材料力學(xué)指導(dǎo)書

1、材料力學(xué)指導(dǎo)書齊魯理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)須知1. 實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中相關(guān)的內(nèi)容， 了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、 要求及注意 事項(xiàng)。2. 按預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，不得無故遲到、早退、缺席。3. 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，不得高聲喧嘩和擅自亂動(dòng)儀器設(shè)備，損壞儀器要賠償。4. 保持實(shí)驗(yàn)室整潔，不準(zhǔn)在機(jī)器、儀器及桌面上涂寫，不準(zhǔn)亂丟紙屑，不準(zhǔn)隨地 吐痰。5. 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守操作步驟和注意事項(xiàng)。 實(shí)驗(yàn)中，若遇儀器設(shè)備發(fā)生故障， 應(yīng) 立即向教師報(bào)告，及時(shí)檢查，排除故障后，方能繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6. 實(shí)驗(yàn)過程中，若未按操作規(guī)程操作儀器， 導(dǎo)致儀器損壞者， 將按學(xué)校有關(guān)規(guī)定 進(jìn)行處理。7. 實(shí)驗(yàn)過程中，同組同學(xué)要相互配合，認(rèn)真測取

2、和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將儀器、工具清理擺正。不得將實(shí)驗(yàn)室的工具、儀器、材料等物 品攜帶出實(shí)驗(yàn)室。9. 實(shí)驗(yàn)完畢，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)教師認(rèn)可后方能離開實(shí)驗(yàn)室。10. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求字跡端正、繪圖清晰、表格簡明、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。目錄實(shí)驗(yàn)一低碳鋼和鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn) 0實(shí)驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn) 7實(shí)驗(yàn)三低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 9實(shí)驗(yàn)四 純彎曲梁正應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn) 13實(shí)驗(yàn)一低碳鋼和鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)是測定材料力學(xué)性能的最基本最重要的實(shí)驗(yàn)之一。由本實(shí)驗(yàn)所測得的結(jié)果，可以說明材料在靜力拉伸下的一些性能，諸如材料對(duì)荷載的抵抗能力的變化規(guī)律、材料的彈性、塑性、強(qiáng)度等重要機(jī)械性能，這些性能是工程上合理地 選用材料和進(jìn)

3、行強(qiáng)度計(jì)算的重要依據(jù)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?. 測定低碳鋼的屈服極限 S、強(qiáng)度極限b、延伸率、截面收縮率 和鑄鐵的強(qiáng)度極限b02. 碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中表現(xiàn)的現(xiàn)象，繪出外力和變形間的關(guān)系曲線（F L曲線）°3低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和斷口情況。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1. 萬能材料試驗(yàn)機(jī)2. 游標(biāo)卡尺3. 低碳鋼、鑄鐵拉伸試樣，|0 5d0,將lo十等分三、拉伸試件金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)常用的試件形狀如圖所示。圖中工作段長度 l稱為標(biāo)距， 試件的拉伸變形量一般由這一段的變形來測定， 兩端較粗部分是為了便于裝入試 驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)。圖圖1-1拉伸試件為了使實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果可以互相比較，試件必須按國家

4、標(biāo)準(zhǔn)做成標(biāo)準(zhǔn)試件, 即 I 5d 或 I 10d對(duì)于一般板的材料拉伸實(shí)驗(yàn)，也應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)做成矩形截面試件。 其截面面 積和試件標(biāo)距關(guān)系為I 11.3. A或I 5.65 A，A為標(biāo)距段內(nèi)的截面積。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)：1）試件的準(zhǔn)備：在試件中段取標(biāo)距I 10d或I 5d在標(biāo)距兩端用腳標(biāo)規(guī)打 上沖眼作為標(biāo)志，用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距范圍內(nèi)測量中間和兩端三處直徑 d （在 每處的兩個(gè)互相垂直的方向各測一次取其平均值）取最小值作為計(jì)算試件橫截面 面積用。2）機(jī)器的準(zhǔn)備：首先了解材料試驗(yàn)機(jī)的基本構(gòu)造原理和操作方法，學(xué)習(xí)試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程。根據(jù)低碳鋼的強(qiáng)度極限b及試件的橫截面積，初步估計(jì)拉

5、伸試件所需最大荷載，選擇合適的測力度盤，并配置相應(yīng)的擺錘，開動(dòng)機(jī)器，將測 力指針調(diào)到“零點(diǎn)”，然后調(diào)整試驗(yàn)機(jī)下夾頭位置，將試件夾裝在夾頭內(nèi)。3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：試件夾緊后，給試件緩慢均勻加載，用試驗(yàn)機(jī)上自動(dòng)繪圖裝置，繪出外力F和變形L的關(guān)系曲線（F L曲線）如圖所示。從圖中可以看 出，當(dāng)荷載增加到A點(diǎn)時(shí)，拉伸圖上0A段是直線，表明此階段內(nèi)荷載與試件的 變形成比例關(guān)系，即符合虎克定律的彈性變形范圍。當(dāng)荷載增加到B點(diǎn)時(shí)，測力計(jì)指針停留不動(dòng)或突然下降到 B點(diǎn)，然后在小的范圍內(nèi)擺動(dòng)，這時(shí)變形增加很 快，荷載增加很慢；這說明材料產(chǎn)生了流動(dòng)（或者叫屈服）與 B點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)力 叫上流動(dòng)極限，與B相應(yīng)的應(yīng)力叫下流動(dòng)極

6、限，因下流動(dòng)極限比較穩(wěn)定，所以材 料的流動(dòng)極限一般規(guī)定按下流動(dòng)極限取值。以 B點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的荷載值Fs除以試件 的原始截面積A即得到低碳鋼的流動(dòng)極限 s， s 空屈服階段后，試件要承受A更大的外力，才能繼續(xù)發(fā)生變形若要使塑性變形加大， 必須增加荷載，如圖形中 C點(diǎn)至D點(diǎn)這一段為強(qiáng)化階段。當(dāng)荷載達(dá)到最大值 Fb（ D點(diǎn)）時(shí)，試件的塑性 變形集中在某一截面處的小段內(nèi)，此段發(fā)生截面收縮，即出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象。此 時(shí)記下最大荷載值Fb，用Fb除以試件的原始截面積A，就得到低碳鋼的強(qiáng)度極 限b b Fb/A。在試件發(fā)生“頸縮”后，由于截面積的減小，荷載迅速下降， 到E點(diǎn)試件斷裂。關(guān)閉機(jī)器，取下拉斷的試件，將斷

7、裂的試件緊對(duì)到一起，用游標(biāo)卡尺測量出斷裂后試件標(biāo)距間的長度ll，按下式可計(jì)算出低碳鋼的延伸率ll l100%。將斷裂的試件的斷口緊對(duì)在一起，用游標(biāo)卡尺量出斷口 （細(xì)頸）處的直徑d1, 計(jì)算出面積A ；按下式可計(jì)算出低碳鋼的截面收縮率，100%圖1-2低碳鋼的拉伸圖圖1-3鑄鐵拉伸圖從破壞后的低碳鋼試件上可以看到， 各處的殘余伸長不是均勻分布的。 離斷 口愈近變形愈大，離斷口愈遠(yuǎn)則變形愈小，因此測得h的數(shù)值與斷口的部位有關(guān)。 為了統(tǒng)一 值的計(jì)算，規(guī)定以斷口在標(biāo)距長度中央的13區(qū)段內(nèi)為準(zhǔn)，來測量I的 值，若斷口不在13區(qū)段內(nèi)時(shí)，需要采用斷口移中的方法進(jìn)行換算，其方法如下：設(shè)兩標(biāo)點(diǎn)C到C之間共刻有n

8、格，如圖1-4所示，拉伸前各格之間距離相等， 在斷裂試件較長的右段上從鄰近斷口的一個(gè)刻線 d 起,向右取n/2格，標(biāo)記為a， 這就相當(dāng)于把斷口擺在標(biāo)距中央，再看 a點(diǎn)至C1點(diǎn)有多少格，就由a點(diǎn)向左取相 同的格數(shù)，標(biāo)以記號(hào)b，令L表示C到b的長度，則L 2L的長度中包含的格 數(shù)等于標(biāo)距長度內(nèi)的格數(shù)n,故h L 2L。當(dāng)斷口非常接近試件兩端，而與其頭部之距離等于或小于直徑的兩倍時(shí)，一般認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果無效，需要重作實(shí)驗(yàn)。lkj 工 d a 11 icb ac1斷口圖圖-4-4試件斷口2. 鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)：1）試件的準(zhǔn)備：用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距范圍內(nèi)測量中間和兩端三處直徑d取最小值計(jì)算試件截面面積，根據(jù)鑄

9、鐵的強(qiáng)度極限b，估計(jì)拉伸試件的最大荷載。2）試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)備，與低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)相同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：開動(dòng)機(jī)器，緩慢均勻加載直到斷裂為止。記錄最大荷載Fb，觀察自動(dòng)繪圖裝置上的曲線，如圖1-3所示。將最大荷載值Fb除以試件的原始截 面積A，就得到鑄鐵的強(qiáng)度極限 b b Fb/A。因?yàn)殍T鐵為脆性材料在變形很 小的情況下就會(huì)斷裂，所以鑄鐵的延伸率和截面收縮率很小，很難測出。附表一（試件相關(guān)數(shù)據(jù)）表1-1試件原尺寸記錄材料原尺標(biāo)距Lo(mm)直截面I12平均1低碳鋼鑄鐵寸最小截面面積Ao（mm2）:徑 do (mm)截面n截面川2平均12平均附表二表1-2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄材料屈服荷載Fs（ k N）最大荷載Fb（kN

10、）低碳鋼鑄鐵附表三表1-3試件斷后尺寸記錄材料斷后尺寸標(biāo)距L i（ mm）斷裂處直徑d i （ mm）斷裂截面面積Ai （ mm）低碳鋼附表四表1-4實(shí)驗(yàn)圖形記錄*材料圖形低碳鋼鑄鐵F AL曲線圖F1F0A L0AL斷口形狀五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 低碳鋼：1) 根據(jù)屈服荷載Fs和最大荷載Fb計(jì)算屈服極限Fs os= -=(MPa)AFbdo= - =(Mpa)S及斷面收縮率恢A2) 根據(jù)試驗(yàn)前后的標(biāo)距長度及橫截面積計(jì)算延伸率$ _L° x|00%=%LoA A_工池0%=%Ao2. 鑄鐵：根據(jù)最大荷載Fb計(jì)算強(qiáng)度極限cb(MPa)_F- _ cb=Ao3. 拉伸彈性模量:E=PlolAo(

11、GPa)實(shí)驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)在工程實(shí)際中，有些構(gòu)件承受壓力，而材料由于荷載形式的不同其表現(xiàn)的機(jī) 械性能也不同，因此除了通過拉伸實(shí)驗(yàn)了解金屬材料的拉伸性能外，有時(shí)還要作壓縮實(shí)驗(yàn)來了解金屬材料的壓縮性能，一般對(duì)于鑄鐵、水泥、磚、石頭等主要承 受壓力的脆性材料才進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，而對(duì)于塑性金屬或合金進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)是主要 目的是為了材料研究。例如灰鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度極限不相同，因此工程上就利用鑄鐵壓縮強(qiáng)度較高這一特點(diǎn)用來制造機(jī)床底座、床身、汽缸、泵體等。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵骲 0圖2-1試件1. 測定在壓縮時(shí)低碳鋼的流動(dòng)極限S ,及灰鑄鐵的強(qiáng)度極限2. 觀察它們的破壞現(xiàn)象，并比較這兩種材料受壓時(shí)的特

12、性。、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：材料試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺 三、試件金屬材料的壓縮試件一般制成圓柱形，如圖所示，并制定 1四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1低碳鋼的壓縮實(shí)驗(yàn)1）試件準(zhǔn)備：用游標(biāo)卡尺測量試件的直徑 d。2）試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)備：首先了解試驗(yàn)機(jī)的基本構(gòu)造原理和操作方法，學(xué)習(xí)試驗(yàn) 機(jī)的操作規(guī)程。選擇合適的測力刻度盤，配置相應(yīng)的擺錘，開動(dòng)機(jī)器，將刻度盤指針調(diào)到零點(diǎn)，然后將試件盡量準(zhǔn)確地放在機(jī)器活動(dòng)承墊中心上， 使試件承受軸 向壓力。3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：開動(dòng)機(jī)器，使試件緩慢均勻加載，低碳鋼在壓縮過程中產(chǎn)生 流動(dòng)以前基本情況與拉伸時(shí)相同，荷載到達(dá) B時(shí)，測力盤指針停止不動(dòng)或倒退， 這說明材料產(chǎn)生了流動(dòng)，當(dāng)荷載超過B點(diǎn)后，塑性變形逐漸增加，

13、試件橫截面積 逐漸明顯地增大，試件最后被壓成鼓形而不斷裂，故只能測出產(chǎn)生流動(dòng)時(shí)的荷載 Fs，由s Fs/A得出材料受壓時(shí)的流動(dòng)極限而得不出受壓時(shí)的強(qiáng)度極限。圖2-2低碳鋼壓縮圖圖2-3鑄鐵壓縮圖2.鑄鐵的壓縮實(shí)驗(yàn)鑄鐵壓縮與低碳鋼的壓縮實(shí)驗(yàn)方法相同,但鑄鐵受壓時(shí)在很小的變形下即發(fā)生破壞， 只能測出Fb，由b Fb/A得出材料強(qiáng)度極限。鑄鐵破壞時(shí)的裂縫約與軸線成 45角左右。附表一（試件相關(guān)數(shù)據(jù)）材料試件尺寸實(shí)驗(yàn)前圖形實(shí)驗(yàn)后圖形機(jī)械性能低碳鋼do=(mm)ho=(mm)Ao=(mm)Fs=(N)cs=(MPa)鑄鐵do=(mm)ho=(mm)Ao=(mm)Fb=(N)妒(MPa)五、注意事項(xiàng)1.

14、試件一定要放在壓頭中心以免偏心影響。2. 在試件與上壓頭接觸時(shí)要特別注意減小油門，使之慢慢接觸，以免發(fā)生撞擊，損壞機(jī)器。3. 鑄鐵壓縮時(shí)，應(yīng)注意安全，以防試件破壞時(shí)跳出打傷。實(shí)驗(yàn)三低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測定碳鋼的切變屈服點(diǎn)（剪切屈服極限）T或下屈服點(diǎn)TT、抗扭強(qiáng)度（剪 切強(qiáng)度極限）T。2. 測定鑄鐵的抗扭強(qiáng)度Tb3. 觀察、比較和分析上述兩種典型材料受扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和破壞等現(xiàn)象。、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)2. 游標(biāo)卡尺三、試樣制備扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)所用試件與拉伸試件的標(biāo)準(zhǔn)相同，一般使用圓形試件，do=1Omm標(biāo)距I o=5Omn或100mm平行長度I為70mn或120mm其它直徑的試樣，其平

15、行長度為標(biāo)距長度加上兩倍直徑。為防止打滑，扭轉(zhuǎn)試樣的夾持段宜為類矩形，如圖 3-1所示。- 長V二玆Ab'fit圖3-1扭轉(zhuǎn)試樣四、實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)件承受扭轉(zhuǎn)時(shí)，材料處于純剪應(yīng)力狀態(tài)。因此常用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)來研究不同材 料在純剪作用下的力學(xué)性質(zhì)，這對(duì)于工程中的構(gòu)件的合理設(shè)計(jì)和選材是十分重要 的。1. 低碳鋼試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)全過程，由試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)繪圖器繪出其扭矩 T和扭 轉(zhuǎn)角？的關(guān)系曲線，如圖3-2所示。由該圖知，在彈性變形0A直線段，試樣橫截面上的扭矩與扭轉(zhuǎn)角成正比關(guān) 系，其上的剪應(yīng)力亦呈線性分布，即截面最外緣的剪應(yīng)力最大，中心的剪應(yīng)力幾 乎為零，如圖3-3（a）所示，在這個(gè)階段材料服從切變虎克定律，

16、并可測定切變 模量G。AB段為曲線部分。它表明這階段扭矩和扭轉(zhuǎn)角不再成正比關(guān)系，橫截 面上剪應(yīng)力的分布也不再是線性的，最外緣的剪應(yīng)力首先達(dá)到剪切屈服極限，塑性區(qū)由外向里擴(kuò)展，而形成環(huán)狀塑性區(qū)和截面中部未屈服的彈性區(qū)，如圖3-3（b）所示。隨著試樣繼續(xù)扭轉(zhuǎn)變形，塑性區(qū)不斷向圓心擴(kuò)展，T-?曲線稍微上升，直至B點(diǎn)趨于平坦，這時(shí)塑性區(qū)幾乎占據(jù)了全部截面，剪應(yīng)力趨于均勻分布如圖 3-3（ c）所示。扭矩度盤上的指針幾乎不動(dòng)，此時(shí)與之對(duì)應(yīng)的扭矩為屈服扭矩 Ts如圖3-2（a）;另一種情況，屈服階段為鋸齒狀曲線。度盤指針首次下降前的 最大扭矩為上屈服扭矩 Tsu,屈服階段中最小扭矩為下屈服扭矩 Tsl,如

17、圖3-2（b） 本次試驗(yàn)測定屈服扭矩或下屈服扭矩。根據(jù)測定的屈服扭矩或下屈服扭矩按彈性 扭轉(zhuǎn)公式計(jì)算剪應(yīng)力，即屈服點(diǎn)或下屈服點(diǎn)為：T= Ts/Wt或TL = Tsl/Wt，其中Wt為抗扭截面模量。試樣再繼續(xù)變形，材料進(jìn)一步強(qiáng)化，到達(dá)T-?曲線上的C點(diǎn)，試件發(fā)生斷裂。 由扭矩度盤上的隨動(dòng)指針讀出試樣扭斷前所承受的最大扭矩 Tb，按彈性扭轉(zhuǎn)公 式計(jì)算抗扭強(qiáng)度T = Tb/WT。若要測定真實(shí)規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T與真實(shí)抗扭強(qiáng)度Tb按劉德維克-卡曼公 式計(jì)算。具體方法見 GB10128-88標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。0妙(a)圖3-2低碳鋼的T-?曲線圖（a） Tn<Tp的剪應(yīng)力分布（b） Ts>Tn

18、>Tp時(shí)的剪應(yīng)力分布（c） Tn=Ts時(shí)的剪應(yīng)力分布圖3-3 低碳鋼圓軸在不同扭矩下剪應(yīng)力分布圖2鑄鐵試樣扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，其扭矩 T和扭轉(zhuǎn)角？關(guān)系如圖3-3所示。從該圖 可以看出，試樣從開始受扭直至破壞，近似為一斜直線，即無屈服現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)角 很小，破壞是突然發(fā)生的，破壞處在與試樣軸線約成45。角的螺旋面上。其最大扭矩為Tb，按彈性扭轉(zhuǎn)公式計(jì)算抗扭強(qiáng)度 t = Tb/WT。上述扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)要求在室溫10-35 C條件下進(jìn)行。3. 樣受扭時(shí)，材料處于純剪應(yīng)力狀態(tài)如圖 3-4所示。在與試樣軸線成45°角 的螺旋面上分別有主應(yīng)力 01=工和o2=- T的作用，由于低碳鋼的抗扭強(qiáng)度小于抗 拉強(qiáng)度

19、，所以沿其橫截面被剪斷，斷口平齊。而鑄鐵的抗拉強(qiáng)度小于抗扭強(qiáng)度， 故沿其45°方向被拉斷，斷口成一螺旋面。如圖 3-5所示。圖3-4 純剪應(yīng)力狀態(tài)圖3-5 受扭試樣斷口五、試驗(yàn)步驟1. 測量試樣直徑。在標(biāo)距兩端及其中間處兩個(gè)相互垂直方向上各測一次直 徑，并取其算術(shù)平均值，取三處測得直徑的算術(shù)平均值中的最小值計(jì)算試樣截面 模量Wt。2. 估計(jì)試樣的最終扭矩 Tp，選擇合適的扭矩度盤，調(diào)整扭矩度盤指針對(duì)零 點(diǎn)，裝好繪圖紙并選擇扭轉(zhuǎn)速度：屈服前應(yīng)在（6。 30° /min范圍內(nèi)，屈服后 不大于360°/min，速度的改變應(yīng)無沖擊。3安裝試樣，用粉筆在試樣表面劃一條平行于

20、試樣軸線的直線，以便觀察受 扭時(shí)的變形。4. 進(jìn)行試驗(yàn)，觀察試樣在扭轉(zhuǎn)過程中的各種現(xiàn)象。并記下試樣扭轉(zhuǎn)屈服時(shí)的 扭矩Ts和破壞時(shí)的最大扭矩Tb，直至試樣斷裂。5. 取下試樣。觀察比較斷口，分析破壞原因。6. 將試驗(yàn)機(jī)復(fù)原，結(jié)束試驗(yàn)。六、試驗(yàn)結(jié)果整理1 根據(jù)測定碳鋼和鑄鐵的扭矩，按彈性扭轉(zhuǎn)公式計(jì)算切應(yīng)力，并將試驗(yàn)結(jié) 果填入表。碳鋼切變強(qiáng)度指標(biāo)：t=Ts/W 或 tl=Tsl/WtT=T b/WT鑄鐵切變強(qiáng)度指標(biāo)：T=T b/WT附表1 （試件相關(guān)數(shù)據(jù)）材料直徑do/mm抗扭截面模量WT/mm3屈服扭矩Ts/kN m屈服點(diǎn)T/MPa最大扭矩Tb/kN m抗扭強(qiáng)度T/MPa截面1截面II截面III低

21、碳鋼鑄鐵對(duì)測得的性能數(shù)值 t或tl、t修約到1N/mm2。實(shí)驗(yàn)四 純彎曲梁正應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測定梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力大小和分布規(guī)律2. 驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和工具1. 組合實(shí)驗(yàn)臺(tái)中純彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置2. 力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀3. 游標(biāo)卡尺、鋼板尺三、實(shí)驗(yàn)原理及方法在純彎曲條件下，根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖維間無擠壓的假設(shè)，可得到梁橫截面上任一點(diǎn)的正應(yīng)力，計(jì)算公式為：CT =M / I z式中M為彎矩，lz為橫截面中性軸的慣性矩；y為所求應(yīng)力點(diǎn)至中性軸的距離。 為了測量梁在純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律，在梁的純彎曲段沿梁側(cè)面不同高度，平行于軸線貼

22、有應(yīng)變片（如圖 4-1）。1-:)實(shí)驗(yàn)可采用半橋單臂、公共補(bǔ)償、多點(diǎn)測量方法。加載采用增量法，即每增 加等量的荷載 P，測出各點(diǎn)的應(yīng)變增量 8,然后分別取各點(diǎn)應(yīng)變增量的平均值 &實(shí)i，一次求出各點(diǎn)的應(yīng)變增量：C 實(shí) i = E 8實(shí) i將實(shí)測應(yīng)力值與理論應(yīng)力值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)計(jì)好本實(shí)驗(yàn)所需的各類數(shù)據(jù)表格。2. 測量矩形截面梁的寬度b和高度h、荷載作用電到梁支點(diǎn)距離a及各應(yīng)變 片到中性層的距離yi。見附表1。3. 擬定加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某鹾奢d Po （一般取P0 = 10% Pmax左右）， 估算Pmax （該實(shí)驗(yàn)荷載范圍Pmax < 4000N，分46級(jí)加載。4. 根據(jù)加載方案，調(diào)整好實(shí)驗(yàn)加載裝置。5. 按實(shí)驗(yàn)要求接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個(gè)測試系統(tǒng)是否處于正常工作狀 態(tài)。6. 加載。均勻緩慢加載至初荷載P0,記下各點(diǎn)應(yīng)變的初始讀