右，然後移動擺桿上的平衡砣20，使擺桿達到鉛重位置，再旋轉度盤（或轉動齒杆）使指標對準「零」點。所以先公升起活動臺再調零點，原因是由於上橫頭，活動立柱、活動臺等有相當大的重量，要一定油壓才能將它們公升起。
但是這部分油壓並為用來給試件載入，不應反映到試件載荷的讀書中去。
（二）操作步驟
（1） 檢查油路上各閥門於關閉位置，換上試件相配合的夾頭形式；保險開關應當有效。
（2） 根據所需要最大荷載，選擇測量度盤，放置相應的錘重。相應的調節好緩衝器。緩衝器的作用，使保證載入後，洩油時或試件斷裂時使擺錘緩慢落回，避免突然下落衝擊機身。
（3） 裝好自動繪圖器的傳動裝置、筆和紙等。
（4） 開動油幫浦電機，檢查運轉是否正常。然後開啟送油閥門，向工作油缸緩慢輸油。待活動臺公升起1厘公尺左右時，將送油閥門關到最小，並按上段所說方法，調整測力指標對準「零」點。
並調整被動指標與之重合，被動指標的作用是當試件最大載荷時留下，指出試件受的最大載荷。
（5） 安裝試件，壓縮試件必須放置墊板。拉伸試件則須調整下夾頭位置，使上下夾頭之間距離與試件長度適應，並進行加緊，試件加緊之後，就不得再調整下夾頭了。
（6） 開啟送油閥，用慢速度載入，此時測力指標應勻速轉動。
（7） 實驗完畢，關閉送油閥，並立即停車。然後取下試件（有時要在洩油後，再取下試件）。緩慢開啟回油閥，將油液洩回油箱。使活動臺回到原始位置，並使一切機構復原。
（三）注意事項
（1） 開車前和停車後，送油閥均應緩慢進行。
（2） 拉伸試件夾住後，不得再調整下夾頭位置。
（3） 機器運轉時，操縱者不得離開。實驗時不得觸動擺錘。
（4） 使用時，聽見異聲或發生任何故障應立即停車。
三、 試驗機試件的裝卡技術
對於拉伸試件多採用三種方法，如圖2為將試件卡入v型夾板中，此類夾頭可以直接接夾住質地較軟的圓棒試件，夾持比較方便，夾持力隨著作用到試件上荷載的增加而增大，缺點是如果試驗機上下夾頭不同心，對試件將增生偏心載荷，不是完全軸向拉伸，給實驗帶來誤差。圖3為將試件做成台階狀，然後用球面墊環墊起，此法的優點是球面墊環可以自動調節中心，也克服了試件從夾頭重活脫的現象，此種夾持方法，既適用於軟質試件，而特別適於卡硬脆材料。我室10b試驗機就是這種裝卡。
圖4為螺紋卡問，將試件兩端車製成螺紋，擰入帶有球面的螺紋卡頭中，此法也可自動調中，也可適用於硬脆材料。
對於壓縮試驗，試件安裝如圖5，試驗時一定要把試件準確的至於試驗機壓板中心球形承墊上，以保證壓力通過試件中心。試件的上下端再放置平整的墊板，使試件不與試驗面壓板直接接觸，以保護機件不損傷和原來精度。
彎曲試件的安裝，如圖，將彎曲試件置於試驗機活動臺支座上，支座距離可以根據需要來調節，載荷是通過帶有圓柱形的加力頭來施加的。
一、實驗目的
1．測定低碳鋼（如q235鋼這種典型塑性材料）的下列力學效能指標：下屈服強度σs、抗拉強度σb、斷後伸長率δ和斷面收縮率ψ。
2．測定鑄鐵（典型脆性材料）的抗拉強度σb。
3．觀察塑性與脆性兩種材料在拉伸過程中的各種現象。
4．比較並分析低碳鋼和鑄鐵的力學效能特點與斷口破壞特徵。
二、實驗儀器和裝置
1．萬能材料試驗機
2．游標卡尺
3．試樣劃線器
4．試件
三、實驗試樣
試件要測定某一種材料的機械性質，試件的數量一般至少取3-5根為一組（取材要有代表性），為了便於比較試驗結果，必須按照國家統一標準（gb228-76）的規定加工成標準試件或比例試件，尺寸如表１。
表１標距的為試件中段兩點間的距離，作為測量拉伸變形之用，本試驗室採用的圓形截面短試件。亦可採用圓形截面短比例試樣，即l0=5d0。
圖1 拉伸試樣圖
四、實驗原理
根據gb-t 228—2002和iso 6892—1998《金屬材料室溫拉伸試驗方法》的基本要求，分別簡要敘述如下：
ⅰ 低碳鋼（q235鋼）拉伸實驗原理
做拉伸實驗時，利用萬能材料試驗機的自動繪圖裝置及拉伸過程各特徵點的示力度盤讀數或電子拉力試驗機的x—y函式記錄儀，可測繪出低碳鋼試樣的拉伸圖，即圖2所示的拉力f與伸長l—l0之間關係曲線。圖中起始階段呈曲線，是由於試樣頭部在試驗機夾具內有輕微滑動及試驗機各部分存在間隙等原因造成的。分析時可將其忽略直接把圖中的直線段延長與橫座標相交於o點，作為其座標原點。
拉伸圖形象地描繪出鋼材的受力變形特徵以及各階段受力與變形之間的關係，但同一種鋼材的拉伸曲線會因試樣尺寸不同而異。為了使同一種鋼材不同尺寸試樣的拉伸過程及其特性點便於比較，以消除試樣幾何尺寸的影響，可將拉伸曲線圖的縱座標（拉力f）除以試樣的原始橫截面面積a0，並將橫座標（伸長δl）除以試樣的原始標距l0，這樣得到的曲線便與試樣尺寸無關，此曲線稱為應力—應變曲線如圖1所示。從曲線上可以看出，它與拉伸圖曲線相似，更清晰表徵了鋼材的力學效能。
拉伸實驗過程分為四個階段如圖2和圖3所示。
（1）彈性階段oa：在此階段中的op段，其拉力f和伸長δl成正比關係，表明鋼材的應力r與延伸率（或稱應變）為線性關係，完全遵循虎克定律，則op段稱為線彈性階段。故點p對應的應力σp稱為材料的比例極限，如圖3所示。
在此彈性階段內可以測定材料的彈性模量e，它是材料的彈性性質優劣的重要特徵之一。實驗時如果當應力繼續增加達到a點所對應的應力σe時，則應力與應變之間的關係不再是線性關係，但變形仍然是彈性的，即卸除拉力後變形完全消失，這呈現出非線性彈性性質。故a點對應的應力σe稱為材料的彈性極限，把pa段稱為非線性彈性階段。
工程上對材料的彈性極限（非線性階段）和比例極限（線彈性階段）並不嚴格區分，而是把拉力卸掉後，用精密儀器測定其不能恢復的塑性應變約為0.02%所對應的應力值界定為規定非比例伸長應力（或稱條件彈性極限）σe0.02，它是控制鋼材在彈性變形範圍內工作的有效指標，在工程上很有實用價值。
（2）屈服階段as′：當應力超過彈性極限繼續增加達到鋸齒狀曲線ss′時，示力度盤上的指標暫停轉動或開始稍微迴轉並往復運動，這時在試樣表面上可看到表徵金屬晶體滑移的跡線，大約與試樣軸線成45°方向的螺旋線。這種現象表徵試樣在承受的拉力不繼續增加或稍微減小的情況下卻繼續伸長達到塑性變形發生，這種現象稱為試樣材料的屈服，其相對應的應力稱為屈服應力（或屈服強度）。
示力度盤的指標首次迴轉前的最高應力σeh稱為上屈服強度，在屈服階段不計初始瞬時效應時的最低應力σel稱為下屈服強度。由於上屈服強度受試驗速率、試樣變形速率和試樣形式等因素的影響不夠穩定，而下屈服強度則比較穩定，故工程中一般要求準確測定下屈服強度σel作為材料的屈服極限σs。其計算公式為σel(σs) = fel/a0。
如果材料沒有明顯的屈服現象時，工程上常用產生規定殘餘延伸率為0.2%時的應力σr0.2作為規定殘餘延伸強度，又稱條件屈服極限σr0.
2。屈服強度（或屈服極限）是衡量材料強度效能優劣的乙個重要指標。本實驗要求準確測定其屈服強度。
工程力學實驗指導11
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工程力學實驗報告
i 班級學號 姓名南昌大學工程力學實驗中心 實驗一金屬材料的拉伸及彈性模量測定試驗2 實驗二金屬材料的壓縮試驗6 實驗三複合材料拉伸實驗10 實驗四金屬扭轉破壞實驗 剪下彈性模量測定14 實驗五電阻應變片的貼上技術及測試橋路變換實驗18 實驗六彎曲正應力電測實驗22 實驗七疊 組 合梁彎曲的應力分析...