控制工程实验报告

时间：2021-03-04 18:05:32 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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控制工程实验报告 本文简介：HefeiUniversityofTechnology《控制工程基础》实验报告学院机械与汽车工程学院姓名学号专业班级机械设计制造及其自动化13-7班2015年12月15日自动控制原理实验?1、线性系统的时域分析?1.1典型环节的模拟研究一、实验要求1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式

控制工程实验报告 本文内容：

Hefei

University

of

Technology

《控制工程基础》

实

验

报

告

学

院

机械与汽车工程学院

姓

名

学

号

专业班级

机械设计制造及其自动化13-7班

2015年

12

月

15

日

自动控制原理实验

?

1、线性系统的时域分析

?

1.1典型环节的模拟研究

一、

实验要求

1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。

2、

观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。

二、实验原理

(典型环节的方块图及传递函数)

典型环节名称

方

块

图

传递函数

比例

（P）

积分

（I）

比例积分

（PI）

比例微分

（PD）

惯性环节

（T）

比例积分微分（PID）

三、实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。

1)

观察比例环节的阶跃响应曲线

典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电阻R1=100K、200K来改变比例参数。

图3-1-1

典型比例环节模拟电路

实验步骤：

注：“SST”不能用“短路套”短接！

（1）将信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电阻R1=100K时

当反馈电阻R1=200K时

S4，S7

S4，S8

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B1（0/+5V）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选“X1”档。时间量程选“x4”档。

（4）运行、观察、记录：

按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+5V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1），重新观测结果,其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

2)

观察惯性环节的阶跃响应曲线

典型惯性环节模拟电路如图3-1-2所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电容C

=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-2

典型惯性环节模拟电路

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S8，S10

S4,S8,S10,S11

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B1（0/+5V）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘x4’档。

（4）运行、观察、记录：

按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+5V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A1的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

3)

观察积分环节的阶跃响应曲线

典型积分环节模拟电路如图3-1-3所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-3

典型积分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针‘S

ST’用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，

以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（周期在0.5S左右，幅度在2.5V左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S10

S4，S10，S11

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘x4’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A1的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

4)

观察比例积分环节的阶跃响应曲线

典型比例积分环节模拟电路如图3-1-4所示.。该环节在A5单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-4

典型比例积分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，

以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在0.5S左右，幅度在1V左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A5

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S8

S4，S9

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A5（H1）

2

运放级联

A5（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程调选‘x2’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线U0（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A5的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。

注：由于虚拟示波器（B3）的频率限制，在作比例积分实验时所观察到的现象不明显时，可适当调整参数。调整方法如下：

将R0=200K调整为R0=430K或者R0=330K，以此来延长积分时间，将会得到明显的效果图。（可将运算模拟单元A5的输入电阻的短路套（S4）去掉，将可变元件库（A7）中的可变电阻跨接到A5单元的H1和IN测孔上，调整可变电阻继续实验。）

在作该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

5）观察比例微分环节的阶跃响应曲线

典型比例微分环节模拟电路如图3-1-5所示。该环节在A2单元中分别选取反馈电阻R1=10K、20K来改变比例参数。

图3-1-5

典型比例微分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在70ms左右，幅度在400mv左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A2

当反馈电阻R1=10K时

当反馈电阻R1=20K时

S1，S7，S9

S1，S8，S9

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A2（H1）

2

运放级联

A2（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选“X1”档。时间量程选“/2”档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）,且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1），重新观测结果，其实际阶跃响应曲线见表3-1-1.。

注意：该实验由于微分的时间太短，如果用虚拟示波器（B3）观察，必须把波形扩展到最大（/

4档），但有时仍无法显示微分信号。因此，建议用一般的示波器观察。

6）观察PID（比例积分微分）环节的响应曲线

PID（比例积分微分）环节模拟电路如图3-1-6所示。该环节在A2单元中分别选取反馈电阻R1=10K、20K来改变比例参数。

图3-1-6

PID（比例积分微分）环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为PID环节的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在70ms左右，幅度在400mv左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A2

当反馈电阻R1=10K时

当反馈电阻R1=20K时

S1，S7

S1，S8

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A2（H1）

2

运放级联

A2（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘/2’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）,且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A2的反馈电阻R1），重新观测结果。其实际阶跃响应曲线见表3-1-1.。

注意：该实验由于微分的时间太短，如果用虚拟示波器（B3）观察，必须把波形扩展到最大（/

4档），但有时仍无法显示微分信号。因此，建议用一般的示波器观察。

（本节中所有实验图形都是由TEK数字示波器观察得到的，仅供参考）。

四、实验结果和分析

1、

比例环节的阶跃响应曲线：

反馈电阻R1=100K

反馈电阻R1=200K

2、

惯性环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

3、

积分环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

4、

比例积分环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

5、

比例微分环节的阶跃响应曲线：

反馈电阻R1=10K

反馈电阻R1=20K

6、

PID（比例积分微分）环节的响应曲线：

反馈电阻R1=10K

反馈电阻R1=20K

附：表3-1-1

典型环节的阶跃响应曲线

典型环节

传递函数参数与模拟电路参数关系

单位

阶跃响应

实际阶跃响应曲线

一、

比例

二、

惯性

三、

积分

C=

2UF

四、

比例

积分

C=

2uF

五、

比例微分

若1

为过阻尼响应，

当R=40k，

K=2.5

=1

为临界阻尼响应，

当R=10k，

K=10

=0.5

0<<1

为欠阻尼响应。

欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts的计算：（

K=10

=0.5）

超调量

：

峰值时间：

调节时间

：

三．实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的二阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

典型二阶系统模拟电路见图3-1-8。该环节在A3单元中改变输入电阻R来调整衰减时间。

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’

和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：

B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调整为2V（调节方法：调节电位器，用万用表测量Y测孔）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A2

S2，S10，S11

3

A3

当输入电阻R=10K

当输入电阻R=39K

当输入电阻R=100K

S1，S8，S10

S2，S8，S10.

S4，S8，S10

4

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B1（Y）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT→A2（H1）

3

运放级联

A2（OUT→A3（H1）

4

负反馈

A3（OUT→A1（H2）

5

运放级联

A3（OUT→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端

CH1接到A6单元信号输出端OUT（C(t)）。

注：CH1选“X1”档。

（4）运行、观察、记录：

按下B1按钮，用示波器观察在三种情况下A3输出端C(t)的系统阶跃响应，并记录超调量MP，峰值时间tp和调节时间ts。并将测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。参数取值及响应曲线，详见表3-1-2。

注意：在作欠阻尼阶跃响应实验时，由于虚拟示波器（B3）的频率限制,无法很明显的观察到正确的衰减振荡图形，此时可适当调节参数。

调节方法：减小运算模拟单元A3的输入电阻R=10K的阻值，延长衰减时间（参考参数：R=2K）。（可将运算模拟单元A3的输入电阻的短路套（S1/S2/S4）

去掉，将可变元件库（A7）中的可变电阻跨接到A3单元的H1和IN测孔上，调整可变电阻继续实验。）

注意：在做该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

如欲用相平面分析该模块电路时，需把示波器的输入端CH2接到A1单元信号输出端，并选用示波器界面中的X-Y选项。

四、实验结果和分析

1、

二阶系统欠阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=10K

2、二阶系统临界阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=39K

3、过阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=100K

?

1.3三阶系统的瞬态响应和稳定性

一．实验要求

1.

掌握典型三阶系统模拟电路的构成方法，Ⅰ型三阶系统的传递函数表达式。

2.

熟悉劳斯（ROUTH）判据使用方法。

3.

应用劳斯（ROUTH）判据，观察和分析Ⅰ型三阶系统在阶跃信号输入时，系统的稳定、临界稳定及不稳定三种瞬态响应

二．实验原理及说明

典型三阶系统的方块图见图3-1-10。

图3-1-10

典型三阶系统的方块图

典型三阶系统的开环传递函数（单位反馈）：

闭环传递函数：

有三阶系统模拟电路如图3-1-11所示。它由积分环节（A2）、惯性环节（A3和A5）构成。

图3-1-11

典型三阶系统模拟电路图

图3-1-11的三阶系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：

积分环节（A2单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=1S，

惯性环节（A3单元）的惯性时间常数

T1=R3*C2=0.1S，

K1=R3/R2=1

惯性环节（A5单元）的惯性时间常数

T2=R4*C3=0.5S，K2=R4/R=500k/R

该系统在A5单元中改变输入电阻R来调整增益K，R分别为

30K、41.7K、100K

。

图3-1-11的三阶系统模拟电路传递函数为：

开环传递函数：G(S)

=

闭环传递函数：

闭环系统的特征方程为：

特征方程标准式：

由Routh稳定判据判断得Routh行列式为：

为了保证系统稳定，第一列的系数都为正值，所以

由ROUTH

判据，得

三．实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的三阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

有三阶系统模拟电路图见图3-1-11，环节在A5单元中分别选取输入电阻R=30K、41.7K和100K，改变系统开环增益。

图3-1-11

典型三阶系统模拟电路图

实验步骤：

注：‘S

ST’不能用“短路套”短接！

（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’

和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：

B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调整为2V（调节方法：调节电位器，用万用表测量Y测孔）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A2

S2，S10，S11

3

A3

S4，S8，S10

4

A5

S7，S10

5

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B1（Y）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A2（H1）

3

运放级联

A2（OUT）→A3（H1）

4

运放级联

A3（OUT）→A5（H1）

5

运放级联

A5（OUT）→A6（H1）

6

负反馈

A6（OUT）→A1（H2）

（C）跨接元件

将元件库（A7）中的直读式可变电阻跨接到（A5）单元（H1）和（IN）之间。

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A5单元信号输出端OUT（C(t)）。

注：CH1选‘X1’档。

（4）运行、观察、记录：

分别将（A7）中的直读式可变电阻调整到30K、41.7K、100K，按下B1按钮，用示波器观察A5单元信号输出端C（t）的系统阶跃响应,测量并记录超调量MP，峰值时间tp和调节时间ts。响应曲线波形详见表3-1-3中。

注意：为了精确得到表3-1-3中“不稳定（发散）、临界振荡（等幅振荡）、稳定（衰减振荡）”的波形，适当调整可变元件库（A7）中的可变电阻继续实验。

在作该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

如欲用相平面分析该模块电路时，需把示波器的输入端CH2接到A1单元信号输出端，并选用示波器界面中的X-Y选项。

四、实验结果和分析

直读式可变电阻R=30K

直读式可变电阻R=41.7K

直读式可变电阻R=100K

附：

表3-1-3

R值和系统的阶跃响应曲线

R()

K

输出波形

稳定性

30

16.7

不稳定（发散）

41.7

12

临界稳定（等幅振荡）

100

5

稳定（衰减振荡）

?

2、线性控制系统的频率响应分析

一、

实验要求

1、掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。

2、研究二阶闭环系统的结构参数--自然频率或无阻尼振荡频率ωn,阻尼比ξ对对数幅频曲线和相频曲线的影响，及渐近线的绘制。

3、掌握欠阻尼二阶闭环系统中的幅频特性、相频特性、谐振频率和谐振

峰值的计算。

4、

研究表征系统稳定程度的相位裕度γ和幅值裕度h（dB）对系统的影响。

5、

观察和分析欠阻尼二阶闭环系统谐振频率和谐振峰值。

6、

观察和分析Ⅰ型三阶系统中，相位裕度γ和幅值裕度h（dB）对系统的稳定的影响。

二、实验原理及说明

被测系统的方块图见图3-2-1。

图3-2-1

被测系统方块图

系统（环节）的频率特性G(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角：

G（jω）=|

G（jω）|∠G(jω)

(式3-2-1)

图3-2-1所示被测系统的闭环传递函数：

（式3-2-2）

如被测系统的反馈传递函数=1，则（式3-2-2）可简化为：

（式3-2-3）

式3-2-3以角频率ω为参数的幅值和相角：

由于Ⅰ型系统含有一个积分环节，它在开环时响应曲线是发散的，因此欲获得其开环频率特性时，还是需构建成闭环系统，测试其闭环频率特性，然后通过公式换算，获得其开环频率特性，算法如下：

图3-2-1所示被测系统的开环频率特性为：

（式3-2-4）

图3-2-1所示被测系统以角频率ω为参数表示成的开环频率特性为：

(式3-2-5)

式（3-2-5）亦可以角频率ω为参数表示为对数幅频特性和相频特性：

三、实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，应运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析-实验项目，再分别选择一阶系统、或二阶系统、或三阶系统、或时域分析，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）显示波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

?

2.1一阶系统的对数幅频曲线、相频曲线和幅相曲线

本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化

（0.5Hz~64Hz），施加于被测系统的输入端[r（t）]，然后分别测量被测系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。一阶被测系统的模拟电路图见图3-2-2。

图3-2-2

一阶被测系统的模拟电路图

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2（信号频率范围为0.5Hz~64Hz）作为被测系统的输入端[r（t）]。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

（b）测孔联线

模块号

跨接座号

1

A1

S2，S6

2

A6

S4，S7，S9

1

信号输入

B2（OUT2）→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

3

信号联线

A6（OUT）→

A9（CIN）

4

信号联线

A9（COUT）→

B4（A2）

5

信号连线

A6（OUT）→

B8（IN6）

6

‘中断请求线

B4（Q2）→

B9（IRQ6）

（3）运行、观察、记录：

a．用示波器观察系统各环节波形，避免系统进入非线性状态，具体用法参见第二章虚拟示波器部分。

b．被测系统的开环对数幅频曲线、相频曲线及幅相曲线见图3-2-3，该曲线已增添了多个频率点。

?

2.2二阶系统的对数幅频曲线、相频曲线和幅相曲线

本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化

（0.5Hz~64Hz），施加于被测系统的输入端[r（t）]，然后分别测量被测系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。二阶闭环系统模拟电路图见图3-2-4所示。它由积分环节（A5单元）和惯性环节（A3单元）构成。

图3-2-4

被测二阶闭环系统模拟电路图

图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：

积分环节（A5单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=0.1S，

惯性环节（A3单元）的惯性时间常数

T=R3*C2=0.2S。

K1=R3/R2=10

二阶系统闭环传递函数标准式：

系统中的开环传递函数：

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

谐振频率：

峰值：

①

如更改图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数，使之

Ti=1，T=0.3，K=1

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

由于ξ＞0.707，因此不存在谐振峰值，两条渐近线交点为，其中一条渐近线斜率为-40dB/dec。

②

如更改图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数，使之

Ti=0.043，T=0.1，K=10

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

谐振频率：

峰值：

注1：根据本实验机的现况，要求构成被测二阶闭环系统的阻尼比ξ必须满足下式，否则模/数转换器（B8单元）将产生削顶。

即

注2：实验机在测试频率特性时，实验开始后，实验机将按序自动产生0.5Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz、64Hz等多种频率信号，当被测系统的输出时将停止测试。

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2（信号频率范围为0.5Hz~32Hz）作为被测系统的输入端[r（t）]。（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B2（OUT2）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A5（H1）

3

运放级联

A5（OUT）→A3（H1）

4

运放级联

A3（OUT）→A6（H1）

6

负反馈

A3（OUT）→A1（H2）

7

信号联线

A6（OUT）→

A9（CIN）

8

信号联线

A9（COUT）→

B4（A2）

9

信号连线

A6（OUT）→

B8（IN6）

10

‘中断请求’线

B4（Q2）→

B9（IRQ6）

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A5

S3，S10

3

A3

S1，S8，S9，S10

5

A6

S2，S6

（3）运行、观察、记录：

a．用示波器观察系统各环节波形，避免系统进入非线性状态。具体用法参见第二章虚拟示波器部分。

b．被测二阶系统的闭环对数幅频、相频曲线和幅相曲线见图3-2-5，该曲线已增添了多个频率点。

四、

实验结果和分析

1、一阶系统的对数幅频曲线：

2、

一阶系统的对数相频曲线：

3、

一阶系统的幅相曲线：

4、二阶系统的对数幅频曲线:

5、二阶系统的对数相频曲线

6、二阶系统的幅相曲线：

篇2：金属材料与热处理技术专业综合实验报告

金属材料与热处理技术专业综合实验报告 本文关键词：热处理，金属材料，实验，报告，综合

金属材料与热处理技术专业综合实验报告 本文简介：金属材料专业综合实验综合实验报告课程名称：金属材料与热处理技术专业综合实验专业：金属材料与热处理技术班级：金属111姓名：肖田方学号：11395910113指导教师：蹇海根冶金工程学院2013-2014学年第1学期目录实验一轧制力能参数综合测试实验二金属材料力学性能综合测试实验一轧制力能参数综合测试

金属材料与热处理技术专业综合实验报告 本文内容：

金属材料专业综合实验

综合实验报告

课程名称：

金属材料与热处理技术专业综合实验

专

业：

金属材料与热处理技术

班

级：

金属111

姓

名：

肖田方

学

号：

11395910113

指导教师：

蹇海根

冶金工程学院

2013-2014

学年第

1

学期

目

录

实验一

轧制力能参数综合测试

实验二

金属材料力学性能综合测试

实验一

轧制力能参数综合测试

一、

实现轧件咬入轧制参数的设定

1.

实验目的

(1)

掌握轧件咬入的条件

(2)

掌握最大咬入角的测定

(3)

学会分析最大咬入角与各轧制参数的关系

2、相关理论知识背景

轧辊与轧件的接触弧所对应的角称为接触角或咬入角。为使轧件能够咬入轧辊，作用于轧件的出轧辊方向摩擦力F的水平分量必须大于或等于作用于轧件的轧制力Pr的水平分量。

轧件能够被咬入的条件为：

由上式可见，只有摩擦系数大于咬入角的正切值时，轧件才能被咬入轧辊。对于给定的辊缝值，摩擦力越大，能够咬入的轧件的高度也越大。

tan

α的值与轧辊的半径

R,轧件的轧前高度

h0和轧件的轧后高度

hf

有关。

轧辊的中心线与轧件和轧辊的入口接触点的距离用

g表示。用简单的几何学知识，可得下式：

tan

α为对边与邻边的比值，可得：

3、实验内容

根据设置辊子直径、轧件轧前厚度、轧件轧后厚度、摩擦系数不同的轧制参数实现轧件的咬入。

4、

实验步骤

（1）设置轧制参数：辊子直径为400㎜，轧件轧前厚度为101㎜，摩擦系数为0.25，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为79㎜。如下图所示：

（2）设置轧制参数：辊子直径为400㎜，轧件轧前厚度为102㎜，摩擦系数为0.25，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示：

（3）设置轧制参数：辊子直径为420㎜，轧件轧前厚度为101㎜，摩擦系数为0.2，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示：

（4）设置轧制参数：辊子直径为420㎜，轧件轧前厚度为101㎜，摩擦系数为0.25，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为79㎜。如下图所示：

（5）

设置轧制参数：辊子直径为420㎜，轧件轧前厚度为101㎜，摩擦系数为0.25，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示：

5、实验结果

在实现轧件的咬入的前提下选择不同的参数，通过调节压下量来达到最大咬入角。由前面的公式得到压下量。所以，对于确定的轧辊直径和摩擦系数及轧件轧后厚度后，通过改变轧前厚度来达到最大咬入角。结果如下表所示：

辊子直径㎜

轧前厚度㎜

轧后厚度㎜

摩擦系数

最大咬入角

1

400

101

79

0.25

13.5

2

400

102

87

0.25

11.1

3

420

101

87

0.20

10.5

4

420

101

79

0.25

13.1

5

420

101

87

0.25

10.5

6、分析讨论

（1）在摩擦系数相同的情况下，当压下量一定时，增加轧辊直径，咬入角减小；当轧辊直径一定时，压下量减小，咬入角减小。

（2）增大摩擦系数可以改善咬入。

二、轧制压力模拟实验

1、实验目的

（1）掌握轧制压力的计算方法

（2）分析轧制压力的影响因素

2、相关理论知识背景

轧制过程中主要的参数如下：

·

R,轧辊半径

·

金属的变形抗力

·

轧辊和轧件间的摩擦力

·

轧件的张力

轧制压力由平均单位压力和接触面积求得，见下式：

Pr=p×b×L

式中，Pr

为轧制总压力，p为单位轧制压力，b为接触区的平均宽度，Lp为接触弧的水平投影长度。

接触弧的水平投影长度用下式计算：

式中，R

为轧辊半径，h0

为轧件轧前高度，hf

为轧件轧后高度

轧制过程中，考虑到塑性条件，单位轧制压力应等于材料的屈服应力。假设轧制过程中轧件宽度不变，则单位轧制压力可用初始屈服应力（室温低速拉伸试验下测定的屈服极限）

σ

0

表示。如果轧件宽度发生变化，则不能使用初始屈服应力表示单位轧制压力。因此轧制总压力的计算公式为：

一般认为，轧制是平面变形压缩过程，此过程中摩擦力的分布是不均匀的。因此，平均单位压力见下式：

式中，

将等式代入轧制总压力计算公式，可得：

系数

的出现是因为如果轧制条件是平面变形条件，即无宽展轧制，则变形应力必须使用平面变形条件下的变形应力。

3、

实验内容

通过选择不同的参数观察轧制压力的变化，总结出轧制压力的影响因素。

4、实验步骤

（1）当辊子直径为400㎜，轧件轧前厚度为102㎜，轧件轧后厚度为82㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.25，平均变形抗力为150Mpa是，轧制压力为12.15MN。如下图所示：

（2）当辊子直径为450㎜，轧件轧前厚度为102㎜，轧件轧后厚度为82㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.25，平均变形抗力为150Mpa是，轧制压力为12.99MN。如下图所示：

（3）当辊子直径为550㎜，轧件轧前厚度为110㎜，轧件轧后厚度为80㎜，变形区的宽度为820㎜，摩擦系数为0.25，平均变形抗力为150Mpa是，轧制压力为18.80MN。如下图所示：

5、实验结果

从上图可知道，先设置好参数，得出最大咬入角，再设置变形区的宽度和平均的平面变形抗力而得到轧制压力。以上三种不同参数的条件下得到的轧制压力分别为下表所示：

辊子直径（㎜）

轧前厚度（㎜）

轧后厚度（㎜）

变形区宽度（㎜）

摩擦系数

平均平面变形抗力(Mp)

轧制压力(MN)

1

400

102

82

800

0.25

150

12.15

2

450

102

82

800

0.25

150

12.99

3

550

110

80

820

0.25

150

18.8

6、讨论分析

（1）轧辊半径增大，轧制压力增大

（2）压下量增大，轧制压力增大

（3）摩擦系数增大，轧制压力增大

三、能耗模拟实验

1、实验目的

（1）了解轧制能量的主要消耗形式

（2）掌握轧制能耗的计算方法

（3）分析能量消耗与各轧制参数的关系

2、相关理论知识背景

轧制时能量的消耗用于传动轧辊的扭矩和带钢的张力。轧制能量的消耗主要表现以下几种形式：

·

金属的变形功

·

轧辊轴承的摩擦力矩

·

能量传送过程中的损失

·

电动机、发电机等电器设备中的电损失

轧制能耗可用下式表示：

W

=

2π

×

Mt

式中

Mt为轧辊的扭矩，因此欲求轧制能耗必须先对轧辊的扭矩进行计算。轧制压力沿接触弧的分布是不均匀的压力的总和。我们可以假设这些力的集合集中作用在接触弧的某一点上（此点到轧辊中心线的距离称为力臂），这时的难点就是力臂a以及力臂a与接触弧水平投影长度

Lp的比值的估算。见下式：

λ

=

a

/

Lp

λ一般热轧时约为0.5，冷轧时约为0.45。

扭矩

Mt等于轧制总压力与力臂的乘积。因为轧制时有两个工作辊，因此扭矩表示为：

Mt

=

2

×

Pa

在一个工作辊旋转一周过程中，事先假设的集中作用在接触弧一点（力臂为a）的轧制压力P也做功一周，即2πPa。因为有两个旋转的工作辊，所以所做的功为：

Work

=

4πPa

功率的定义为做功的速率，用单位时间内做功的量表示，例如

1

W

=

1

J

s?1，

因此，一对工作辊转动频率为N赫兹（s?1）（即每秒旋转N周）时的功率为：

W

=

4πaPN

3、实验内容

通过设置各轧制参数然后轧制，观察轧制能耗的变化。

4、实验步骤

（1）设置轧制参数：辊子直径为400㎜，轧件轧前厚度为102㎜，轧件轧后厚度为80㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.25，平均的平面变形抗力为150MPa，其图如下：

（2）设置轧制参数：辊子直径为450㎜，轧件轧前厚度为102㎜，轧件轧后厚度为72㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.28，平均的平面变形抗力为150MPa，其图如下：

(3)

设置轧制参数：辊子直径为520㎜，轧件轧前厚度为102㎜，轧件轧后厚度为72㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.25，平均的平面变形抗力为200MPa，其图如下：

5、实验结果

通过先设置正确的参数，再轧件，得到轧制能耗。如下表所示：

辊子直径（㎜）

轧前厚度（㎜）

轧后厚度（㎜）

变形区宽度（㎜）

摩擦系数

平均平面变形抗力(MN)

轧制能耗（MW）

1

400

102

80

800

0.25

150

0.75

2

450

102

72

800

0.28

150

1.09

3

520

102

72

800

0.25

200

1.44

6、讨论分析

在保证轧件能顺利咬入的前提下，选择不同的参数观察能耗的变化。我们知道能耗的主要表现形式为：金属的变形功、轧辊轴承的摩擦力矩及能量传送过程中的损失等。所以，从上面的实验结果中，可以知道：（1）、轧辊的直径相同的情况下，摩擦系数越大，轧制能耗越大。（2）、摩擦系数相同的情况下，轧辊的直径越大，轧制能耗越大。

通过模拟可以了解在不同的轧辊直径和摩擦系数的情况下的轧制能耗的变化，但仍有一些缺陷，那就是为了保证是最大咬入角，压下量的取值是一定的。在设置好其他参数的情况下，通过改变压下量来调节咬入角，从而轧制得到轧制能耗。

36

实验二

金属材料力学性能综合测试

一、试样的准备

1、实验目的

（1）准备“虚拟”的试样，以进行抗拉强度、冲击韧性和硬度测试

（2）了解钢板的性能沿长度方向、横向、厚度方向上的变化

（3）掌握识别每个试样的方法

2、相关理论知识背景

（1）为了确定钢材的性能和它的显微组织，从轧制后的钢材上取样时，重要的是必须认识到钢材的性能沿长度方向、横向、厚度方向上会发生变化，这是由于产品的不同部分经历了不同程度和不同方向的变形，而且不同的冷却速度可能也不同。

（2）不同类型的钢是为不同应用生产的，生产时必须满足特定的成份要求和工艺条件，这样才能获得所需的显微结构、机械性能和功能。钢是铁（Fe）和碳（C）组成的合金，在钢中加入其它各种元素也会影响钢的机械性能（和电磁性能）。在钢的加热和冷却过程中，碳和其它元素的相互作用会改变铁显示的结晶结构。这些结晶结构的变化发生在钢的加工和生产过程中，并使钢的显微结构发生变化，从而改变某种钢的机械性能。

（3）钢中的碳含量最高可1.5%，钢的显微结构和原子结构会随着碳含量和温度的变化而变化。通过改变钢中碳和合金元素的含量、改变机械加工方法和热处理方法，可获得各种强度级别的钢材，强度范围从120

MPa到3000

MPa以上。

3、实验内容

从轧制后一定长度的厚钢板上切取一块试样，然后将其切成所需的大小，并加工成所需的试样；也必须能够识别每个试样，以便在进行试验时，知道它在原钢板上所处的方向。

4、实验步骤

（1）先注册，以便后来登陆steeluniversity.org可以把联系和模拟的结果保存起来。

（2）确定需要有多少个拉伸、硬度和夏比测试试样和这些试样的方向，并检查所输入的数值，如下图所示：

（2）在厚板上选择准备切割的区域，满足定位与宽度方向上的4分之1的位置和宽度、高度要求后开始切割，如下图所示：

（3）将模板拖放在厚板上，然后检查夏比试样是否太靠近火焰边缘，如下图所示：

（4）锯切试样，如图所示：

（5）为每个试样和余料确定一个识别号。这应该包括试样号（1、2……，试样方向L/T），测试类型（T/C/H），另外还有样本识别号（B31234），按此要求编号后，如图所示：

（6）加工圆形的拉伸试样，现在车床上旋转，再加工螺纹，加工后的最终尺寸如下图所示：

（7）加工夏比试样，是铣成最终的尺寸，并切有切口，如下图所示：

（8）开口的锐度检查：夏比测试的标准要求开口的锐度在预定的限度内。如果开口太钝，那么测出的冲技能会大于开口在公差范围内时的数值，用开口太钝的试样测出来的结果没有任何价值。

（9）取样完成，保存好数据以便使用准备好的试样进行测试。

5、实验结果

成功的完成了试样的准备阶段。

6、讨论分析

（1）在厚板上确定切割的区域时，需要注意几个问题：

a、试样必须取自宽度方向1/4的位置

b、如果将试样切得太宽或太长，会浪费一些钢材和增加成本，所以必须保证试样的宽度和高度合格

c、如果取样时靠近厚板的底部，那么所取的试样可能不能代表这块厚板的情况

d、切记要保留厚板的剩下部分

（2）在将模板拖放到厚板上时，需要检查夏比试样是否太靠近火焰边缘，如果距离太近，得到的结果不能完全代表厚板的情况；只有距离足够远时，热影响区将不会对准备测试区域的性能有不利影响

（3）在给每个试样和余料确定一个识别号时，需要熟悉不同字母所代表的含义

二、硬度测试

1、实验目的

（1）了解维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度测量的基本原理

（2）掌握三种硬度的测量方法

（3）分析三种硬度测量法的区别

2、相关理论知识背景

（1）维氏硬度测试：测出的硬度为一个数

（2）布氏硬度测试：测试结果为布氏硬度指数（BH或BHN）

（3）洛氏硬度测试

罗克威尔使用金刚石压头进行洛氏C标度，使用球形压头进行B标度

使用

预加载

来确定仪器的测试区域，随后使用150kg的载荷。经过固定时间后移去载荷，测量压痕的大小和尺寸。它的标度是人为确定的。

3、实验内容

用准备好的船用钢板进行硬度测试

4、实验步骤

（1）选择钢板进行硬度测试

（2）放好试样的位置，使试样与金刚石压头接触

（3）设定负荷，等待停留时间的到达，按继续键以观察产生的压痕

（4）测出压痕的对角线长度：使测试装置对中，将右手侧的“刀边”移到压痕的边缘，并将测出的压痕尺寸转换为维氏硬度，结果如下图所示：

5、实验结果

成功的测量出维氏硬度为204，并完成了硬度测试阶段。

6、分析讨论

（1）使试样与金刚石压头接触，调节试样上升的高度，刚刚接触时则停止

（2）在设定载荷时，必须等待停留时间到达才可进行下一步

（3）在测压痕的对角线长度时，使刀片与压痕的边缘对准

三、抗拉强度测试

1、实验目的

（1）了解屈服强度、抗拉强度、伸长率的概念

（2）掌握钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率的计算方法

（3）分析钢抗拉强度的影响因素

2、相关理论知识背景

（1）为了测量钢的拉伸性能，要求在恒定的速率下拉伸试样，并且当施加的力或者载荷增加时，要连续地测量试样的延伸，就象胡克定律那样，直到载荷超过弹性极限为止。

从力——伸长数据中可以计算出应力和应变，方法如：

应力=力/试样的原始面积

应变=长度/试样原始长度

（2）塑性变形起始端测量方法的不同导致了钢的屈服点测定标准方法的定义：0.2%的弹性极限应力或者找出应变为0.002时的应力；上屈服应力定义为力值明显下降前达到的最大应力；下屈服应力定义为塑性变形持续时，应力在一个恒定应力值附近变化，直到产生加工硬化，这个恒定力值即为下屈服应力。

（3）试验机有不同的力值测量能力,通过改变测力传感器可以达到各种力值

（4）测力传感器是一种可以感觉到力的变化并且将其转换为电压,然后在力值显示器上显示出来的设备。

（5）延伸率为材料的伸长量与标距之比。

3、实验内容

将事先准备好的船用钢板试样插入拉伸试验机的夹头，然后开始一个力应变实验。然而，首先必须确定试验机能够准确地测量出拉伸力，再要求测量屈服和抗拉强度、延伸率和杨氏模量。接下来的会使观看高碳钢棒和由它拉拔成的两根金属线以及超高强度合金钢的测试结果。

4、实验步骤

（1）选择试样，如下图所示：

（2）计算试样的横截面积：，钢预计的抗拉强度设计为=500MPa，则预计的最大拉力KN，检查数据，并根据测试选择合适的应力范围，如下图所示：

（3）开始加载荷，并根据应力应变图计算出屈服强度、抗拉强度和伸长率的值，并检查所输入的数据，如下图所示：

（4）当纵向的计算全都通过时，继续进行横向试样的测试：

（5）检查钢是否合格：经检验，这种钢通过了机械性能测试。

（6）保存结果。

5、实验结果

这种船用钢通过了机械性能测试，成功的完成了抗拉强度测试。

6、讨论分析

（1）试验中，由于估算的最大断裂力为246KN，所以需选择300KN的量程，如果所选的量程过低会有损害设备的危险。

（2）因为实验所选用的钢为AB/EH36，而这种钢的抗拉强度规定取值范围为490-620MPa，所以在预计钢的抗拉强度时需要在此范围内，在本实验中，所预计的为500MPa，在此范围内。

（3）需要注意应力-应变图中的伸长率单位为㎜，表示钢在拉伸时的伸长值，需将此值除以标距50。

（4）在计算屈服强度时，需要找准屈服点，即发生塑性变形的起始点。

四、夏比冲击测试

1、实验目的

（1）了解钢的碳含量对夏比测试结果的影响

（2）确定测试钢种的韧性向脆性转变的温度

（3）可以对不同钢铁企业生产的钢材进行比较，并标明一定的工艺是否能生产同样冲击韧性的产品

（4）学会分析冲技能随温度变化的关系

2、相关理论知识背景

（1）夏比测试是一种用来测试材料在受到负荷的情况下断裂时所需能量大小的方法，只是用来比较用各种不同工艺生产钢材的性能。

（2）在测试中，落锤提供下降的动能，弧形的大小决定了落锤旋转时产生动能的大小，旋转到最低点时，提供的动能最大，经过冲击测试后，试样要么产生裂纹，要么受到严重变形，落锤将继续移动到另一侧的最大高度，这里一个指针会记录下试样产生裂纹所损失的能量。

（3）韧性断裂通常是塑性变形的结果，塑性裂纹是裂纹尖端受到强烈的局部塑性变形的结果，在抗拉测试中，最普通塑性变形的是呈“杯锥形”；相反，脆性断裂通常没有或只有很少的塑性变形，晶界裂纹通常是沿晶界分离造成的。

3、实验内容

对一块厚钢板取样，然后进行性能测试，得出冲击能随测试温度的变化曲线，并根据结果判断它是否符合美国船级社的标准。首先，你必须确定测试需要多少试样、取样的尺寸和位置。试样准备好后，进行相应数量的测试，确定厚板的机械性能。最后，将测试结果与标准进行比较，确定该厚板是否满足所有的规格要求，能否送给客户。

4、实验步骤

（1）试样的选取，以自己准备的船板轧件为试样。

（2）在开始夏比测试之前，先完成几个快速测试。需要检查切口对中装置。

（3）开始测试：要设定一个试样的温度。首先必须设置池内温度，设置后等待试样到达设定的温度，然后点击试样使其离开池子，并将试样对中位置，就可以按下落锤头来释放锁定销，进行冲击测试。

（4）反复的从夏比测试中收集足够的数据，从而能准确地确定脆性和韧性转变温度。如果试样不足，可以购买更多的试样，以通过返回测试来获取更多的数据，得到测试温度与能量关系的曲线。如下图所示。

（5）从得到的曲线中得到上部分界能为286J，下部分界能为7J，54J的转换温度为-65度，如下图所示：

（6）对于试样在

-40

度时进行横向和纵向测试，分别测试三次，得到其平均能量值，其结果如下图所示。

(7)点击保存数据保存实验结果。

5、实验结果

在有足够数据来确保钢已经达到满足标准要求时，得到了最终的夏比冲击实验的结果。横向和纵向的能量满足要求，达到合格，测试完成。其结果如下图所示。

至此，完成了所有的性能测试：

检查这种船板是否满足了AB/EH36的规格要求：

6、讨论分析

由夏比测试得到的测试温度与能量关系的曲线，可知测试材料在受到负荷的情况下断裂时所需要的能量大小。经过多次在不同温度下的返回测试，得到足够的数据绘制一张韧性（剪切）区的比例图。这种剪切区的比例曲线通常作为钢材的规格，从这张图中，可以获得这种材料的50％剪切外观转换温度（FATT）。但是在进行夏比测试期间，一定温度下记录的冲击能会出现分散状况。可以从这些分散的数据获得两条大致的曲线（上限线和下限线）和冲击能的误差范围。五、总结

经过上述的三种模拟测试后，完成了船板机械性能的测试。得到的结果如下图所示，并获得了合格证书。

篇3：苏教版小学六年级上册科学实验报告单

苏教版小学六年级上册科学实验报告单 本文关键词：科学实验，上册，苏教版，小学六年级，报告单

苏教版小学六年级上册科学实验报告单 本文简介：学生实验报告单学校：姓名班级六年级组次实验时间科目科学实验内容观察小水滴所需仪器名称及数量显微镜、滴管、自然界的水实验过程及步骤1、取镜和安放。2．对光。3．安装玻片标本（自制水滴标本）4．观察。用文字或图画记录观察结果5．整理显微镜。实验结果用肉眼根本看不到，只有借助显微镜才能看到生物，叫微生物。

苏教版小学六年级上册科学实验报告单 本文内容：

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

观察小水滴

所需仪器名称及数量

显微镜、滴管、自然界的水

实

验

过

程

及

步

骤

1、取镜和安放。

2．对光。

3．安装玻片标本（自制水滴标本）

4．观察。用文字或图画记录观察结果

5．整理显微镜。

实

验

结

果

用肉眼根本看不到，只有借助显微镜才能看到生物，叫微生物。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

体验细菌繁殖速度

所需仪器名称及数量

纸杯8个、黄豆数千克

实

验

过

程

及

步

骤

1

将8个同样的透明杯子按1-8编号，用1粒豆子代表1个细菌。

2

在1号杯中放入1粒豆子代表第一代细菌，2号

杯中放入2粒豆子代表第一代细菌分裂后的第二代细菌，在3号杯中放入4粒豆子代表第三代细菌。

4

依次类推到第8号杯子中应放入128粒豆子。

实

验

结

果

在适宜的温度和湿度下细菌繁殖的速度特别的快。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

观察不同的霉

所需仪器名称及数量

显微镜、不同的霉

实

验

过

程

及

步

骤

1.

用放大镜看不同物品上的霉。

2.

然后用显微镜仔细观察。

3.

说说他们有什么不同。

实

验

结

果

不同的霉有不同的形状。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

观察细胞

所需仪器名称及数量

显微镜、洋葱表皮细胞切片、人体表皮细胞切片

实

验

过

程

及

步

骤

1、各小组先调整好显微镜对焦。

2、然后将洋葱表皮细胞装片正确装到显微镜载物台，观察，并画下洋葱表皮细胞的样子。

3、取下洋葱表皮细胞装片，再用同样方法正确装上人体表皮细胞装片，观察，画图。

实

验

结

果

不同的生物，它们的细胞形状、结构也不相同

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

模拟地球内部构造

所需仪器名称及数量

不同颜色的橡皮泥

实

验

过

程

及

步

骤

1．

推测地球内部的构造。

2．观察地球构造模型。

3．自制地球构造模型。

4．总结对地球内部构造的认识情况。

实

验

结

果

通过实验后，我们队地球仪上的信息很熟悉了。

地球内部有很多圈层，主要有地壳、地幔和地核。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

火山喷发实验

所需仪器名称及数量

铁盒、土豆泥、铁架台、酒精灯

实

验

过

程

及

步

骤

1、将铁盒放在铁架台。

2、将50ml的土豆泥倒入铁盒中。

4

用酒精灯加热铁盒，仔细观察发生的现象。

实

验

结

果

火山真正的喷发是从内向外喷发的。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

蜡烛燃烧实验

所需仪器名称及数量

蜡烛、酒精灯、石棉网、坩埚、烧杯、白瓷碗

实

验

过

程

及

步

骤

1．

用火柴点燃蜡烛。

2.仔细观察蜡发生了哪些变化？

3.将一只干燥的烧杯罩在火焰上方，仔细观察烧杯内壁的变化，防止烫手；

4、将一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，仔细观察烧杯内壁的变化，防止烫手；

5、将一块干净的蒸发皿放在火焰上方，过一会儿仔细观察白瓷碗上的变化。

实

验

结

果

蜡烛燃烧有物理变化，同时也有化学变化。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

铁钉生锈实验

所需仪器名称及数量

铁钉三枚、试管、酸碱盐类、油、水

实

验

过

程

及

步

骤

1．

预测（铁生锈可能跟水、空气、酸碱盐类都有关。）

2.

将第一个试管中灌满水，放进钉子后加盖，；将第二个试管中灌满油，加盖并密封；将第三个瓶子内灌满酸碱盐类，加盖并密封三个瓶子放在同一地方。

3.一周后记录分析。

实

验

结

果

铁钉在有水、有空气的条件下最容易生锈。在绝对无水的空气中不会生锈，光有水没有空气也不会使铁钉生锈。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

制作环形山

所需仪器名称及数量

托盘、细沙、大小不同的石子、手电筒

实

验

过

程

及

步

骤

1、在托盘内铺上约3厘米的细沙；

2、从不同的高度往沙盘里丢下一些相同大小的石子；

3、再从同一高度丢下大小不同的石子；

4、观察石子坑影子的变化。

实

验

结

果

环形山是由于来自宇宙的流星和陨石撞击而成的。

教

师

评

语

签字*年*月*日

学生实验报告单

学校：

姓名

班级

六年级

组次

实验时间

科目

科学

实验内容

从高处丢纸和小球实验

所需仪器名称及数量

纸、小球、纸团

实

验

过

程

及

步

骤

1.假设结果；

2.让纸与小球同时从高处丢下；

3.让一张纸揉成团，再把它与另一张纸同时从高处丢下。

实

验

结

果

空气对小球比揉成团的纸的阻力小。

教

师

评

语

签字*年*月*日