河北理工大学土木工程实验中心材料力学实验指导（1）加力部分在试验机的底座上，装有两根固定立柱2，立柱支承着固定横梁3及工作油缸4。当开动油泵电动机后，电动机带动油泵5，将油箱里的油，经送油阀23送至工作油缸4，推动其工作活塞6，使上横梁7、活动立柱8和活动平台9向上移动。如将拉伸样装于上夹头10和下夹头11内，当活动平台向上移动时，因下夹头不动，而上夹头随着平台向上移动，则试样受到拉伸：如将试样装于平台的承压座12内，平台上升时，则试样受到压缩。做拉伸实验时，为了适应不同长度的试样，可开动下夹头的电动机使之带动蜗杆、蜗杆带动蜗轮、蜗轮再带动丝杆，可控制下夹头上、下移动，调整适当的拉伸空间。（2）测力部分装在试验机上的试样受力后，它受力大小，可在测力盘上直接读出。试样受了载荷的作用，工作油缸内的油就具有一定的压力。这压力的大小与试样所受载荷的大小成比例。而测力油管将工作油缸与测力油缸14联通，则测力油缸就受到与工作油缸相等的油压。此油压推动测力活塞15，带动测力拉杆，使摆杆21和摆锤16绕支点转动。试样受力愈大，摆的转角也愈大。摆杆转动时，它上面的推杆便推动水平齿条17，从而使齿轮带动测力指针旋转，这样便可从测力度盘上读出试样受力的大小。摆锤的重量可以调换，一般试验机可以更换三种锤重，故测力度盘上也相应有三种刻度，这三种刻度对应着机器的三种不同的量程。WE一10型万能试验机有0～20KN、0～60KN、0～100KN三种测量量程。（3）操作步骤①加载前，测力指针应指在度盘的“零”点，否则必须加以调整。调整时，先开动油泵电动机，将活动平台升起3～5mm左右，然后稍旋动摆杆上的平衡铊20，使摆杆保持铅直位置，再转动水平齿条使指针对准“零”点。其所以先升起活动平台才调整零点的原因，是由于上横梁、活动立柱8和活动平台等有相当大的质量，要有一定的油压才能将它升起。但是这部分油压并未用来给试样加载，不应反映到试样载荷的读数中去。②选择量程，装上相应的锤重。再一次按①方法，校准“零”点。调好回油缓冲器的旋钮，使之与所选的量程相同。③安装试样。压缩试样必须放置垫板。拉伸试样则须调整下夹头位置，使拉伸区间与试样长短适应。注意：试样夹紧后，绝对不允许再调整下夹头，否则会造成烧毁下夹头电动机的严重事故。④调整好自动绘图仪的传动装置和笔、纸等。③检查送油、回油阀，一定要注意它们均应在关闭位置。③开动油泵电动机，缓缓打开送油阀，用慢速均匀加载。③实验完毕，立即停车取下试样。这时关闭送油阀，缓慢打开回油阀，使油液泄回油7
河北理工大学土木工程实验中心 材料力学实验指导 7 （1）加力部分 在试验机的底座上，装有两根固定立柱 2，立柱支承着固定横梁 3 及工作油缸 4。当开动油泵电动机后，电动机带动油泵 5，将油箱里的油，经送油阀 23 送至工作油缸 4，推动其工作活塞 6，使上横梁 7、活动立柱 8 和活动平台 9 向上移动。 如将拉伸样装于上夹头 10 和下夹头 11 内，当活动平台向上移动时，因下夹头不动，而上 夹头随着平台向上移动，则试样受到拉伸；如将试样装于平台的承压座 12 内，平台上升 时，则试样受到压缩。 做拉伸实验时，为了适应不同长度的试样，可开动下夹头的电动机使之带动蜗杆、蜗 杆带动蜗轮、蜗轮再带动丝杆，可控制下夹头上、下移动，调整适当的拉伸空间。 （2）测力部分 装在试验机上的试样受力后，它受力大小，可在测力盘上直接读出。 试样受了载荷的作用，工作油缸内的油就具有一定的压力。这压力的大小与试样所受载荷 的大小成比例。而测力油管将工作油缸与测力油缸 14 联通，则测力油缸就受到与工作油 缸相等的油压。此油压推动测力活塞 15，带动测力拉杆，使摆杆 21 和摆锤 16 绕支点转 动。试样受力愈大，摆的转角也愈大。摆杆转动时，它上面的推杆便推动水平齿条 17， 从而使齿轮带动测力指针旋转，这样便可从测力度盘上读出试样受力的大小。摆锤的重量 可以调换，一般试验机可以更换三种锤重，故测力度盘上也相应有三种刻度，这三种刻度 对应着机器的三种不同的量程。WE—10 型万能试验机有 0～20KN、0～60KN、0～ 100KN 三种测量量程。 （3）操作步骤 ①加载前，测力指针应指在度盘的“零”点，否则必须加以调整。调整时，先开动油 泵电动机，将活动平台升起 3～5mm 左右，然后稍旋动摆杆上的平衡铊 20，使摆杆保持铅 直位置，再转动水平齿条使指针对准“零”点。其所以先升起活动平台才调整零点的原因， 是由于上横梁、活动立柱 8 和活动平台等有相当大的质量，要有一定的油压才能将它升起。 但是这部分油压并未用来给试样加载，不应反映到试样载荷的读数中去。 ②选择量程，装上相应的锤重。再一次按①方法，校准“零”点。调好回油缓冲器的 旋钮，使之与所选的量程相同。 ③安装试样。压缩试样必须放置垫板。拉伸试样则须调整下夹头位置，使拉伸区间与 试样长短适应。注意：试样夹紧后，绝对不允许再调整下夹头，否则会造成烧毁下夹头电 动机的严重事故。 ④调整好自动绘图仪的传动装置和笔、纸等。 ⑤检查送油、回油阀，一定要注意它们均应在关闭位置。 ③开动油泵电动机，缓缓打开送油阀，用慢速均匀加载。 ③实验完毕，立即停车取下试样。这时关闭送油阀，缓慢打开回油阀，使油液泄回油
河北理工大学土木工程实验中心材料力学实验指导箱，于是活动平台到原始位置。最后将一切机构复原，并清理机器。（4）注意事项①开车前和停车后，送油阀、回油阀一定要在关闭位置。加载、卸载和回油均应缓慢进行。加载时要求测力指针匀速平稳地走动，应严防送油阀开得过大，测力指针走动太快，致使试样受到冲击作用。②拉伸试样夹住后，不得再调整下夹头的位置，以使带动下夹头升降的电动机烧坏。③机器运转时，操纵者必须集中注意力，中途不得离开，以免发生安全事故。④试验时，不得触动摆锤，以免影响试验读数。③在使用机器的过程中，如果听到异声或发生任何故障应立即停车（切断电源），进行检查和修复。8
河北理工大学土木工程实验中心 材料力学实验指导 8 箱，于是活动平台到原始位置。最后将一切机构复原，并清理机器。 （4）注意事项 ①开车前和停车后，送油阀、回油阀一定要在关闭位置。加载、卸载和回油均应缓慢 进行。加载时要求测力指针匀速平稳地走动，应严防送油阀开得过大，测力指针走动太快， 致使试样受到冲击作用。 ②拉伸试样夹住后，不得再调整下夹头的位置，以使带动下夹头升降的电动机烧坏。 ③机器运转时，操纵者必须集中注意力，中途不得离开，以免发生安全事故。 ④试验时，不得触动摆锤，以免影响试验读数。 ⑤在使用机器的过程中，如果听到异声或发生任何故障应立即停车（切断电源），进 行检查和修复
河北理工大学土木工程实验中心材料力学实验指导实验二厂压缩实验一、实验目的1.观察低碳钢，铸铁压缩时的变形和破坏现象。2.测定压缩时低碳钢的流动极限，和铸铁的强度极限。承试件二、实验设备万能材料实验机游标卡尺。球形承垫三、试件低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形，如图1<ho≤3。2-1所示，并规定1≤do图2-1试件加载图四、实验步骤1.低碳钢试件（1）试件准备。用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径，取三处中最小一处的平均直径来计算截面面积。根据低碳钢的屈服极限?，估算屈服载荷的大小（2）试验机准备。选择测力度盘。调整指针，对准零点，并调整自动绘图器（3）安装试件。将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心处。（4）进行试验。缓慢均匀地加载，注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上的压缩图。在压缩图中，到达屈服载荷P时，并不象拉伸那样有明显的屈服阶段，这是因为过屈服阶段后，塑性变形迅速增长，试件横截面面积也随之增大，而增大的面积能承受更大的载荷。因此，在压缩试验中测定P时要仔细观察。如测力指针或自动绘图器上的笔尖停止或少许后退，此刻即试件到达屈服极限，应及时而正确地测定屈服载荷，并记录下来。（5）超过屈服阶段后，继续加载。最后将试件压成鼓形或饼状而不破裂，所以无法求出最大载荷及其强度极限，即可停止加载。所加载荷不得超过测力度盘范围。2.铸铁试件实验步骤与低碳钢相同，但铸铁试件受压时产生的塑性变形很小，稍成鼓状即很快破9
河北理工大学土木工程实验中心 材料力学实验指导 9 实验二 压缩实验 一、实验目的 1.观察低碳钢，铸铁压缩时的变形和破坏现象。 2.测定压缩时低碳钢的流动极限σ s 和铸铁的强度极限σ b 。 二、实验设备 万能材料实验机 游标卡尺。 三、试件 低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形，如图 2-1 所示，并规定1 3 0 0 ≤ ≤ d h 。 四、实验步骤 1.低碳钢试件 （1）试件准备。用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径，取三处中最小一 处的平均直径来计算截面面积。根据低碳钢的屈服极限σ s 估算屈服载荷的大小。 （2）试验机准备。选择测力度盘。调整指针，对准零点，并调整自动绘图器。 （3）安装试件。将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心 处。 （4）进行试验。缓慢均匀地加载，注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上的压缩 图。在压缩图中，到达屈服载荷 Ps时，并不象拉伸那样有明显的屈服阶段，这是因为过屈 服阶段后，塑性变形迅速增长，试件横截面面积也随之增大，而增大的面积能承受更大的 载荷。因此，在压缩试验中测定 Ps时要仔细观察。如测力指针或自动绘图器上的笔尖停止 或少许后退，此刻即试件到达屈服极限，应及时而正确地测定屈服载荷，并记录下来。 （5）超过屈服阶段后，继续加载。最后将试件压成鼓形或饼状而不破裂，所以无法 求出最大载荷及其强度极限，即可停止加载。所加载荷不得超过测力度盘范围。 2.铸铁试件 实验步骤与低碳钢相同，但铸铁试件受压时产生的塑性变形很小，稍成鼓状即很快破 图 2-1 试件加载图
河北理工大学土木工程实验中心材料力学实验指导裂。破裂时的裂纹与试件轴线大约成45°左右，这主要是由剪应力引起的。由从动指针可读出最大载荷P，值。试验时，要在试件周围加防护罩，以免试件破裂时，碎片飞出伤人。五、实验记录及结果的整理1.低碳钢压缩时的强度指标P,屈服极限，=Ao2.铸铁压缩时的强度指标Pb强度极限，=Ao3.记录与计算表格形式表 2—1实验记录数据与结果试验前试验结果最小横直径do（mm）截面面材料积0,或,P或P截面I截面II截面IIIA(mm2)(kN)(N/mm2)平平平(1)(2)(1)(2)(1)(2)均均均P=低碳钢0,=铸铁P,=0,=六、讨论题1、由低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验结果，比较塑性材料和脆性材料的力学性质以及他们的破坏形成。2、试比较铸铁在拉伸和压缩时的不同点。3、为什么铸铁试件在压缩时沿着与轴线大致成45度的斜线截面破坏？4、低碳钢试件压缩后为什么成鼓状？10
河北理工大学土木工程实验中心 材料力学实验指导 10 裂。破裂时的裂纹与试件轴线大约成 45°左右，这主要是由剪应力引起的。由从动指针 可读出最大载荷 Pb 值。试验时，要在试件周围加防护罩，以免试件破裂时，碎片飞出伤 人。 五、实验记录及结果的整理 1.低碳钢压缩时的强度指标 屈服极限 A0 Ps σ s = 2.铸铁压缩时的强度指标 强度极限 A0 Pb σ b = 3.记录与计算表格形式 实验记录数据与结果 表 2—1 试验前 试验结果 直径 d0（mm） 截面 I 截面 II 截面 III 最小横 截面面 积 A 0 （mm 2 ） 材料 (1) (2) 平 均 (1) (2) 平 均 (1) (2) 平 均 Ps或 Pb (kN) σ s 或σ b (N/mm 2 ) 低碳钢 Ps = σ s = 铸铁 Pb = σ b = 六、讨论题 1、由低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验结果，比较塑性材料和脆性材料的力学性质以 及他们的破坏形成。 2、试比较铸铁在拉伸和压缩时的不同点。 3、为什么铸铁试件在压缩时沿着与轴线大致成 45 度的斜线截面破坏？ 4、低碳钢试件压缩后为什么成鼓状？
河北理工大学土木工程实验中心材料力学实验指导实验三剪切试验、实验目的1.用剪切的方法测定低碳钢的剪切强度极限。2.观察剪切破坏断口并分析破坏原因。二、实验设备万能材料试验机，剪切器，游标卡尺。三、试件一般采用圆截面柱形试件，直径8一10mm，长度为100mm。四、实验原理在工程实际中的一些连接如铆钉，销钉，键等都属于直接剪切构件，如图3-1。齿轮键轴剪切面剪切面图3-1（a）键受剪切图3-1（b）销钉受剪切这些连接件除了承受剪切以外，还伴随着挤压，弯曲变形，受力情况比较复杂。因此，在工程设计中对于上述连接件都是直接从剪切实验中测取金属材料的实际强度极限来作为强度计算的依据。图3-2剪切器原理图试验时，将试件放到特制的切器里，使试件承受剪切变形。剪切器结构如图3-2所示。五、试验步骤11
河北理工大学土木工程实验中心 材料力学实验指导 11 实验三 剪切试验 一、实验目的 1.用剪切的方法测定低碳钢的剪切强度极限。 2.观察剪切破坏断口并分析破坏原因。 二、实验设备 万能材料试验机，剪切器，游标卡尺。 三、试件 一般采用圆截面柱形试件，直径 8—10mm,长度为 100mm。 四、实验原理 在工程实际中的一些连接如铆钉，销钉，键等都属于直接剪切构件，如图 3-1。 图 3-1（a） 键受剪切 图 3-1（b） 销钉受剪切 这些连接件除了承受剪切以外，还伴随着挤压，弯曲变形，受力情况比较复杂。因此， 在工程设计中对于上述连接件都是直接从剪切实验中测取金属材料的实际强度极限来作 为强度计算的依据。 图 3-2 剪切器原理图 试验时，将试件放到特制的切器里，使试件承受剪切变形。剪切器结构如图 3-2 所示。 五、试验步骤