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综合项目工程力学试验参考指导书建环.doc
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1、工程力学实验指引书(建环、给排水、包装工程) 9月 目 录实验一 金属材料拉伸实验2实验二 金属材料压缩实验5实验三 弯曲正应力电测实验8实验一金属材料拉伸实验一、实验目和规定1、 观测低碳钢和铸铁在拉伸过程中力与变形关系。2、测定低碳钢拉伸时屈服极限;强度极限,伸长率和截面收缩率3、测定铸铁强度极限。4、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时力学性质。5、理解CMT微机控制电子万能实验机构造原理和用法。二、实验装置和原理实验仪器设备:CMT微机控制电子万能实验机、游标卡尺、拉伸试件。试件制备:实验采用圆截面短比例试件按国标(GB/T 228-)制成,如图1-1所示。这样可以避免因试件
2、尺寸和形状影响而产生差别,便于各种材料力学性能互相比较。图中:d0为试件直径,L0为试件标距,并且短比例试件规定L0=5d0。图1-1实验原理:试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端轴向拉伸。试件在开始拉伸之前,设立好保护限位圈,微机控制系统一方面进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中,POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形关系曲线如图12,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断。低碳钢试件拉伸曲线(图12a)分为四个阶段弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。铸铁试件拉伸曲线(图12b)比较简
3、朴,既没有明显直线段,也没有屈服阶段,变形很小时试件就突然断裂,断口与横截面重叠,断口形貌粗糙。抗拉强度b较低,无明显塑性变形。与电子万能实验机联机微型电子计算机自动给出低碳钢试件屈服载荷Fs。、最大载荷Fb和铸铁试件最大载荷Fb。 图 12三、实验环节和数据解决实验环节:1测量试件初始直径d0和初始标距长度l0:在试件标距段两端和中间三处测量试件直径,每处直径取两个互相垂直方向平均值,做好记录。三处直径最小值取作试件初始直径d0。测量低碳钢试件初始标距长度l0。2依次打开实验机、计算机,按软件启动方式进入软件POWERTEST3.0界面。4在输入顾客参数窗口选取实验方案。金属拉伸实验(引伸计
4、)。并设立好顾客参数、图形坐标、成果参数等。 5输入试件尺寸、试件标距及有关实验参数,可以一次输入一根试件尺寸,也可以一次输入所有试件尺寸。6在实验机上装夹低碳钢试件:先用上夹头卡紧试件一端,试件端头某些伸入V形夹具2/3位置,然后提高实验机移动横梁,使试件下端缓慢插入下夹头V形夹具中,锁紧下夹头。并设立好限位圈位置。7点击主机小键盘上试件保护键,消除夹持力。8在试件实验段上安装引伸计,引伸计接线端朝下。注意安装后须轻轻拔出引伸计定位销钉。9实验力清零、位移清零。10运营实验,软件自动切换到实验界面。 11观测实验过程,当变形达到实验方案设立引伸计切换点时,即低碳钢达到了屈服点,程序有提示窗口
5、,实验进入力保持状态,取下引伸计,然后关掉提示窗口,实验继续运营,直到试件被拉断。由于实验力不大于最小入口力实验机自动停机。12实验结束,在实验教师指引下,依照变形和力、位移和力图形读取实验数据,并取下被拉断试件,观测破坏断口,测量有关尺寸。13铸铁拉伸实验不用使用引伸计,其她实验环节同低碳钢拉伸实验相似。 14经实验指引教师检查实验成果后,结束实验并整顿实验现场。数据解决:取下拉断试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 l1,由下述公式 , , ,可计算低碳钢拉伸屈服点s。、抗拉强度b、伸长率,和断面收缩率;铸铁抗拉强度b。四、实验注意事项1为避免损伤实验机夹具,同步防止铸铁试件脆断飞出伤及
6、操作者,应注意夹持试件时,横梁移动速度要慢,使试件下端缓慢插入下端V形夹具中,试件下端不要夹持过长,进入夹槽2/3即可,以免损坏移动横梁。2为保证明验顺利进行,实验时要读取正的确验条件,禁止随意改动计算机软件配备。3装夹、拆卸引伸计时,要注意插好定位销钉,到了引伸计切换点时要注意拔出定位销钉,以免损坏引伸计。实验二金属材料压缩实验一、 实验目和规定1、测定低碳钢压缩屈服点s和铸铁抗压强度c。2、观测铸铁材料在压缩时变形和试件断口状况,并分析其破坏因素。二、实验装置和原理实验仪器设备: CMT微机控制电子万能实验机、数显游标卡尺、压缩试件。试件制备:金属材料压缩试件普通制成如图21所示圆柱形。且
7、试件不适当过长(过长容易被压弯),也不适当过于粗短(过于粗短则试件两端面受摩擦力影响范畴过大)。因此,国标普通规定:h0=(12) d0式中:h0压缩试件高度d0压缩试件原始横截面直径 h0 d0 图21实验原理:实验机下压板是个球面承垫,当试件两端稍有不平时,球面承垫可以转动而调节压力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端轴向压缩。试件在开始压缩之前,微机控制系统一方面进入POWERTEST3.0界面,试件在压缩过程中,POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形关系曲线图。 进行低碳钢压缩实验时,为测取材料压缩屈服点s。,应缓慢加载,同步仔细观测Fl曲线发展状况,由直线变为曲线拐点
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