【CN110082203A】测试材料拉伸压缩高应变率力学性能的装置及测试方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910330386.5

(22)申请日 2019.04.23

(71)申请人 西北工业大学

地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号

(72)发明人 郭伟国　陈龙洋　王凡　赵思晗　

高猛　徐宇珩　

(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心

61204

代理人 王鲜凯

(51)Int.Cl.

G01N 3/08(2006.01)

G01N 3/313(2006.01)

G01N 3/02(2006.01)

(54)发明名称

测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装

置及测试方法

(57)摘要

本发明涉及一种测试材料拉伸/压缩高应变

率力学性能的装置及测试方法，采用撞击杆直接

撞击作用到应力波转接过渡杆件，然后加载压缩

应力通过双侧压杆传递到拉伸入射杆端的梯型

低弯矩应力转接头，这样对拉伸入射杆加一可控

的拉伸应力波脉冲，进而对处在入射杆和透射杆

之间连接的试样施加动态拉伸加载，完成对试样

的动态拉伸性能测试。如果撞击杆直接撞击作用

到透射杆(拉伸时为入射杆)，对处于两杆之间的

压缩试样加载，就可以实现动态材料压缩性能测

试，节省了庞大的占用面积同时，其结构简单方

便可靠。权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 110082203 A 2019.08.02

C N 110082203

A

权　利　要　求　书1/1页CN 110082203 A

1.一种测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置，包括炮管(1)、撞击杆(2)、拉伸透射杆(7)、拉伸入射杆(8)和两个应变片(6)；其特征在于还包括侧压杆(14)、人字型转接件(15)、梯型转接件(16)、滑动约束件(17)和拉\压转接头(18)；人字型转接件(15)与梯型转接件(16)之间设有上下两根侧压杆(14)，人字型转接件(15)与两根侧压杆(14)的连接端面实现广义波阻抗匹配，由一滑动约束件(17)约束；拉伸透射杆(7)之间拉伸入射杆(8)为被测试件，一并置于两根侧压杆(14)中，拉伸入射杆(8)的一端与梯型转接件(16)连接；两个应变片(6)分别设于拉伸透射杆(7)和拉伸入射杆(8)上；所述人字型转接件(15)与撞击杆(2)同轴且广义波阻抗和撞击杆(2)匹配或撞击杆广义波阻抗低于人字型转接件(15)。

2.根据权利要求1所述测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置，其特征在于：将人字型转接件(15)和梯型转接件(16)移开或取除，在拉伸入射杆(8)和拉伸透射杆(7)连接被测试件端面的螺纹孔内分别拧入拉/压转接头(18)，使得两个端面为平面，拉/压转接头(18)内为进行动态压缩测试的被测试件；在动态压缩测试时，拉伸入射杆(8)为压缩透射杆(20)，拉伸透射杆(7)为压缩入射杆(19)。

3.一种利用权利要求1所述测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置对材料进行动态拉伸测试的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将拉伸试样(11)通过螺纹和拉伸入射杆(8)与拉伸透射杆(7)连接起来，一并置于两根侧压杆(14)中；

步骤2：控制气压推动撞击杆(2)撞击人字型转接件(15)的左端进行冲击加载，加载应力波沿侧压杆(14)传至侧压杆(14)右端，通过梯型转接件(16)对拉伸入射杆(8)施加拉伸加载从而产生拉伸入射脉冲；

步骤3：产生的拉伸入射脉冲通过拉伸入射杆(8)加载至拉伸试样(11)上，一部分入射脉冲在拉伸入射杆(8)左端面形成反射脉冲并向拉伸入射杆(8)右端传输，另一部分则进入拉伸透射杆(7)形成透射脉冲；

步骤4：利用位于拉伸入射杆(8)和透拉伸射杆(7)表面的两个应变片(6)记录脉冲，利用一维弹性应力波理论和Hopkinson压杆原理，即可将得到的脉冲信号转化为应力-应变曲线。

4.一种利用权利要求2所述测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置对材料进行动态压缩测试的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将拉/压转接头(18)拧入拉伸入射杆(8)和拉伸透射杆(7)端面的螺纹孔内，使其和试样接触的端面变的平整光洁；

步骤2：控制气压推动撞击杆(2)撞击加装拉/压转接头(18)后压缩入射杆(19)的左端进行冲击加载，加载应力波沿压缩入射杆(19)传至压缩试样(4)，一部分入射脉冲在压缩入射杆(19)右端面形成反射脉冲并向压缩入射杆(19)左端传输，另一部分则进入压缩透射杆(20)形成透射脉冲；

步骤3：利用位压缩透射杆(20)和压缩入射杆(19)表面的两个应变片(6)记录脉冲，利用一维弹性应力波理论和Hopkinson压杆原理，即将得到的脉冲信号转化为应力-应变曲线。

2

材料力学期中测验(含答案)

材料力学基础测试题（1至6章） 一、判断题：（对“√”，错“X ”各1分共10分） 1、E 的大小与杆的材料和长度无关。（X ） 2、求超静定问题时要由几何关系和物理关系建立补充方程。（√） 3、胡克定理的适用条件是 ρσσ≤对吗？（√ ） 4、提高梁的强度主要是改变L 和E 。（ X ） 5、一般细长梁弯曲正应力强度满足则剪应力强度必满足。（√） 6、图示结构为2次超静定桁架。（ X ） 7、图示直梁在截面C 承受 e M 作用。则截面C 转角不为零，挠度为零。（√） 8、等直传动轴如图所示，轮B 和轮D 为主动轮，轮A ，轮C 和轮E 为从动轮。若主动轮B 和D 上的输入功率相等，从动轮A ,C 和E 上的输出功率也相等，如只考虑扭转变形而不考虑弯曲变形，危险截面的位置在AB 区间和DE 区间。（√） 9、等截面直杆受轴向拉力F 作用发生拉伸变形。已知横截面面积为A 的正应力的结果为A F ，A F 2问正确否？（√） 10、低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只发生线弹性变形。 （X ） 二、填空题（每空1分，共12分。） 1、 表示塑性材料的强度极限应力是______； 2、表示脆性材料的强度极限应力是_______。 3、剪切应力互等定理是： 。 4、用积分法求图示梁的挠曲线时，确定积分常数使用的边界条件是________________；使用的连续条件是___________________。 7、已知图（a ）梁B 端挠度为 q 4 l / (8 E I ) ，转角为 q 3 l /（6 E I ），则图（b ）梁C 截面的转角为 。 8、当L/h ＞ 的梁为细长梁。 三、选择题：（各2分，共28分） 1、任意截面形状的等直梁在弹性纯弯曲条件下，中性轴的位置问题有四种答案： (A) 等分横截面积； (B) 通过横截面的形心； (C) 通过横截面的弯心； (D) 由横截面上拉力对中性轴的力矩等于压力对该轴的力矩的条件确定。 正确答案是 B 。 2、一梁拟用图示两种方法搁置，则两种情况下的最大正应力之比 max a max b ()()σσ为： C

ISO_527-2塑料拉伸性能测试方法

塑料拉伸性能的测定 第二部分：模塑和挤塑塑料的试验条件 1 范围 1.1GB/T 1040的本部分在第1部分基础上规定了用于测定模塑和挤塑塑料拉伸性能的实验条件。 1.2本部分适合下述范围的材料： ----硬质和半硬质的热塑性模塑、挤塑和铸塑材料，除未填冲类型外还包括列入用短纤棒、细棒、小薄片或细粒料填充和增强的复合材料，但不包括纺织纤维增强的复合材料； ----硬质和半硬质热固性模塑和铸塑材料，包括填充和增强的复合材料，但不包括纺织纤维增强的复合材料； ----热致液晶聚合物。 本部分不适用于纺织纤维增强的复合材料、硬质微孔材料或含有微孔材料夹层结构的材料2.名词和定义 见ISO 527-1:2012，章节3 3原理和方法 见ISO 527-1:2012，章节4 4仪器 4.1概述 见ISO 527-1:2012，章节5，特别是5.1.1致5.1.4 4.2引伸计 4.3测试记录装置 5测试样品 5.1形状和尺寸 只要可能，试样应为如图一所示的1A型和1B型的哑铃型试样，直接模塑的多用途试样选择1A型，机加工试样选择1B型。 关于使用小试样时的规定，见附录A/ISO 20753 注：具有4mm厚的IA型和1B型试样分别和ISO 3167规定的A型和B型多用途试样相同。与ISO 20753的A1和A2也相同

5.2试样的制备 应按照相关材料规范制备试样，当无规范或无其他规定时，应按ISO293、ISO 294-1，ISO295或者ISO 10724-1以适宜的方法从材料直接压塑制备试样，或按照ISO 2818由压塑或注塑板材经机加工制备试样。 试样所有表面应吴可见裂痕、划痕或其他缺陷。如果模塑试样存在毛刺应去掉，注意不要损伤模塑表面。 由制件机加工制备试样时应取平面或曲率最小的区域。除非确实需要，对于增强塑料试样不宜使用机加工来减少厚度，表面经过机加工的试样与未经机加工的试样实验结果不能互相比较。 5.3标线 见ISO 527-1:2012,6.3 5.4检查测试样品 见ISO 527-1:2012,6.4 5.5各向异性 5.6测试样数量 见ISO 527-1:2012，章节7. 6 状态调节 见ISO 527-1:2012，章节8 7 测试过程 见ISO 527-1:2012，章节9 在测量弹性模量时，1A型、IB型试样的试验速度应为1mm/min，对于小试样见附录A。8结果计算和表示 见ISO 527-1:2012，章节10 9精确度 见附录B 10实验报告 试验报告应包扩一下内容： a）注明引用ISO 527的本部分，包括试样类型和试验速度，并按下列方式表示；

塑料力学性能测试标准大全-

塑料力学性能测试标准 GB/T 1039-1992塑料力学性能试验方法总则 plastics--General rules for the test method of mechannlcal properties GB1040 塑料拉伸试验方法 Plastics--Determination of tensile properties GB/T_1041-1992 塑料压缩性能试验方法 Plastics--Determination of compressive properties GB/T 1043-93 硬质塑料简支梁冲击试验方法 Plastics--Determination of charpy impact strength of rigid matericals GB/T 14153-1993硬质塑料落锤冲击试验方法通则 General test method for impact resistance of rigid plastics by means of falling weight GB/T 14484-1993 塑料承载强度试验方法 Test method for bearing strength of plastics GB/T 14485-1993 工程塑料硬质塑料板材及塑料件耐冲击性能试验方法、落球法Standard methods of testing for impact resistance of plats and pats made from englneering plastics by a ball(falling ball GB/T 15047-1994 塑料扭转刚性试验方法 Test method for stiffness proporties in tirsion of plastics GB/T 15048-1994 硬质泡沫塑料压缩蠕变试验方法 Cellular plastics,rigid--Determination of compressive creep GB/T 12027-2004 塑料-薄膜和薄片-加热尺寸变化率试验方法 Plastics--film and sheeting-Determination of dimensional change on heating GB/T 2013525-1992 塑料拉伸冲击性能试验方法 Test method for tensile-impact property of plastics GB/T 11999-1989塑料薄膜和薄片耐撕裂性试验方法埃莱门多夫法 Plastics--Film and sheeting--Determination of tear resistance--Elmendorf method GB/T 10808-1989 软质泡沫塑料撕裂性能试验方法 Cellular plastics--Tear resistance test for flexible materials

材料力学实验

材料力学实验 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

实验一实验绪论 一、材料力学实验室实验仪器 1、大型仪器： 100kN（10T）微机控制电子万能试验机；200kN（20T）微机控制电子万能试验机；WEW-300C微机屏显式液压万能试验机；WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机 2、小型仪器： 弯曲测试系统；静态数字应变仪 二、应变电桥的工作原理 三、材料力学实验与材料力学的关系 四、材料力学实验的要求 1、课前预习 2、独立完成 3、性能实验结果表达执行修约规定 4、曲线图一律用方格纸描述，并用平滑曲线连接 5、应力分析保留小数后一到二位

实验二轴向压缩实验 一、实验预习 1、实验目的 I、测定低碳钢压缩屈服点 II、测定灰铸铁抗压强度 2、实验原理及方法 金属的压缩试样一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的倍~3倍。混凝土、石料等则制成立方形的试块。 低碳钢压缩时的曲线如图所示。实验表明：低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限σε，都与拉伸时大致相同。进入屈服阶段以后，试样 越压越扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也继续增强，因而得不 到压缩时的强度极限。 3、实验步骤 I、放试样 II、计算机程序清零 III、开始加载 IV、取试样，记录数据 二、轴向压缩实验原始数据 指导老师签名：徐

三、轴向压缩数据处理 测试的压缩力学性能汇总 强度确定的计算过程： 实验三轴向拉伸实验 一、实验预习 1、实验目的 （1）、用引伸计测定低碳钢材料的弹性模量E； （2）、测定低碳钢的屈服强度，抗拉强度。断后伸长率δ和断面收缩率； （3）、测定铸铁的抗拉强度，比较两种材料的拉伸力学性能和断口特征。 2、实验原理及方法 I．弹性模量E及强度指标的测定。（见图） 低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线 （1）测弹性模量用等增量加载方法：F o ＝（10%～20%）F s ， F n ＝（70%～80%）F s 加载方案为：F 0=5，F 1 =8，F 2 =11，F 3 =14，F 4 =17 ，F 5 =20 （单位：kN） 数据处理方法： 平均增量法 ) , ( ) ( 0取三位有效数 GPa l A l F E m om ? ? ? = δ（1） 线性拟合法 () GPa A l l F n l F F n F E om o i i i i i i? ? ∑ - ∑? ∑ ∑ - ∑ = 2 2 ) ( （2）

材料级《材料力学性能》考试答案AB

贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A 缺口效应； 因缺口的存在，改变了缺口根部的应力的分布状态，出现： ① 应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力)； ② 应力集中的现象称为缺口效应。 解理台阶； 在拉应力作用下，将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂，称该晶体学平面为解理平面；在该解理平面上，常常会出现一些小台阶，叫解理台阶；这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向，表现为河流状花样。 冷脆转变； 当温度T ℃低于某一温度T K 时，金属材料由韧性状态转变为脆性状态，材料的αK 值明显降低的现象。 热疲劳； 因工作温度的周期性变化，在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂，表现为龟裂。 咬合磨损； 在摩擦面润滑缺乏时，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合紧密而不能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。 二、计算题（共42分,第1题22分，第2题20分） 1、一直径为10mm ，标距长为50mm 的标准拉伸试样，在拉力P=10kN 时，测 得其标距伸长为50.80mm 。求拉力P=32kN 时，试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。（14分） 该试样在拉力达到55.42kN 时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到67.76kN 后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm ，最小处截面直径为8.32mm ；求该材料的屈服极限σs 、断裂极限σb 、延伸率和断面收缩率。（8分） 解： d 0 =10.0mm, L 0 = 50mm, P 1=10kN 时L 1 = 50.80mm ；P 2=32kN 因P 1、P 2均远小于材料的屈服拉力55.42kN ，试样处于弹性变形阶段，据虎克 得 分 评分人

材料力学_考试题集(含答案)

《材料力学》考试题集 一、单选题 1.构件的强度、刚度和稳定性________。 (A)只与材料的力学性质有关 (B)只与构件的形状尺寸有关 (C)与二者都有关 (D)与二者都无关 2.一直拉杆如图所示，在P力作用下。 (A) 横截面a上的轴力最大(B) 横截面b上的轴力最大 (C) 横截面c上的轴力最大(D) 三个截面上的轴力一样大 3.在杆件的某一截面上，各点的剪应力。 (A)大小一定相等(B)方向一定平行 (C)均作用在同一平面内(D)—定为零 4.在下列杆件中，图所示杆是轴向拉伸杆。 (A) (C) (D) 5.图示拉杆承受轴向拉力P的作用，斜截面m-m的面积为A，则σ=P/A为。 (A)横截面上的正应力(B)斜截面上的剪应力 (C)斜截面上的正应力(D)斜截面上的应力 P

6.解除外力后，消失的变形和遗留的变形 。 (A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形 (C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形 7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍，则抗拉。 (A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍 (C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍 8.图中接头处的挤压面积等于。 (A)ab (B)cb (C)lb (D)lc 9.微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。 (A)τ/2 (B)τ(C)2τ(D)0 10.下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。 (A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同 (C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同 11.平面弯曲变形的特征是。 (A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内； (C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线 (D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内 12.图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。 P

材料力学性能实验(2个)讲解

《材料力学性能》实验教学指导书 实验总学时：4 实验项目：1.准静态拉伸 2. 不同材料的冲击韧性 材料科学与工程学院实验中心 工程材料及机制基础实验室

实验一 准静态拉伸 一、实验目的 1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。 2．测定低碳钢的屈服极限σs ，强度极限σb ，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。 3．测定铸铁的强度极限σb 。 4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。 二、概述 静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。 静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。 在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度s σ和抗拉强度b σ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P —Δl 曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。图1即为低碳钢的拉伸图。 试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ，s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ： s s A P = σ 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。当载荷达到最大值b P 后，试样的某一部位截面积开始急剧缩小，出现“缩颈”现象，此后的变形主要集中在缩颈附近，直至达到 P b 试样拉断。P b 除以试样原始横截面面积A 0即得到

材料力学试卷及其答案

《材料力学》试卷A （考试时间:9０分钟; 考试形式: 闭卷） (注意:请将答案填写在答题专用纸上,并注明题号。答案填写在试卷与草稿纸上无效）一、单项选择题（在每小题得四个备选答案中,选出一个正确答案，并将正确答案得序号填 在题干得括号内。每小题2分,共２０分) 1.轴得扭转剪应力公式＝适用于如下截面轴( ） A、矩形截面轴Ｂ、椭圆截面轴 Ｃ、圆形截面轴Ｄ、任意形状截面轴 ２.用同一材料制成得实心圆轴与空心圆轴,若长度与横截面面积均相同,则抗扭刚度较大得就是哪个?( ) A、实心圆轴 B、空心圆轴 C、两者一样 D、无法判断３.矩形截面梁当横截面得高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁得承载能力得变化为( ) A、不变 B、增大一倍Ｃ、减小一半D、增大三倍 ４.图示悬臂梁自由端B得挠度为() A、B、C、Ｄ、 ５.图示微元体得最大剪应力τmａx为多大?( ) A、τmａx＝100ＭPa B、τmaｘ=０ Ｃ、τmax=5０ＭPa Ｄ、τmax=2００MPa 6.用第三强度理论校核图示圆轴得强度时,所采用得强 度条件为( ) A、≤［σ] B、≤［σ］ C、≤[σ］ D、≤[σ］ 7.图示四根压杆得材料、截面均相同,它们 在纸面内失稳得先后次序为( ） A、(ａ),(b）,（c),(d） B、(d),（a),(b),(c) Ｃ、(ｃ),(ｄ)，(a),（ｂ) Ｄ、（b)，（ｃ)，(d),(a） ８.图示杆件得拉压刚度为EA，在图示外 力作用下 其变形能U得下列表达式哪个就是正

确得?( ) A、Ｕ= B、U＝ C、Ｕ= D、U= 9.图示两梁抗弯刚度相同,弹簧得刚度系数也相同,则两梁中最大动应力得关系为（） A、(σd) a =(σd) b B、（σｄ）a >(σd)ｂ C、（σd) a <(σd)ｂ Ｄ、与h大小有关 二、填空题(每空1分，共２0分) 1.在材料力学中，为了简化对问题得研究, 特对变形固体作出如下三个假设：____＿__,______＿,＿＿__＿__。 2.图示材料与长度相同而横截面面积不同得两杆,设材料得重度为γ，则在杆件自重得作用下,两杆在ｘ截面处得应力分别为σ（1)=＿＿_＿___，σ(2)=_____＿_。 ３．图示销钉受轴向拉力P作用,尺寸如图,则销钉内得剪应力τ＝__＿____,支承面得挤压应力σbs=_＿__＿__。 4.图示为一受扭圆轴得横截面。已知横截面上得最大剪应力τmａx=4０ＭPa,则横截面上A点得剪应力τＡ=______＿。 5.阶梯形轴得尺寸及受力如图所示，其AB段得最大剪应力τｍaｘ１与BC段得最大剪应力τ ?之比=_＿___＿＿。 max2 6.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍,则其最大弯曲正应力为原来得____＿＿_倍,最大弯曲剪应力为原来得_＿＿__＿_倍。

材料力学性能拉伸试验报告

材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044

[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：

1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。

氧化铝陶瓷材料力学性能的检测

实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测 为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对 中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为： z I My =σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =???? ???=z I y a P max max 21σ?????圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π 其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为：

材料力学试卷及答案(B卷)

．应力在屈服极限内

7.用积分法求图示梁的挠曲线方程时，确定积分常数的四个条件，除0ω=A ,0θ=A 之外， 另外两个条件是（ ）。 A.,ωωθθ+-+-==c c c c B.,0ωωω+-==c c B C.0,0ωω==c B D.0,0ωθ==c B 8.建立平面弯曲正应力公式 z I My =σ,需要考虑的关系有（ ）。 A.变形几何关系、物理关系、静力关系 B.平衡关系、物理关系、变形几何关系 C.变形几何关系、平衡关系、静力关系 D.平衡关系,、物理关系、静力关系 9.图示微元体的最大剪应力max τ为多大?( ) A. max τ =100MPa B. max τ =0 C. max τ=50MPaD. max τ =200MPa 10.空心圆轴的外径为 D ，内径为 d ，D d /=α。其抗弯截面系数为( )。 A ． 3 (1)32 t D W πα= - B. 3 2(1)32 t D W πα= - C ．3 3 (1)32 t D W πα= - D. 3 4(1)32 t D W πα= - 11．右图示二向应力状态，用第三强度理论校核时，其相当应力为( )。 A. 30 B. 30MPa C. 3050 MPa D. 30MPa 题11 12. 空心圆轴扭转时，横截面上切应力分布为图 ( )所示。 A B C D τ

13.一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3 σ分别为（ ）。 A.30MPa 、100 MPa 、50 MPa B.50 MPa 、30MPa 、-50MPa C.50 MPa 、0、-50Mpa D.0 MPa 、30MPa 、-50MPa 14．压杆临界力的大小（ ）。 A.与压杆所承受的轴向压力大小有关 B.与压杆材料无关 C.与压杆的柔度大小无关 D.与压杆的柔度大小有关 15.临界应力的经验公式公式只适用于（ ） A. 大柔度杆 B. 中柔度杆 C. 小柔度杆 D. 二力杆 二、填空题（每题3分，共15分） 1. 阶梯轴尺寸及受力如图1所示，AB 段与BC 段材料相同，d 2=2d 1，BC 段的与AB 段的最大切应力之比为 _______ 。 2、图示为某构件内危险点的应力状态，若用第三强度理论校核其强度，则相当应力 3σ=r _______。 题1 题2 3、一端固定、另一端有弹簧侧向支承的细长压杆，已知杆件弹性模量为E ，比例极限为P σ， 可采用欧拉公式 ()22 πμ=cr EI F L 计算，压杆的长度系数λ的正确取值范围是_______ 。 4、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是 ___________、屈服阶段、强化阶段、___________。 5、材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即强度要求、刚度要求、___________。 3050MPa

实验十二 聚合物拉伸性能测试

实验十二聚合物拉伸性能测试 一、实验目的 （1）熟悉电子力学试验机的原理及使用方法； （2）绘制聚合物的应力-应变曲线，测定其拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率。 二、实验原理 拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。拉伸性能的好坏，可以通过拉伸试验来检验。 拉伸试验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样盐纵轴方向施加静态拉伸负荷，直至试样被拉断为止。用于聚合物应力—应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘处试样在拉伸形变过程中的应力-应变曲线。从应力-应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，研究、开发与工程设计及其他项目提供参考。 应力-应变曲线一般分为两个部分：弹性变形区和塑性变形区。在弹性变形区，材料发生可完全恢复的弹性变形，应力与应变呈线性关系，符合胡克定律。在塑性变形区，形变是不可逆的塑性形变，应力和应变增加不再呈正比关系，最后出现断裂。图12-1为典型的聚合物拉伸应力-应变曲线。 图12-1 典型的聚合物拉伸应力—应变曲线 不同的高聚物材料、不同的测定条件，分别呈现不同的应力-应变行为。根据应力-应变曲线的形状，目前可大致归纳为五种类型，如图12-2所示。 （1）软而韧拉伸强度低，弹性模量小，且伸长率也不大，如溶胀的凝胶等。 （2）硬而脆拉伸强度和弹性模量较大，断裂伸长率小，如聚苯乙烯等。 （3）硬而强拉伸强度和弹性模量较大，且有适当的伸长率，如硬聚氯乙烯等。 （4）软而韧断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。 （5）硬而韧弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。

材料力学性能

《材料力学性能[焊]》课程简介 课程编号：02044014 课程名称：材料力学性能[焊] / The mechanical property of materials 学分: 2.5 学时：40（实验: 8 上机: ） 适用专业：焊接技术与工程 建议修读学期：5 开课单位：材料科学与工程学院，材料加工工程系 课程负责人：陈汪林 先修课程：工程力学、材料科学基础、材料热处理 考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，期末考试成绩70%，平时（包括实验）成绩30%。 教材与主要参考书目： 主要教材： 1.工程材料力学性能. 束德林. 机械工业出版社, 2007 参考书目： 1．材料力学性能. 郑修麟. 西北工业大学出版社, 1991 2．金属力学性能. 黄明志. 西安交通大学出版社, 1986 3. 材料力学性能. 刘春廷. 化学工业出版社, 2009 内容概述： 《材料力学性能》是焊接技术与工程专业学生必修的专业学位课程。通过学习本课程，使学生掌握金属变形和断裂的规律，掌握各种力学性能指标的本质、意义、相互关系及变化规律，以及测试技术。了解提高力学性能的方向和途径，并为时效分析提供一定基础。强调课堂讲授与实践教学紧密结合，将最新科研成果用于课程教学和人才培养的各个环节，最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。 The mechanical property of materials is a core and basic course for the students of specialty of welding. By the study on this course, the studies should be master the deformation and fracture mechanisms of metals, and understand the essence and significance of each mechanical property of metal materials, as well as their correlations, the laws of variation and corresponding test methods of each mechanical property of materials. In addition, the studies should understand how to improve the mechanical properties of materials, and provide relevant basis for the failure analysis of materials. This course emphasizes the close combination of classroom teaching and practice teaching, and the latest research results will be applied in the course of teaching and personnel training in all aspects. Finally, this course will make the students acquired the capability on conducting research by adopting reasonable technologies by oneself.

材料力学标准试卷及答案

扬州大学试题纸 （ 200 － 200 学年 第 学期） 水利科学与工程 学院 级 班(年)级课程 材料力学 ( )卷 一、选择题（10分） 1．关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论，正确的是（ ） （A ）由于温度降低，其比例极限提高，塑性降低； （B ）由于温度降低，其弹性模量提高，泊松比减小； （C ）经过塑性变形，其弹性模量提高，泊松比减小； （D ）经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低。 2．关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是（ ） （A ）比例极限 p σ；（B ）屈服极限 s σ；（C ）强度极限 b σ； （D ）许用应力 ][σ。 3．两危险点的应力状态如图，由第四强度理论比较其危险程度，正确的是（ ）。 (A))(a 点应力状态较危险； (B))(b 应力状态较危险； (C)两者的危险程度相同； (D)不能判定。 4．图示正方形截面偏心受压杆，其变形是（ ）。 (A)轴向压缩和斜弯曲的组合； (B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合； (a) (b)

(C)轴向压缩和平面弯曲的组合； (D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。 5．图示截面为带圆孔的方形，其截面核心图形是（ ）。 二、填空题（20分） 1．一受扭圆轴，横截面上的最大切应力 MPa 40max =τ，则横截面上点A 的切应力 =A τ____________。 1题图 2题图 2． 悬臂梁受力如图示，当梁直径减少一倍，则最大挠度w max 是原梁的____________倍，当梁长增加一倍，而其他不变，则最大转角θmax 是原梁的____________倍。 3．铆接头的连接板厚度为δ，铆钉直径为d 。则铆钉切应力=τ____________，最大挤压应力 bs σ为____________。 (a) (b) (c) 2 (mm)

拉伸性能测试

拉伸性能测试（静态） 拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度，为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。在拉伸测试中，薄的薄膜会遇到一定困难。拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝，避免薄膜从这些地方开始过早破裂。 对于更薄的薄膜，夹头表面是个问题。必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。任何防止夹头处试样发滑和破裂，而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。 从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。ASTM D 638 (通用）[4]和ASTM D 882 [5](薄膜）中给出了塑料的拉伸性能（静态）。 拉伸强度 拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的，表示为单位面积上的力（通常用MPa为单位）。 屈服强度 屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力（单位MPa)表示，通常有三位有效数字。 拉伸弹性模量 拉伸弹性模量（简称为弹性模量，E)是刚性指数，而拉伸断裂能（TEB,或韧性）是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。拉伸弹性模量计算如下：在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线，在切线上任选一点，用拉伸力除以相应的应变即得（单位为MPa)，实验报告通常有三位有效数字。正割模量（应力-应变间没有初始线性比值时）定义为指定应变处的值。将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB，或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。TEB表示为单位体积的能量（单位为MJ/m3)，实验报告通常有两位有效数字。 拉伸断裂强度 拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样，但要用断裂载荷，而不是最大载荷。应该注意的是，在大多数情况中，拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。 断裂伸长率 断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。实验报告通常有两位有效数字。 屈服伸长率 屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值，实验报告通常有两位有效数字。 塑料薄膜的包装产率 有一种专门的ASTM测试方法（ASTMD 4321[6])测定塑料薄膜的“包装产率”，以试样单位质量上的面积表示。在这种测试中，定义并得到标称产率(用户和供应商之间达成的目标产率值）、包装产率（按标准计算的产率）、标称厚度（用户和供应商之间达成的薄膜厚度目标值）、标称密度和测量密度等值。对于加工厂商来说包装产率值很重要，因为它决定了某种应用中一定质量的薄膜可以得到的实际包装数量。

力学性能检测试验仪器

力学性能检测试验仪器 一、力学性能检测试验仪器技术参数:最大试验力：5KN负荷传感器容量：0.5T（5KN）（能加配1个或多个其他容量的负荷传感器） ?精度等级：0.5级试验力测量范围：0.4%～100%FS（满量程）试验力分辨率：最大试验力的±1/300000，全程不分档，且分辨率不变。力控制：力控控制速度范围：0.001％～5％FS/s。力控速度控制精度：0.001％～1％FS/s 时，±0.2％；1％～5％FS/s时，±0.5力控保持精度： ±0.002％FS。变形控制：变形控控制速度范围：0.001％～5％FS/s。变形控速度控制精度：0.001％～1％FS/s时，±0.2％；1％～5％FS/s时，±0.5％。变形控保持精度：±0.002％FS。位移控制：位移控控制速度范围：0.0001～1000mm/min。位移控速度控制精度：±0.2％；位移控保持精度：无误差。有效试验宽度：120mm、360mm、410mm三种规格有效拉伸空间：800mm有效压缩行程：800mm控制系统：全微机自动控制。单位选择：g/Kg/N/KN/Lb多重保护：系统具有过流、过压、欠流、欠压等保护；行程具有程控限位、极限限位、软件限位三重保护。出现紧急情况可进行紧急制动。主机结构：门式，结构新颖，美观大方，运行平稳电源：220V 50Hz功率：0.4Kw主机重量：95，130Kg主机外型尺寸：650*360*1600，800*410*1600 ?二、力学性能检测试验仪器使用范围及技术说明:1、适用范围QX-W400 微机控制电子万能试验机为材料力学性能测量的试验设备，可进行金属线材与非金属、高分子材料等的拉伸、剥离、压缩、弯曲、剪切、顶破、戳穿、疲劳等项目的检测。可根据客户产品要求按GB、ISO、ASTM、JIS、EN等标准编制，能自动求取最大试验力，断裂力，屈服力，抗拉强度，抗压强度，弯曲强

材料力学试卷及答案(A卷)

5. 区分细长压杆、中长压杆和短粗压杆是根据压杆的（）来判断的。 A. 长度； B. 横截面尺寸； C. 临界应力； D. 柔度。 6. 分析受力物体一点的应力状态时（二向应力状态），最大和最小切应力与主平面之间的夹角为（）。 A. 0° B. 45° C. 60° D. 90° 7. 钢材经过冷作硬化处理后，其（）基本不变。 A. 弹性模量； B. 比例极限； C. 伸长率； D. 断面收缩率。 8. 圆截面悬臂梁如图1，若其它条件不变，而直径增加一倍，则其最大正应力是原来的（）倍。 A. 0.125 B. 0.5 C. 2 D. 8 L d 图1 图2 9. 图2所示螺钉在拉力P作用下，挤压面积为（）。 A. 2 4 d π B. 4 dh π C. 2 4 D π D. 22 () 4 D d π - 10. 等截面实心圆轴，当两端作用 e M的扭转力偶矩时开始屈服。若将其横截面的面积增大一倍，该圆轴屈服时的扭转力偶矩是（）。 A. 2 e M B. e C. 4 e M D. e 11. 在同一减速箱中，设高速转轴的直径为 1 d，低速转轴的直径为 2 d，两轴所用的材料相同，两传动轴直径之间的关系应当为（）。 A. 12 d d < B. 12 d d > C. 12 d d = D. 无法确定 12. 图3所示机构由AB和CD两杆组成，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是（） A. AB杆为铸铁，CD杆为铸铁； B. AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢； C. AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁； D. AB杆为低碳钢，CD杆为低碳钢。

图3 图4 13. 图4为木榫接头，左右两部分相同，在载荷p的作用下，接头的剪切面积为（） A. ab； B. bc； C. Lb； D. Lc。 14. 图5所示悬臂梁AC段上各个截面（） A. 剪力相同，弯矩不同； B. 剪力不同，弯矩相同； C. 剪力和弯矩均相同； D. 剪力和弯矩均不同。 15. 图6所示简支梁中，a b ，则其最大挠度发生在（）。 A. 集中力p作用处； B. 梁的中央截面处； C. 梁上转角为零处； D. 梁上转角最大处。 图5 图6 三、作图题（每题5分，共20分） 1. 做出AB杆的轴力图。 2. 做出AB杆的扭矩图。 D B C

塑料的拉伸性能试验方法

塑料的拉伸性能试验方法 第二部分：模压与挤压塑料的测试条件 内容： 前言： 1范围 2引用标准 3原则 4定义 5仪器 6测试试样 7测试试样数量 8条件 9步骤 10结果的计算与表达 11预测 12测试报告 附录A （标准）小试样 附件ZA （标准）国际引用标准 相关欧洲出版 图1 测试试样类型1A 和1B 图A.1 测试试样类型1BA 和1BB 图A.2 测试试样类型5A 和5B 文献列表

标准前言 有PRI/21委员会准备的英国标准，EN ISO 527-2:1996 塑料的拉伸性能的试验方法的第二部分：模压与挤压塑料的测试条件为英文标准。与ISO 出版的ISO 527-2：1993 相一致，同时与代替了BS2782:1976里的320A和320F的方法改成了BS2782:1993的321方法合并。BS2782:1976里的320A和320F的方法在修正后删除。 交叉引用 国际标准相应的英国标准 ISO 293:1986 BS2782 塑料的拉伸试验方法 方法901A ：1988 热塑性塑料压塑试样ISO 294:1975 方法901A ：1997 热塑性塑料注塑试样 ISO 295:1991 方法902A ：1992 塑料-热固性塑料压塑试样 ISO 527-1:1993 方法321:1993 拉伸测试试验的一般原理ISO 2818:1980 方法930A ：1997 拉伸测试的试验准备 技术委员会回顾了ISO 37:1997和ISO 1926:1979，同时将它们在此标准中作为标准参考文献，与此标准结合使用。 警告：此英国标准与ISO 527-2 相一致，不需要将所有的预防全部列出，具体要求见1974年的Health and Safety at Work 等，注意所有的预防措施，测试需经专业人员操作。 英国标准不包含所有合同的约定，使用英国标准只是为了正确的应用。 按照英国测试标准不能够免除法律的约束。