河科大现用实验指导书(正文)工程力学

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1、-45-工程力学实验报告学院班级学号姓名-45-第一章绪论§1-1材料力学实验的目的材料力学实验是材料力学教学过程中的重要环节之一。材料的力学性质（机械性质）测定，材料力学的假设和理论公式的验证，都依赖于材料力学实验；另一方面，实际工程中有许多构件的形状和受力情况较为复杂，应力、应变的准确数值难以通过理论计算得到，也需要利用实验手段来解决。材料力学的发展历史就是理论和实验两者最好的融合，例如材料力学中应力应变的线性关系就是胡克（RobertHooke，英国物理学家）于1668年到1678年间做了一系列的实验之后建立起来的，法国科学家泊松（Simeon-DenisPoisso

2、n）在1829年从理论上和试验中证明了各向同性弹性杆在受到轴向拉力作用时，横向收缩应变与纵向伸长应变之比是一常数。第一位用实验来研究结构材料强度的是达·芬奇（意大利文艺复兴时期的艺术家、科学家），他作过各种不同长度铁丝的强度试验，同时也做过梁的弯曲实验。无数事实证明了谁想致力于科学研究并取得成就，谁就必须亲自动手做实验。材料力学实验包括以下三个方面内容：一、验证理论性的实验材料力学中的一些公式都是在简化和假设的基础上推导的，是否准确、可靠，必须通过实验对根据假设推导的公式加以验证，才能确定公式的使用范围和条件。本书中介绍的金属材料弹性常数、、的测量，纯弯梁的正应力分布，压杆

3、稳定的临界压力等均属于这类试验。二、材料的力学性质（机械性质）测量材料力学公式只能算出在外载荷作用下构件内应力的大小和杆件中某点的位移，为了建立强度条件必须知道材料的强度、塑性等指标，这就需要作拉伸与压缩试验、扭转试验、冲击和疲劳试验，来测定反映该材料力学性质的屈服极限、强度极限、延伸率、持久极限、冲击韧性等力学参数，这些参数是工程技术人员设计计算构件的基本依据。三、应力应变分析试验-45-工程中很多实际构件的受力情况，无法用材料力学公式进行计算，虽然现在可以用有限元法进行计算，但计算结果的精确性、可靠性如何，也要通过实验应力分析加以验证。本书中的主应力电测试验就属于最基本

4、的试验，其余的如光弹性法、云纹法、散斑法亦属于此类，限于实验条件和篇幅，本书仅介绍主应力电测试验。通过材料力学实验课这一环节，可以使学生们了解和基本掌握常用试验机器、仪器的工作原理和操作方法，学会测定材料的力学性质，观察受力全过程的变形破坏现象，验证课本讲述的理论公式，学会正确分析处理试验数据和试验结果，初步培养学生的动手能力和科学习惯。以上这些就是材料力学实验课的目的。-45-§1-2实验过程中的注意事项和实验须知一、注意事项首先应分成小组，每小组一般为4人左右。材料力学实验不同于课堂教学，载荷要求较大，如金属材料的拉伸与压缩破坏实验，载荷可达几十千牛甚至几百千牛，因此加

5、力设备较大，然而变形却较小，且进行试验时力与变形同时产生同时测量，这就需要几个同学相互配合才能完成。第二，进行加载试验时应注意加载速度应缓慢均匀并防止冲击，应根据试件所能承受的最大载荷选择适当的量程，尽可能使最大载荷介于机器的50%～90%，以保证机器的灵敏度并防止过载。第三，试验中要注意细心观察试验现象和认真记录试验数据，要记录日期、实验仪器、设备、试件尺寸等，并保持记录的整洁。试验完成后要及时整理数据，按要求认真填写实验报告，实验报告中一般包括试验目的、试验原理及公式、实验布置简图、使用机器、仪器名称、试验数据、计算结果及分析讨论等。实验报告要求数据合理准确，要注意各物

6、理量的量纲及有效数字，例如试件直径d的测量值为9.98mm，则横截面积A=πd2/4=78.19mm2。二、实验须知1.实验课前必须认真预习，明确实验目的、内容、原理和方法。了解实验设备的基本构造、工作原理和使用方法。2.要按指定的时间进行实验，不得迟到、早退。3.实验分小组进行。由课代表根据教师的要求分组，并指定组长。实验时要有指挥，有分工，做到相互协调、有条不紊。4.要遵守实验室的规章制度，爱护实验室的设备，非指定使用的仪器设备。不得任意动用。5.实验过程中，如仪器设备发生故障，应立即向指导教师报告，以便及时排除故障，保证实验的正常进行。6.实验完毕后，要关闭电源，整理

7、好使用过的仪器设备和工具，清扫实验场地。要将实验原始记录交指导教师审阅，经同意后方可离开实验室。7.要认真做好并按时完成实验报告，要求字迹工整，书写规范，不允许抄袭。-45-第二章材料力学的基本实验§2-1实验一参观、操作实验一、实验目的1.观察典型金属材料低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在受到不同的载荷（拉伸、压缩、扭转、剪切、冲击、纯变疲劳等）时的变形情况和破坏断口，并进行对比；2.通过观察低碳钢在受到载荷时的变形，建立起零部件受力后失效的概念以取代传统的破坏概念；3.了解万能材料试验机的结构和工作原理，熟