1、材料力学实验(二),低碳钢、铸铁压缩及扭转实验,美国的Tacoma 大桥产生弯扭变形,一、实验目的：,1测定低碳钢压缩屈服极限 ；铸铁的抗压强度 ；,5分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破坏原因。,2测定低碳钢扭转屈服强度 ；强度极限 ；,4、测定低碳钢的剪切弹性模量G;,3测定灰铸铁扭转强度极限 ;,二、实验材料和试样:,1、低碳钢、铸铁扭转试样：,2、低碳钢、铸铁压缩试样：,h0=13d0,3、低碳钢测 G试样：,压缩实验是有条件的， 只有在相同的实验条件下， 才能对不同材料的性能进行比较,三、实验设备:,1、CMT5105电子万能材料试验机、数字显示万能材料试验机；,2、CTT微机控制扭转
2、试验机；,3、 0.02mm游标卡尺；,4、扭角仪。,四、实验步骤:,4、取下试样，观察断口破坏特征。,3、测定低碳钢的剪切弹性模量 G；,1、测定试样的原始直径 ；标距 ；高度 ；,2、装夹试样，进行加载，测定低碳钢压缩屈服载荷,铸铁强度载荷 ；扭转试样的屈服扭矩 ；最大扭矩 ；,五、实验原理：,1、低碳钢压缩实验,压缩屈服极限,O,F,l,Fs,拉伸曲线,压缩强度极限,O,F,l,拉伸曲线,tmax引起破坏,2、铸铁压缩实验,破坏面,3、低碳钢、铸铁扭转实验：,O,T,j,Tb,Ts,屈服强度：,强度极限：,a.测定低碳钢扭转屈服强度 、强度极限,在线弹性范围内测定G,强度极限：,铸铁扭转
3、破坏断面与试样轴线成45度角且被拉应力拉断,低碳钢扭转破坏断面与试样轴线垂直且被剪应力剪断,b.测定灰铸铁扭转强度极限,C、测定剪切模量G,六、扭角仪原理：,A截面相对于B截面的扭转角,T,T,A,B,A,B,j,g,Me,Me,T,扭转试样任意一点都处于纯剪切应力状态下,A,1.试样上的每一点都处于二向应力状态，且有,2.材料的特性：铸铁不抗拉，所以被拉断；,最大剪应力等于最大拉应力或最大压应力。,低碳钢不抗剪，所以被剪断。,七、试样断口分析,T,八、原始数据记录,1、压缩实验：,试样直径：,试样高度：,屈服载荷：,（低碳钢）,最大载荷：,（铸铁）,2、扭转实验：,试样直径：,试样标距：,屈服扭矩：,最大扭矩：,总扭转角：,单位扭转角：,3、切变弹性模量G：,扭矩增量：,试样标距和直径：,扭转角增量：,2、综合分析比较两种材料在拉伸、压缩、扭转的力学性能；,1、描述断口特征，分析两种材料断口形成的原因；,3、强度指标以MPa为单位并保留3位有效数字。,九、实验报告要求,4、剪切弹性模量G以Gpa为单位,
