铸铁拉伸和压缩的异同

实验一：低碳钢、铸铁拉伸试验

一、实验目的

本试验以低碳钢和铸铁为代表，了解塑性材料在简单拉伸时的机械性质。它是力学性能试验中最基本最常用的一个。一般工厂及工程建设单位都广泛利用该实验结果来检验材料的机械性能。试验提供的 E，ReL，Rm，A和Z等指标，是评定材质和进行强度、刚度计算的重要依据。本试验具体要求为：

1.了解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。 2．测定强度数据，如屈服点ReL，抗拉强度Rm。

3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率A，截面收缩率Z。 4．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。 二、实验仪器与设备:

① 微机控制电液伺服万能试验机 型号SHT5305 最大负荷300kN 1台 ②全数字闭环测控系统 型号DCS-300 1台 ③电子引伸计 1个 ④游标卡尺 0-150mm 最小刻度0.02mm ⑤刻度尺

第二章 拉伸与压缩

一、是非题

2-1 、当作用于杆件两端的一对外力等值反向共线时则杆件产生轴向拉伸或压缩变形。（ ） 2-2 、关于轴力有下列几种说法：

1、轴力是作用于杆件轴线上的载荷（ ）

2、轴力是轴向拉伸或压缩时杆件横截面上分布内力系的合力（ ） 3、轴力的大小与杆件的横截面面积有关（ ） 4、轴力的大小与杆件的材料无关（ ） 2-3、 同一材料制成的阶梯杆及其受力如图2-1CD段的横截面面积为ABC和DE段均为2A分别用和表示截面上的轴力和正应力则有 1、轴力FN1?FN2?FN3 。（ ） 2、正应力?1>?2>?3。（ ）

2-4、 轴力越大，杆件越容易拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（ ）

2-5 、一轴向拉伸的钢杆材料弹性模量E=200GPa，比例极限?p=200MPa，今测得其轴向线应变?=0.0015，则由胡克定律得其应力??E?=300MPa。（ ） 2-6 、关于材料的弹性模量E，有下列几种说法： 1、E的量纲与应力的量纲相同。（ ） 2、E表示弹性变形能力的大小。（ ） 3、各种牌号钢材的E值相差不大。（ ） 4、橡皮的E比钢材的E

一、填空题

1. 在工程设计中，构件不仅要满足 、 和稳定性的要求，同时还必须符合经济方面的要求。

2、在式σ=Eε中，比例系数E称为材料的拉压_______，不同材料的E值不同；它反映某种材料抵抗变形的能力，在其他条件相同时，EA越大，杆件的变形__________。

3、构件工作应力的最高极限叫做__________。材料能承受的最大应力叫做材料__________。

4、材料抵抗弹性变形能力的指标是____和_______。

5. 在低碳钢的拉伸试验中，材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为 。 二、选择题

1. 轴向拉伸或压缩时，直杆横截面上的内力称为轴力，表示为：( )

A.FN B. FS

FQC. D.

Fjy

2. 材料的塑性指标

有： ( )

A. σU和δ B. σS和ψ C. σb和δ D. δ和ψ

3. 截面上的内力大

小，

第二章 拉伸与压缩

一、是非题

2-1 、当作用于杆件两端的一对外力等值反向共线时则杆件产生轴向拉伸或压缩变形。（ ） 2-2 、关于轴力有下列几种说法：

1、轴力是作用于杆件轴线上的载荷（ ）

2、轴力是轴向拉伸或压缩时杆件横截面上分布内力系的合力（ ） 3、轴力的大小与杆件的横截面面积有关（ ） 4、轴力的大小与杆件的材料无关（ ） 2-3、 同一材料制成的阶梯杆及其受力如图2-1CD段的横截面面积为ABC和DE段均为2A分别用和表示截面上的轴力和正应力则有 1、轴力FN1?FN2?FN3 。（ ） 2、正应力?1>?2>?3。（ ）

2-4、 轴力越大，杆件越容易拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（ ）

2-5 、一轴向拉伸的钢杆材料弹性模量E=200GPa，比例极限?p=200MPa，今测得其轴向线应变?=0.0015，则由胡克定律得其应力??E?=300MPa。（ ） 2-6 、关于材料的弹性模量E，有下列几种说法： 1、E的量纲与应力的量纲相同。（ ） 2、E表示弹性变形能力的大小。（ ） 3、各种牌号钢材的E值相差不大。（ ） 4、橡皮的E比钢材的E

第2章 杆件的拉伸与压缩

杆件的拉伸与压缩是杆件的基本变形形式之一,也是最简单的一种变形形式。本章主要通过对于拉伸与压缩的研究,我们将对杆件变形与内力的关系以及材料基本力学性质的研究建立初步的概念。因此,对拉伸与压缩的研究具有重要的意义。本章将建立拉压杆内力的概念和应力、应变的概念,讨论截面法在求解拉压杆内力中的具体应用,研究应变与应力的关系及材料拉伸压缩时的力学性能,建立强度计算的基本概念,并对超静定问题的求解作初步的了解。

§2.1引言

在实际工程中,我们经常会遇到承受轴向拉伸和轴向压缩的等直杆件。例如组成起重机塔架的杆件(图 2.l),房屋的屋盖珩架中的杆件(图 2.2)等。

如图 2.2(a)所示的房屋的屋盖椅架,是由很多等直杆件绞接而成的。现取出拉杆和压杆来进行分析。拉杆的计算简图如图 2.2(c),它是一根受拉的等直杆,由节点处传来的合力 P, 作用在杆件的两端,与杆的轴线重合,并且大小相等方向相反,它们使杆件产生轴向的伸长变形,我们称之为轴向拉伸;作用在压杆图 2.2(b)两端的力 P使杆产生轴向压缩变形,称为轴向压缩。

图 2.l 图 2.2 (a) 图2.2(c)(b

第二章 拉伸、压缩与剪切

?xB?yG （2） ?1.53?x?y??C?E （3）

0.751.5?yG??yE?4.584 （4）

解（1）－（4）式得G点的垂直位移?yG?1.83mm

??解法二 能量法 杆BC的轴力

N?0.8P

杆系的总变形能为

N2lBC?0.8P?lBCU??

2EA2EA应用卡氏定理，得Ｇ点的垂直位移为

?U0.8Pl0.82?7.5?103?6?yG?????PEA200?109??10?10?34

2.36 试采用另一种解法重解题2.29。

2??2m?1.83mm

图2.36

解 由题2.29可知钢索内的张力为N=11.55kN，变形图如图2.36所示，则B、D点沿钢索方向的位移分别为

2-41

第二章 拉伸、压缩与剪切

Nl11.55?103?0.8?lB?BB'??m?0.228mm

3EA3?177?109?76.36?10?62Nl11.55?800?lD?DD'??m?0.456mm

3EA76.36?177则C点的位移为

?lB?lD0.456??0.228?C?CC'??????mm?0.7

第二章 拉伸与压缩

一、是非题

2-1 、当作用于杆件两端的一对外力等值反向共线时则杆件产生轴向拉伸或压缩变形。（ ） 2-2 、关于轴力有下列几种说法：

1、轴力是作用于杆件轴线上的载荷（ ）

2、轴力是轴向拉伸或压缩时杆件横截面上分布内力系的合力（ ） 3、轴力的大小与杆件的横截面面积有关（ ） 4、轴力的大小与杆件的材料无关（ ） 2-3、 同一材料制成的阶梯杆及其受力如图2-1CD段的横截面面积为ABC和DE段均为2A分别用和表示截面上的轴力和正应力则有 1、轴力FN1?FN2?FN3 。（ ） 2、正应力?1>?2>?3。（ ）

2-4、 轴力越大，杆件越容易拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（ ）

2-5 、一轴向拉伸的钢杆材料弹性模量E=200GPa，比例极限?p=200MPa，今测得其轴向线应变?=0.0015，则由胡克定律得其应力??E?=300MPa。（ ） 2-6 、关于材料的弹性模量E，有下列几种说法： 1、E的量纲与应力的量纲相同。（ ） 2、E表示弹性变形能力的大小。（ ） 3、各种牌号钢材的E值相差不大。（ ） 4、橡皮的E比钢材的E

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CHPTER CHPTER

材料力学

22012. 1

魏

媛

轴向拉伸和压缩 轴向拉伸和压缩

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第二章 轴向拉伸和压缩§2.1 轴向拉伸和压缩的概念和实例 §2.2 轴向拉伸和压缩时的内力和应力

§2.3 材料在轴向拉伸和压缩时的力学性质§2.4 许用应力、安全系数和强度条件

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§2.5 轴向拉伸或压缩时的变形 §2.6 轴向拉伸或压缩时的弹性变形能 §2.7 拉伸、压缩超静定问题 §2.8 应力集中的概念

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§2.1 轴向拉伸和压缩 的概念和实例一.实例

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轴向拉伸

轴向压缩

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二.外力外力作用特点:

力通过轴线变形特点(主

机械实验

机械工程基础实验

实验报告书

实验项目名称: 拉伸、压缩和弹性模量的测定 学年： 学期：

入学班级： 专业班级：学 号： 姓 名： 联系电话： 指导老师：

机械实验

实验一 拉伸、压缩和弹性模量的测定（2H）

低碳钢、铸铁的拉伸

一、实验目的

二、实验使用的设备及工具

机械实验

三、实验记录及结果处理

（1）低碳钢试样草图 实验前

实验后

（1） 实验数据记录及计算结果

机械实验

四、问题讨论

(1) 由实验所见到的现象及测算得的结果比较低碳钢与铸铁的力学性能(强度、伸长率、断面收缩率等方面)有何不同?

(2) 低碳钢屈服时的现象是怎样的?对于没有明显屈服现象的塑性材料如何确定其屈服强度(屈服程度)?

机械实验

低碳钢、铸铁的压缩实验

一、实验目的

二、实验使用的设备及工具

机械实验

三、实验记录及结果处理

四、问题讨论

(1) 比较低碳钢在拉伸与压缩所用下的力学性能.

机械实验

(2) 低碳钢拉伸时可以测出Pb,压缩时测不出Pb,为什么说它是拉压等

第二章拉伸和压缩第二章

拉伸和压缩

主讲教师：余茜

第二章轴向拉伸和压缩§2 —1 拉伸与压缩的概念

§2 —2 拉压杆的内力——轴力与轴力图§2 —3 拉压杆横截面及斜截面上的应力

目录

§2 —4 应力分布的实验验证及应力集中的概念§2 —5 拉压杆的强度计算§2 —6 拉压杆的变形

胡克定律

§2 —7 材料在拉伸压缩时的力学性质

§2 —8 拉压杆的超静定问题

§2 —9 连接件的剪切与挤压强度计算

第二章轴向拉伸和压缩重点、难点?轴向拉（压）杆的内力、应力与强度计算?轴向拉（压）杆的变形

?材料的力学性质?拉压超静定问题

?连接件的剪切、挤压的实用计算

§2-1 拉伸与压缩的概念§2-1 拉伸与压缩的概念

——轴向拉伸和压缩，简称为拉伸或压缩，是最简单也是做基本的变形。一、轴向拉伸和压缩变形PPPP拉伸

PP变细变长

压缩变短变粗

PP?外力特征：外力的合力作用线与直杆轴线重合；

?变形特征：长度沿轴向发生改变，拉长或压短，同时横截面变细或变粗。

§2-1 拉伸与压缩的概念二、工程实例

桁架结极

§2-1 拉伸与压缩的概念二、工程实例

曲柄连杆机极：连杆的变形为轴向变形（缩短）

连杆ω悬臂吊车PBCPPC