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材料力学实验指导书(工程力学56学时).doc 17页
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材料力学实验指导书福建工程学院机械与汽车工程学院目录第一章绪论§1—1材料力学实验的作用§1—2实验须知§1—3实验报告的书写第二章基本实验§2—1钢材拉伸与压缩实验§2—2弹性模量和泊松比测定实验§2—3纯弯曲正应力实验第一章绪论§1—1材料力学实验的作用材料力学实验是材料力学课程的组成部分之一，材料的力学性能测定，材料力学的结论和理论公式的验证，都有赖于实验手段。工程上，有很多实际构件的形状和受载荷情况较为复杂，此时，应力分析在理论上难以解决，也需通过实验手段来解决。材料力学的发展历史就是理论和实验两者最好的融合。材料力学实验课的目的是：1．熟悉了解常用机器、仪器的工作原理和使用方法，掌握基本的力学测试技术；2．测定材料的力学性能，观察受力全过程中的变形现象和破坏特征，以加深对建立强度破坏准则的认识；3．验证理论公式，巩固和深刻理解课堂中所学的概念；4．对实验应力分析方法有一个初步的了解。§1—2实验须知1．实验前，必须认真预习，了解本次实验的目的、内容、实验步骤和所使用仪器设备的基本原理以及对课堂讲授的理论应理解透彻。2．要按约定的时间进入实验室，完成规定的实验项目，因故不能参加者应取得教师同意后安排补做。3．在实验室内，应自觉地遵守实验室规则及机器仪器的操作规程，非指定使用的仪器设备，不能任意乱动。4．实验时要严肃认真，相互配合，密切注意观察实验现象，记录下全部所需测量的数据。5．按规定日期，携同原始记录，每人交实验报告一份。字迹要求整齐、清晰，数据书写要求用印刷体，问题回答要独立思考完成，不允许抄袭。§1—3实验报告的书写实验报告是实验者最后交出的成果，是实验资料的总结。实验报告应当包括下列内容：1．实验名称，实验日期，当时的温度，实验者及组员姓名。2．实验目的、原理，装置。3．使用的机器、仪器，应注明名称、型号、精度(或放大倍数)等。4．实验数据及其处理。在记录纸上应制成表格，填入测量数据。填表时，要注意测量单位，此外还要注意仪器本身的精度。5．计算在计算中所用到的公式均须明确列出，并注明公式中各种符号所代表的意义。运用计算器计算时，须注意有效数字的问题，如试件直径d的测量平均值为9.98mm，则横截面积A取78.2mm2即可。6，结果的表示在实验中，除根据测得的数据整理并计算实验结果外，一般还要采用图表或曲线来表达实验的结果。曲线均应绘在方格纸上，图中应注明坐标轴所代表的物理量及比例尺。实验的坐标点应当用记号标出，例如：“×”、“△”、“○”、“°”等等。当连接曲线时，不要用直线逐点连成折线，应当根据多数点的所在位置，描绘出光滑的曲线。7．对实验结果的分析说明本实验的优缺点、主要结果是否正确，以及对误差加以分析，并回答指定的思考题。第二章基本实验§2—1钢材拉伸与压缩实验拉伸实验是对试件施加轴向拉力，以测定材料在静荷载作用下的力学性能的实验。它是材料力学最基本、最重要的实验之一。拉伸实验简单、直观、技术成熟、数据可比性强，是最常用的实验手段。由此测定的材料力学性能指标，成为考核材料的强度、塑性和变形能力的最基本依据，被广泛而直接地用于工程设计、产品检验、工艺评定等方面。有些材料的受压力学性能和受拉力学性能不同，所以要对其施加轴向压力、以考核其受压性能，这就是压缩实验。一、实验目的1．通过对低碳钢和铸铁这两种不同性能的典型材料的拉伸、压缩破坏过程的观察和对实验数据及断口特征的分析，了解它们的力学性能特点。2．了解万能实验机的构造、原理和操作。3．测定低碳钢拉伸时的屈服极限(或下屈服极限)、强度极限、延伸率、截面收缩率；压缩时的压缩屈服极限；铸铁拉伸、压缩时的强度极限、二、试件为了使实验结果具有可比性，且不受其他因素干扰，实验应尽量在相同或相似条件下进行，国家为此制定了实验标准，其中包括对试件的规定。1、试件制备拉伸实验的试件又分比例试件和定标距试件两种。比例试件是指原始标距与试件截面积平方根有一定的比例关系，即，取5．65或11．3，前者称短比例试件，后者称长比例试件，并修约到5、l0的整倍数长。对圆试件，两者的则分别为、。一般推荐用短比例试件。定标距试件是指取规定长度，与无确定比例关系。本实验取长比例圆试件。图1—1为一种圆试件图样，试件头部与平行部分要过渡缓和，减少应力集中，其圆弧半径，依试件尺寸、材质和加工工艺而定，对的圆试件，。试样头部形状依实验机夹头型式而定，要保证拉力通过试件轴线，不产生附加弯矩，其长度，至少为楔形夹具长度的3/4。中部平行长度。为测定延伸率，要在试件上标记出原始标距，可采用划线或打点法，标出一系列等分格标记。压缩实验的试件有圆柱形、正方柱形和板状三种。本实验取圆柱形。为了既防止试件压弯，又使试件中段为均匀单向压缩(距端面小于内，受端面摩擦力影响，应力分布不是均匀单向的)，其长度上
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材料力学行为及性能.doc 82页
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材料力学行为及性能
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绪论§0.1工程材料工程材料分类（按其应用分）结构材料依靠其力学性能得以发展和应用的材料。功能材料利用物质的声、光、电、磁、化学乃至生物性能得以发展和应用的材料。（本课程所研究和讲述的重点在第一种，尤其是结构材料中的金属材料）§0.2力学性能材料抵抗外加载荷（不仅指外力和能量的作用，而且还包括环境因素例如温度、介质、加载速率等的影响）所引起的变形和断裂的能力。§0.3研究内容研究材料在外力作用下的变形、断裂和寿命。弹性材料在外力作用下保持固有形状和尺寸的能力；以及在外力去除后恢复固有形状和尺寸的能力。塑性材料在外力作用下发生永久不可逆变形的能力。强度材料对塑性变形和断裂的抗力。寿命材料在外力的长期和重复作用下，或在外力和环境因素的复合作用下，抵抗失效的能力（时间长短）。（以上只是定性地说明这些力学性能，如果要定量地说明它就必须用一些力学参量（应力、应变、应力场强度因子等）来表示这些力学性能。如果我们说某材料的力学性能好，就是指这些力学参量的值高或低，所以人们通常将力学参量的临界值或规定值称为材料的力学性能指标。如：强度指标、塑性指标、韧性指标）具体研究涉及的内容：材料（包括金属材料和非金属材料）在不同形式外力作用下，或者外力、温度、环境等因素的共同作用下，发生变形、损伤和断裂的过程、机理和力学模型；评定力学性能的各项指标的意义（物理意义和工程实用意义）、各指标间的相互关系以及具体的测试技术；研究力学性能指标机理、影响因素以及改善或提高这些力学性能指标的方法和途径。（注：材料力学性能的影响因素内因：化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力、表面和内部缺陷。外因：载荷性质、载荷谱、应力状态、温度、环境介质等。）§0.4学习和研究材料力学性能的目的和意义机械和工程结构的设计，应当达到所要求的性能，并且在规定的服役期内安全可靠地运行，同时也要具有经济性，即低的设计、制造和维修费用。①达到使用要求；②安全性；③经济性然而，各种机械和结构零部件的使用条件各不相同，因而要选用不同的的材料制成零件，也需要采用不同的工艺手段来完成零件的实际制作。而材料的力学性能及其评定指标，是结构设计时选用材料、制订加工工艺的主要依据，也是评价结构质量的主要依据。在零部件使用中，要求材料具有高的变形和断裂抗力，使零部件在受外力作用时能保持设计所要求的外形和尺寸，并保证在服役期内安全地运行；在零部件的生产过程中，则要求材料具有优良的可加工性。（例如，在金属的塑性成形中，要求材料具有优良的塑性和低的塑性变形抗力）对于学生，必须具有材料力学性能方面的知识，以便在研究新材料和改善材料的过程中，能根据材料的使用要求，选用合适的现有材料或研制新材料，制订合适的加工工艺。§0.5研究方法理论分析试验测定数值模拟§0.6课程的内容安排第一部分材料在一次静加载条件下的形变和断裂过程、机制和基本理论；试样有光滑、缺口和含裂纹的；第二部分论述材料的疲劳、蠕变、环境效应和磨损；第三部分简要介绍复合材料、高分子材料和陶瓷材料的力学性能。§0.7学习要求注重温故而知新（和其他课程的关系）掌握基本概念和基本理论（对公式做理解性记忆）注重理论和试验相结合（试验原理，方法，设备以及结果分析等）做练习第一章材料在静拉伸条件下的力学性能拉伸试验是最简单，但却是最重要的力学性能试验方法，可测定材料的弹性、强度、塑性、应变硬化和韧性等许多重要的力学性能指标。（拉伸性能）§1.1拉伸试验室温大气中，在缓慢施加（1～10MPa/s）的单向拉伸载荷作用下，用光滑试件测定材料力学性能的方法。
标准圆棒形拉伸 标准板状拉伸试样
退火低碳钢的拉伸图①弹性变形②屈服③均匀塑性变形④局集塑性变形⑤断裂工程应力：；工程应变：工程应力－应变曲线真应力：；真应变：由于材料具有不同的化学成份和微观组织，在相同的试验条件下，也会显示出不同的应力应变响应。
脆性材料铸铁、玻璃等 不存在屈服平台，有色金属（铝合金），焊接接头 无颈缩、局集的塑变高锰钢，铝青铜
无均匀塑性变形，冷拔钢丝 存在非线性弹性变形聚氯乙烯
工程实践中，常按材料在拉伸断裂前有无塑性变形，将材料分为脆性材料和塑性材料。§1.2弹性变形变形：材料在外力作用下发生尺寸或形状的变化，称为变形；弹性变形：若外力除去后，变形随之消失（恢复原形状、尺寸，变形可逆），称为弹性变形。一、物理本质原子间的相互作用力 当原子偏离其平衡位置较小时，原子间的相互作用力与原子间的距离近似成正比。
虎克定律：二、弹性常数弹性模量：；泊松比：；切变（剪切）模量：体积弹性模量：广义虎克定律：；；（本构方程，物理方程，弹性矩阵）三、弹性模量的影响因素弹性模量E越高，在相同应力作用下，弹性变形越小，因此E代表了材料对弹性变形的抗力，或者说代表了材料的刚度（注意：和构件的刚度
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路面材料的力学性质.doc27页
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路面材料的力学性质 三
本次研究主要成果 参加此专题研究的有七个省、四院校，共计十一个单位，重点对十种半刚性材料和沥青混合料进行了测试和研究工作，根据这些资料汇总取得下列成果。 1、半刚性材料龄期与强度模量、龄期的增长规律 将全国资料汇总分析，总结了石灰土、二灰土、二灰碎石，水泥粉煤灰碎石、水泥碎石、水泥砂砾、水泥石粉煤灰砂砾、石灰水泥碎石等几种半刚性材料的抗压强度R、抗压模量E、劈裂强度σ、劈裂模量E随龄期 日 d而增长的规律，它们之间具有良好的直线型或幂函数关系，以幂函数的相关性更好。 表6-1、6-2汇总了半刚性材料σ～d、E～d的相关关系。 表6-3、6-4表示了水泥碎石、二灰碎石的E～d、R～d、E～d、σ～d的增长规律。由表可知，水泥碎石的力学参数在28天时，平均可达到180天的54%，90天平均可达到80%；二灰碎石的力学参数在28天仅平均达到38%，90天平均达到64%，由此可见原规范对水泥碎石采用90天的龄期，二灰碎石力学参数初期增长缓慢，为充分发挥材料的潜力，采用180天龄期是合理的。 水泥碎石90天龄期的抗压强度E、R可达到180天的E、R的80%和88%，而劈裂参数E、σ却为78%和72%，二灰碎石90天龄期的抗压参数E、R可达到180天的70%，而劈裂参数E、σ仅达到56%和59%。所以，劈裂参数比值多数较抗压参数比值低。
半刚性基层材料劈裂强度σ～d增长规律
半刚性基层材料劈裂强度σ～d增长规律
半刚性基层材料抗压模量E～d增长规律
半刚性基层材料抗压模量E～d增长规律
二灰碎石 2、半刚性材料参数汇总及变异性分析 表6-5汇总了全国十个单位测试的各种半刚性材料设计参数――抗压强度R、抗压模量
正在加载中，请稍后...云南地区地壳厚度和泊松比研究--《中国地震学会第14次学术大会专题》2012年
云南地区地壳厚度和泊松比研究
【摘要】：正云南位于青藏高原东南缘,属于我国南北地震带南段,是中国大陆地震活动最强烈的地区之一。金沙江-红河断裂、澜沧江断裂和怒江断裂(简称三江断裂带)将该区划分为腾冲地块、保山地块、思茅地块和扬子地台等4个不同块体。近年来,地学工作者尽管利用接收函数开展了大量壳幔过渡带研
【作者单位】：
【基金】：
【分类号】：P315.2【正文快照】：
云南位于青藏高原东南缘，属于我国南北地震带南段，是中国大陆地震活动最强烈的地区之一。金沙江一红河断裂、斓沧江断裂和怒江断裂(简称三江断裂带)将该区划分为腾冲地块、保山地块、思茅地块和扬子地台等4个不同块体。近年来，地学工作者尽管利用接收函数开展了大量壳慢过
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钛合金板材电磁形实验与有限元模拟.pdf76页
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钛合金板材电磁形实验与有限元模拟
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A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering
Experimental Study and FEM Simulation of the Electromagnetic Forming Process of Titanium Alloy
Sheet Metal Candidate :
Zhou Haiyang Major :
Material Processing Engineering Supervisor :
Prof. Mo Jianhua Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, P. R. China May, 2013 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的
研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集
体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文
中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年
日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权
保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检
索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 保密□，在______年解密后适用本授权书。 不保密□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年
日 日期： 年
日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 钛合金TC4 具有密度低，强度高，高温服役性能优异等特点，广泛应用于航空
航天及汽车等产业。由于钛合金TC4 滑移系较少，室温下成形较难，目前针对钛合
金板材的成形技术主要是热成形工艺，如超塑性成形，蠕变成形，激光成形等。但
是由于废品率高，污染严重，
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