建筑力学实验指导书.docx

《建筑力学》实验指导书 基本实验1 低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验 一、实验目的 试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观 察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。 测定该试样所代表材料的PS、Pb和△ L等值。 对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进 行比较。 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。 二、 仪器设备和量具 电子万能材料试验机，x-y函数记录仪，钢板尺，游标卡尺。 三、 低碳钢的拉伸和压缩实验 低碳钢的拉伸实验 在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。试件受拉伸过程中，观察屈服(流 动)、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象；绘制 一△ L曲线如图2—1 (a)所示；记录 试件的屈服抗力Ps和最大抗力Pb。试件断裂后，测量断口处的最小直径dl和标距间的距 离L1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。 图2—1低碳钢拉伸图及压缩图 强度指标: nd 2 屈服极限 强度极限 塑性指标: 8 = L1 ~ L x 100% 延伸率 10 L 寸= d1 x 100% 断面收缩率 d 2 低碳钢的压缩实验 实验前，测量试件的直径d和高度h。实验时，观察低碳钢试件压缩过程中的现象，绘 出P一△ L曲线，测定试件屈服时的抗力Ps，从而计算出低碳钢的屈服极限： 四、灰口铸铁的拉伸和压缩实验 灰口铸铁的拉伸实验 实验前测定试件的直径d。试件在拉伸过程中注意观察与低碳钢拉伸试验中不同的现象 (如变形小、无屈服、无颈缩、断口平齐等)；绘出P——△ L曲线如图2—2 (a)所示；记 录断裂时的最大抗力Pb，从而计算出灰口铸铁的拉伸强度极限： 。=P b A。 图2 图2—2灰口铸铁拉伸图及压缩图 灰口铸铁的压缩实验 实验前测定试件的直径d和高度h。实验时观察灰口铸铁试件在压缩过程中的现象，尤 其是断口形状；绘出P——△ L曲线如图2—2 (b)所示；记录压缩破坏时的最大抗力Pb, 计算灰口铸铁压缩强度极限。即 五、实验操作 准备工作 位移测量单元、x-y 位移测量单元、x-y记录仪的电源开关进行 测量低碳钢压缩试样的长度H和直径d，作测量拉伸试样的标距长度L 测量低碳钢压缩试样的长度H和直径d，作 2 .安装试件和调整荷载单元 调整荷载测量单元。按下传感器选择键：“拉”。根据低碳钢(A3)试件直径为 10mm的承载力，大约在40kN左右即可拉断，故选择50kN为满量程，按下50kN键。然后调 整荷载的零点，检查标定值。 将试件夹持于材料试验机的上夹头中，为了夹持方便可用速度 100mm/min或 250mm/min向下或向上运行调节下夹头的位置，使下拉伸夹头能夹住试件时立即停机，将横 梁速度转到2mm/min挡，然后把试件夹持于下夹头中(此时试件可能已受到了夹紧过程中少 量的轴力，故不要再调整仪器荷载的零点)。 安装位移计和夹式引伸计 低碳钢试件拉伸时，把夹式引伸计直接安装在试件上。试件受拉力后，标距内的 伸长量通过夹式引伸计转换为电量，经放大后输入给x-y函数记录绘制曲线图(力输入信号 线接入y座标，伸长输入信号线接入x座标)。 做灰口铸铁拉伸、压缩实验和低碳钢压缩实验时，用固定在动横梁上的位移计。 先关闭支持平台的磁性开关使之失磁，将平台支持住位移计芯轴并使其上下移动，使x-y 函数记录仪上画笔接近零位时，打开磁性开关固定于柱上(平台须基本水平)。 实验时，位移计将试验机动横梁下降量作为试件的伸长量或压缩量转变为电压， 经放大后把电压信号输入给x-y函数记录仪绘图。 调整x-y函数记录仪 将纸放到x-y记录仪的画板上摆正，纸开关置于HOLD吸住记录纸。 检查或调整量程旋钮Y2或Y1坐标应置于10mV/cm。输入开关置于MEAS，调节 POSITION使画笔到下边缘某零位置。 检查或调整x轴的量程旋钮应置于50mV/cm，将x轴的输入开关置于MEAS，调节 POSITION旋钮使笔架移到图纸左边某零点位置。 最后将笔开关置于DOWN，放下笔准备绘图。 5 .加载试验 检查速度选择键应置于2mm/min (在2?10 mm/min速度范围内可任意选择)；荷 载单元应为拉传感器，量程50kN； x-y记录仪的笔已在左下角放下。 按横梁下降开关，即开始加载实验。 在此实验中注意弹性范围和屈服现象，记下屈服时的荷载。屈服段之后，可提高加载速 度，按下5mm/min键或按下10mm/min。注意观察材料的强化和颈缩现象，记录荷载极限值。 仪器复原 实验完后要使仪器复原，尤其是要使x-y记录仪的笔开关置于UP，Y2或Y1轴和x轴的 输入开关置于ZERO以防止画笔乱画乱动。 铸铁拉伸试验 操作步骤与低碳钢试验基本相同，不同之处有： 速