目录。拉伸实验 2
压缩实验 5
弯曲实验 8
扭转实验 13
压杆稳定实验 17
组合变形实验 22
叠梁弯曲实验 26
套装弹簧变形实验 28
偏心拉伸实验 31
金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法（静态法） 34
梁的主应力实验 41
冲击实验 47
一．实验目的：
1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。
2.确定低碳钢试样的屈服极限、强度极限、伸长率、面积收缩率。
3.确定铸铁试样的强度极限。
4.观察不同材料的试样在拉伸过程中表现的各种现象。
二．实验设备及工具：
电子万能试验机、游标卡尺、记号笔。
三．试验原理：
塑性材料和脆性材料拉伸时的力学性能。
塑性材料和脆性材料在拉伸试验中，显示出来的力学性能有显著的不同。
塑性材料如低碳钢在拉伸试验的位伸图中，明显地会出现四个阶段：第一阶段，图中为一斜直线——称为弹性阶段，与p成正比例关系。通常说弹性范围内指的就是这一阶段。
第二阶段，图**现平台或波动——屈服阶段。规定这一段首次下降的最小荷载与初始截面积之比：
称为屈服强度。第三阶段，钢材内部组织发生变化，抵抗变形能力又重新提高，称为强化阶段。第四阶段，图中，表现从最高点下降，同时试件在某一处出现相对明显缩小部分——颈缩阶段，最后，出现断裂。
其它塑性材料在进行拉伸试验时，大体上也经历这四阶段。但只是有些材料四个阶段不明显。
脆性材料则变形很小，没有四个阶段，是一条较短曲线。自试验开始，在很小变形下就出现断裂。故只有最大荷载，也就是说只有强度极限：
四．实验步骤。
1.低碳钢实验。
1）量直径、画标记：
用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。用记号笔在试样中部画一个或长的标距，作为原始标距。
2）安装试样：
启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。
3）调整试验机并对试样施加载荷：
调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据计算出加载速度，其中为试样中部平行段长度，当测定下屈服强度和抗拉强度时，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；在加载过程中，注意观察屈服载荷的变化，记录下屈服载荷的大小，当载荷达到峰值时，注意观察试样发生的颈缩现象；直到试样断裂后按下“停止”键。
4）试样断裂后，记录下最大载荷。从夹头上取下试样，重新对好，量取断后标距和断口处最小直径。
2.铸铁实验。
1）量直径：
用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。
2）安装试样：
启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下夹头之间的位置能满足试样长度，把试样放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，加紧试样。
3）调整试验机并对试样施加载荷：
调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；，根据计算出加载速度，其中为试样中部平行段长度，当只测定抗拉强度时，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；直到试样断裂后按下“停止”键。
4）试样断裂后，记录下最大载荷。
五．实验记录。
六．数据处理。
七．实验结论。
八．预习思考题。
1.为什么拉伸试样两端较粗，中间较细？中间和两端采用光滑曲线过度，而不是直角连接？
这样便于试件的安装，中间和两端采用光滑曲线是为了防止应力集中而导致扭断。
2.什么是屈服点？在拉伸实验中应该如何读取屈服载荷？如果没有明显的屈服点应该怎样处理？
试样在拉伸时，应力超过材料弹性极限后，材料刚要开始发生塑性形变的最小应力叫做屈服点。材料表面出现45°方向的滑移线时的载荷即为屈服载荷。取极限强度的85%作为屈服点。
3.在低碳钢拉伸实验中，在试样中部平行段上做了一个或长的标距，这是用来干什么的？如果试样中部平行段长度小于，怎么办？如果试样中部平行段长度大大地长出，又怎么办呢？
为了使实验测得的结果可以相互比较，试件必须按国家标准作成标准试件，4.如果拉伸试样是屈服失效，请用最大剪应力理论分析一下，试样的可能断口形状。
最大剪应力应是与试件断面平行，如果是屈服失效，则端口形状应是平面。
5.如果拉伸试样是断裂失效，请用最大拉应力理论分析一下，试样的可能断口形状。
根据最大拉应力理论，如果试件是断裂失效，则会出现α=45°时，拉应力最大，这时断口形状应是45°斜面。
6.什么是塑性材料？什么是脆性材料？
伸长率δ＞5%的材料称为塑性材料，伸长率δ＜5%的材料称为脆性材料。
九．分析思考题。
1．拉伸实验中你是怎样测量试样直径的？为什么采用这种方法？你有其他方法测量直径吗？你的依据是什么？
利用游标卡尺，在试件上三个不同位置各垂直测量两次直径，取其平均值的最小值作为试件的直径。这样做的目的是消除偶然性误差，保证试件直径测量的准确性，保证实验结果的有效性。也可以采用螺旋测微器进行同样的测量。
2.两种试样的断口形状是什么样的？怎样解释这种结果？
低碳钢塑性大，拉伸时经变形——延长——断裂的过程。所以断口变形严重，细长。铸铁件塑性极差，一般不变形，断口呈突然整齐断裂。
3.通过拉伸实验你觉得低碳钢的塑性性能如何？你的依据是什么？铸铁呢？
低碳钢属于塑性材料，拉伸过程中有明显的屈服阶段，有明显的颈缩间断（又称断裂阶段）。铸铁属于脆性材料，拉伸过程中没有明显的屈服阶段，没有明显的颈缩间断。
4.低碳钢的极限载荷是断裂时的载荷吗？在颈缩阶段，试样的应力是增大还是减小？
不是，此时试件已经发生缩颈，其最小截面面积小于初始测量截面面积。所需要的拉力相应减小，其应力也相应减小。
5.结合你已经做过的拉伸、压缩实验，请分析低碳钢的载荷-位移曲线有什么共同点和不同点？
低碳钢在拉伸和压缩过程中都经历屈服点，并且在图像上都有一段荷载基本不变（小范围的波动），但其长度有所变化的阶段。并且经过计算可以发现，压缩时的弹性模量和屈服极限δs都与拉伸时大致相同。
6.对于拉伸实验，你有什么体会？你有什么建议？
一．实验目的：
1.学习了解电子万能试验机的结构原理，并进行操作练习。
2.确定压缩时低碳钢试样的屈服极限和铸铁试样的强度极限。
3.观察不同材料的试样在压缩时的变形和破坏现象。
二．实验设备及工具：
电子万能试验机、游标卡尺。
三．试验原理：
塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。（既在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。）
四．实验步骤。
1.低碳钢实验。
1）量直径：
用游标卡尺量取试样的直径。在试样中部位置互相垂直地测量2次直径。取其平均值。
2）安装试样：
启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下压板之间的位置能满足试样高度的要求，把试样放在两压板的正中间位置上。
3）调整试验机并对试样施加载荷：
调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据计算出加载速度，其中为试样高度，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；在加力过程中，注意观察屈服载荷的变化，记录下屈服载荷的大小，由于低碳钢压缩时没有强度极限，不会断裂，因此，在记录下屈服点对应的载荷后，就可以停止加载了，按下“停止”键。
4）试样断裂后，手动立柱上的“上升”键，使活动横梁上升，取出试样。
5）观察试样屈服后的形状。
2.铸铁实验。
1）量直径：
用游标卡尺量取试样的直径。在试样中部位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值。
2）安装试样：
启动电子万能试验机，手动立柱上的“上升”或“下降”键，调整活动横梁位置，使上、下压板之间的位置能满足试样高度的要求，把试样放在两压板的正中间位置上。
3）调整试验机并对试样施加载荷：
调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点；根据计算出加载速度，其中为试样高度，并将计算结果归整后输入；按下显示屏中的“开始”键，给试样施加载荷；直到试样断裂后按下“停止”键。
4）试样断裂后，记录下最大载荷，手动立柱上的“上升”键，使活动横梁上升，取出试样。
5）观察试样断裂后的形状。
五．实验记录。
六．数据处理。
七．实验结论。
八．预习思考题。
1.做压缩实验时，为什么要将试样放在两压板正中间位置上？如果放偏了，会产生什么后果？
2.脆性材料压缩时有那些失效的形式？
3.低碳钢压缩的失效形式是什么样的？能测定其抗压强度吗？为什么？
低碳钢是塑性材料，在单向应力状态下，其失效形式为屈服，失效判据为。
=σs,压缩时无抗压强度。在进行压缩实验时，低碳钢达到屈服点后不断强化，由于压缩变形使试样的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是直至将试样压成饼形也不会发生断裂破坏，因此无法测量低碳钢的抗压强度。
4.如果压缩试样是剪应力破坏，请分析一下，试样的可能断口形状。
5.万能试验机控制电脑显示屏的“峰值”表头，在低碳钢和铸铁的压缩实验中各有什么作用？
6.如果试样上、下表面不规整，对测得实验数据有什么影响？
九．分析思考题。
1.压缩实验中你是怎样测量试样直径的？为什么采用这种方法？
2.圆形横截面压缩试样的高度与直径的比值应该在什么范围内？矩形横截面压缩试样呢？
金属的压缩试件一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的1.5-3倍。其他形状的试件一般采用立方体。
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