工程力学冲击实验报告

工程力学实验报告答案

评分标准 拉伸实验报告

一、实验目的（1分）

1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。

3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。 二、实验设备（1分）

机器型号名称电子万能试验机 测量尺寸的量具名称游标卡尺 精度 0.02 mm 三、实验数据 （2分） 实试验件截面尺寸d0 (mm) 材规面积 算 尺寸（mm） 截 断服 载实 验 前 截面 计实 验 后 断口截面 最 屈 大第 1 页 共 17 页

料 格 各部测沿两正位的 小 量交方向平均部测得的值 位 数值 d0A0 长度 L0面 后载 荷面 长荷 (PN)平 P积 度 (N)均 A1 L1(值(md1m m2m) ) b最(mm2) 沿两正交方向测得的数值 s平均值 (mm) 1 上 2 低1 碳 中 2 钢 1 下 2 1 上 2 铸1 铁 中 2 下 1

试验目的：

1. 测定低碳钢（塑性材料）的弹性摸量E；屈服极限σs 等机械性能。 2．测定灰铸铁（脆性材料）的强度极限σb 3．了解塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。 材料拉伸与压缩实验指导书

低碳钢拉伸试验

拉伸试验的意义: 单向拉伸试验是在常温下以缓慢均匀的速度对专门制备的试件施加轴向载荷，在试件加载过程中观测载荷与变形的关系，从而决定材料有关力学性能。通过拉伸试验可以测定材料在单向拉应力作用下的弹性模量及屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等指标。其试验方法简单且易于得到较可靠的试验数据，所以是研究材料力学性能最基本、应用最广泛的试验。 操作步骤：

1．试验设备：WDW－3050电子万能试验机

2．试件准备：用游标卡尺测量试件试验段长度l0和截面直径d0，并作记录。 3．打开试验机主机及计算机等相关设备。

4．试件安装（详见WDW3050电子万能试验机使用与操作 三．拉伸试件的安装）。

5． 引伸计安装（用于测量E, 详见WDW3050电子万能试验机使用与操作 四．引伸计安装）。 6．测量参数的设定:

7．再认真检查一遍试件安装等试验准备工作。 8．负荷清零，轴向变形清零，位移清零。 9．开始进行试验，点击试验开始。 10．根据提

一、实验目的 1、观察分析低碳钢材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌。 2、测定低碳钢材料的冲

击韧度?k值。 3、了解冲击试验方法。 二、实验设备

液晶全自动金属摆锤冲击试验机，游标卡尺。 三、实验材料

本实验采用gb/t 229?1994标准规定的10mm?10mm?55mm u形缺口或v形缺口试件。 四、实验步骤及注意事项

材料的冲击试验

实验内容及目的

1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度ak 2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况 3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用

实验材料和设备

低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺

试样的制备

按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图1）以及张角深的形缺口冲击试样（图2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T229—1994。

R12558105510R1251010（a）（b）

图1 夏比U形冲击试样

（a）深度为2mm；（b）深度为5mm

845551010

图2 夏比V形冲击试样

实验原理

实验室将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1，使其获得一定的位能mgH1，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势能为mgH1-mgH2。如果忽略空气阻力等各种

材料的冲击试验

实验内容及目的

1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度ak 2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况 3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用

实验材料和设备

低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺

试样的制备

按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图1）以及张角深的形缺口冲击试样（图2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T229—1994。

R12558105510R1251010（a）（b）

图1 夏比U形冲击试样

（a）深度为2mm；（b）深度为5mm

845551010

图2 夏比V形冲击试样

实验原理

实验室将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1，使其获得一定的位能mgH1，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势能为mgH1-mgH2。如果忽略空气阻力等各种

工程力学实验指导书

力学与机械学研究所 编

天津理工大学机械工程学院

2005.7

1

学生实验守则

1．学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到早退。

2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。

3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。

4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。

5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。

6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。

7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。

8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。

9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。

10．凡违反操作规程，擅自动用与

实验一：

低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验

一、实验目的

1．试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。 2．测定该试样所代表材料的σs、σb、ψ、δ等值。

3．对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。

4．学习、掌握微机控制电液伺服万能试验机的使用方法及其工作原理。 二、仪器设备和量具

微机控制电液伺服万能试验机，材料试验机，数显压力实验机，游标卡尺。 三、低碳钢的拉伸和压缩实验 1．低碳钢的拉伸实验

在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。试件受拉伸过程中，观察屈服（流动）、强化、颈缩、断裂等现象；绘制p——ΔL曲线如图2—1（a）所示；记录试件的屈服抗力Ps和最大抗力Pb。试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离L1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。

图2—1 低碳钢拉伸图及压缩图

·1·

强度指标：

Ps?d2,其中A? 屈服极限 ?s? A4

哈工大工程力学

学生提分网 发布时间：2011-01-05

通过对几届不同年级学生的调研，发现近年来的学生在大一、大二阶段就非常关注专业学习内容及其应用，未来发展的可能方向，以及毕业去向等等，力学学科本身就是科学与工程的桥梁，是大工业的基础，因此工程力学专业学生的培养与其它工科专业也有明显的不同，其它工科专业都有较为明显的工程背景，例如航空航天、机械、土木、材料、船舶水利、能源与矿业等专业，尽管这些工科领域的专业都需要一定的力学基础，但主要以各领域的工程对象为主要研究背景。

有十分确定的工程对象，而力学专业恰恰没有明确的研究对象，研究的是工程领域，甚至科学领域广泛存在的基础性、共性力学问题，这些都导致了学生仅仅从培养方案上很难认识清楚自己未来能干什么，主要从事什么样的职业，对专业的认识比较模糊，到大三阶段学生已经开始与专业教师接触，但课程还主要是专业基础课，内容还不够专业，若主讲教师再不能把课程讲得生动精彩。

都会使得学生学习目标不明确，动力不足并由此导致学生向外专业、外校的流动增加，直到大四了解会多一些，但部分学生已经没有热情、对专业的未来丧失信心，总之学生对专业的认识远远不够。

二、 工程力学专业建设与教学存在的问题

工程力学专业导论报告

班级：工力三班 学号：02110917 姓名：张敏

通过高考，进入中国矿业大学，进入力建学院，进入工程力学专业，纯属偶然，因为在填报志愿的时候自己傻瓜一样，一无所知。

可是既然来了，也只能在心底静静的默哀。未来四年，等待自己的是个巨大的挑战。

力学，高中物理有所接触。但是可悲的是，自己似乎连受力分析都不会。工程力学，不用想，就知道大学四年的学习不会好受。

通过将近六周的专业导论课，对这个专业有了一定的了解，也或多或少有那么点的期待。

矿大主页上的专业介绍如是说：“工程力学，国家重点学科，江苏省重点学科，“211工程”重点建设学科，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。”咋一看，这么多头衔，的确是个好专业。

在课上，老师们也介绍了本专业的软硬件设备，都非常过硬。这个专业出的牛人也特多，比如谢和平院士。

经过老师们对工程力学专业光荣史的讲述，使自己热血沸腾。心想，我们专业的条件这么好，出的牛人这么多，将来也一定得在这个领域有所作为。可是想归想，那得付出努力啊。问题是自己连受力分析都不会，如何去面对这么牛的专业呢。

在课上，教授们富有激情的举了很多生动的例子，用来向我们说明力学学习中的生动有趣，可悲的是，却让我们懂得了力学的高深莫测。 让

泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学 第五章

习题

5-1 一重G=980N的物体放在倾角的α=30°斜面上如图示。已知接触面间的静摩擦因数fs=0.2。现用FQ=588N的力沿斜面推物体，问物体在斜面上处于静止还是滑动？此时摩擦力为多大？ 5-1 参考答案：

解：研究物体，假设其静止向上滑动趋势，受力分析 列平衡方程

?F?F解得：

xy?FQ?Gsin??FS?0?FN?Gcos??0?G?FS?FN

FN?848.7N,FS?98N FSmax?fs?FN?169.74N?FS? 98 所以物体静止 F S N

5-2 图示为一简易升降装置，混凝土和吊桶共重25KN，吊桶与滑道间的摩擦因数为0.3。试分别求出吊桶匀速上升和下降时的拉力。 5-2 参考答案：

解：研究混凝土和吊桶整体 （1）吊桶匀速上升时，受力分析

列平衡方程

?FT?G?FS?F?F?FNxy?FT?Gsin70??FS?0?FN?Gcos7