材料力学实验指导主编：冯天涛衣不山东农业天学机械与电子工程学院
材料力学实验指导 主编：冯天涛 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验守则一、要按指定的时间进行实验。准时进入实验室，不得迟到、早退。二、每次实验前，要仔细阅读实验指导书，基本了解实验内容，目的，实验步骤及机器和仪器的主要原理与使用方法等。三、以小组为单位进行实验。四、要爱护实验室的一切设备，非指定使用的机器设备不得乱动，以免发生危险或损坏事故。五、在实验过程中，如机器或仪器发生故障应立即向实验指导人员报告，进行检查以便及时排除故障，保证实验的正常进行。六、实验结束后，要清理机器、仪器工具。如有损坏、应及时向实验指导人员报告。七、要保持实验室的清洁和安静，养成良好的科学作风。八、实验完毕后，要认真做好实验报告，并对思考进行讨论。PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
实 验 守 则 一、要按指定的时间进行实验。准时进入实验室，不得迟到、早退。 二、每次实验前，要仔细阅读实验指导书，基本了解实验内容，目的，实验步骤 及机器和仪器的主要原理与使用方法等。 三、以小组为单位进行实验。 四、要爱护实验室的一切设备，非指定使用的机器设备不得乱动，以免发生危险 或损坏事故。 五、在实验过程中，如机器或仪器发生故障应立即向实验指导人员报告，进行检 查以便及时排除故障，保证实验的正常进行。 六、实验结束后，要清理机器、仪器工具。如有损坏、应及时向实验指导人员报 告。 七、要保持实验室的清洁和安静，养成良好的科学作风。 八、实验完毕后，要认真做好实验报告，并对思考进行讨论。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验一拉伸实验拉伸实验是检验材料机械性能的最基本的实验。一、实验目的1.了解试验设备一一万能材料试验机的工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。2.测定低碳钢的届服极限αs，强度极限ob、伸长率8、断面收缩率。3.测定铸铁的强度极限αb。4.观察以上两种材料在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图（P一△L曲线）。5.比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的机械性质。二、实验设备和量具1．量具：游标卡尺、钢尺、分规。2.设备：万能材料试验机。在材料力学实验中，最常用的机器是万能材料试验机。它可以做拉伸、压缩、剪切、弯曲等试验，故习惯上称它为万能材料试验机。这里对常用的WE一10型液压摆式万能材料试验机介绍如下，其构造原理示意图图1-1所示。（1）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铠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PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
实验一 拉伸实验 拉伸实验是检验材料机械性能的最基本的实验。 一、实验目的 1．了解试验设备——万能材料试验机的工作原理，掌握其操作规程及使用时的注 意事项。 2．测定低碳钢的屈服极限σs,强度极限σb、伸长率d 、断面收缩率y 。 3．测定铸铁的强度极限s b。 4．观察以上两种材料在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图 （P 一DL 曲线）。 5．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的机械性质。 二、实验设备和量具 1．量具：游标卡尺、钢尺、分规。 2．设备：万能材料试验机。 在材料力学实验中，最常用的机器是万能材料试验机。它可以做拉伸、压缩、剪 切、弯曲等试验，故习惯上称它为万能材料试验机。这里对常用的 WE—10 型液压摆式 万能材料试验机介绍如下，其构造原理示意图图 1-1 所示。 （1）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 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
间与试样长短适应。注意：试样夹紧后，绝对不充许再调整下夹头，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。上横架同油管活塞工作制部洗油管传力柱?测力齿杆记录纸活动平台拨杆。国上夹头设箭专动试件回油阀中Q下夹头摆锤圳送油阀、蜗轮、蜗杆H调位电机81油传A测油油茶柔力箱-力中4油3活红塞机图1-1液压摆式万能材料试验机原理示意图（2）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勺速平稳地走动，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。PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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。 图 1-1 液压摆式万能材料试验机原理示意图 （2）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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
三、实验原理1.为了检验低碳钢拉伸时的机械性质，应使试样轴向受拉直到断裂，在拉伸过程中以及试样断裂后，测读出必要的特征数据（如；Ps、P、Lr、d,）经过计算，便可得到表示材料力学性能的四大指标：6。、b、8、V。2.铸铁属脆性材料，轴向拉伸时，在变形很小的情况下就断裂，故一般测定其抗拉强度极限b。四、实验试样试样的各部分名称如图1一3。夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧试样，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试样的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。R3.2do7to图1-3圆形截面试件标距1。是待试部分，也是试样的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。根据国家标准（GB228一76）将比例试样尺寸列表如下：表示伸长率圆形试样直试样标距长度L。（mm）横截面积A（mm）径的符号11.3/AgS10长10do比任意的任意的例8s5.65/A短5do表中d表示试样标距部分的原始直径，8o，,分别表示标距长度Lo为ds的10倍或5倍的试样伸长率。常用试样的形状尺寸、光洁度等可查国家标准GB228一76中的附录一、五、实验方法及步骤PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
三、实验原理 1．为了检验低碳钢拉伸时的机械性质，应使试样轴向受拉直到断裂，在拉伸过程 中以及试样断裂后，测读出必要的特征数据（如；PS、Pb、L1、dl）经过计算，便可得 到表示材料力学性能的四大指标：s s、s b、d 、y 。 2．铸铁属脆性材料，轴向拉伸时，在变形很小的情况下就断裂，故一般测定其抗 拉强度极限s b。 四、实验试样 试样的各部分名称如图 l—3。夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧试样，过 渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试样的截面形 状和尺寸以及机器夹具类型。 标距 10是待试部分，也是试样的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。 根据国家标准（GB228—76）将比例试样尺寸列表如下： 试样 标距长度 L0（mm） 横截面积 A0（mm） 圆形试样直 径 表示伸长率 的 符 号 长 3 0 11. A 10d0 比 例 短 65 0 5. A 5d0 任意的 任意的 10 d 5 d 表中 d0 表示试样标距部分的原始直径， 10 d ， 5 d 分别表示标距长度 L0 为 d0 的 10 倍或 5 倍的试样伸长率。 常用试样的形状尺寸、光洁度等可查国家标准 GB228—76 中的附录一、二。 五、实验方法及步骤 图 1-3 圆形截面试件 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn