材料力學實驗問題討論

1、為何在拉伸試驗中必須採用標準試件或比例試件，材料相同而長短不同的試件延伸率是否相同？

答：拉伸試驗中延伸率的大小與材料有關，同時與試件的標距長度有關，試件區域性變形較大的斷口部分，在不同長度的標距中所佔比例也不同，因此，拉伸試驗中必須採用標準試件或比例試件，這樣其相關性質才具有可比性。材料相同而長短不同的試件延伸率通常情況下是不相同的（橫截面面積與長度存在某種特殊比例關係的除外）。

2、分析比較兩種材料在拉伸時的力學效能及斷口特徵

答：試件在拉伸時，鑄鐵延伸率小表現為脆性，低碳鋼延伸率大表現為塑性；低碳鋼具有屈服現象鑄鐵無；低碳鋼斷口為直徑縮小的杯錐狀，且有45°的剪下唇，斷口組織為暗灰色纖維狀組織，鑄鐵斷口為橫截面，為閃光的結晶狀組織。。

3、分析鑄鐵試件壓縮破壞的原因

答：分析鑄鐵試件壓縮破壞，其斷口與試件與軸線呈45°至50°的夾角，在斷口位置其剪應力達到其抵抗的最大值限，抗剪先於抗壓達到極限，故發生斜面剪下破壞。

4、低碳鋼與鑄鐵在壓縮時的力學效能有何不同？結構工程中如何合理使用這兩類性質不同的材料？

答：低碳鋼為塑性材料，其抗拉屈服極限與抗壓屈服極限相近，試件不易發生斷裂，隨荷載增加發生塑性形變；鑄鐵為脆性材料，其抗拉強度遠低於抗壓強度，無屈服現象，鑄鐵壓縮時因剪應力達到其抵抗的最大值限發生剪下破壞。

通過試驗可以發現低碳鋼材料塑性好，其抗剪能力弱於抗拉，抗拉與抗壓能力相當；鑄鐵材料塑性差，其抗剪能力優於抗拉弱於抗壓，故在工程結構中，塑性材料廣泛應用，脆性材料最好處於受壓狀態，比如車床機座。

5、低碳鋼與鑄鐵試件扭轉破壞情況有何不同？分析其原因

答：低碳鋼扭轉形變大，有屈服階段，斷口為橫截面，為剪應力破壞；鑄鐵扭轉形變小，無屈服階段，斷口為軸線約呈45°的螺旋麵，為拉應力破壞。

6、純彎曲梁正應力測試中沒考慮梁的自重，是否會引起試驗結果誤差？

答：施加的荷載與測試的應變成線性關係，試驗時，在加外載荷前，首先進行了測量電路的平衡（或記錄了初讀數），然後載入進行測量，所測得數（或差值）由外載荷引起的，與梁自重無關。

7、要測出彎曲正應力和扭轉剪應力，應如何連線電橋電路？