材料力学指导手册

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1、《材料力学》实验指导书机械工程系实验中心实验守贝IJ一、实验基本要求1.实验前，必须认真预习实验指导书及教材中的有关内容，熟悉仪器、设备及相关测量器具的工作原则和初步了解操作要求。没有预习实验指导书的学生不得进入实验室。2.实验中对各种数据应会处理，并考虑如何书写实验报告；实验中出现的误差或其它情况应进行分析说明。二、实验须知1.学生应在规定的吋间进入实验室。进入实验室后，注意保持实验室清洁和安静。2.需要接电源的仪器，需经教师同意后，方可接上电源。严格按照操作规程小心操作，用力适当。3.未经指导老师允许不得擅自动用任何设备。仪器有故障时，不得擅口拆修，应立即报告指导老

2、师。4.学生应积极动手操作，并独立完成实验和实验报告。5.实验前认真清点检查实验用品，如有缺失或损坏，及时报告知道老师；实验完毕后，将计量器具和被测工件整理好，并认真填写实验设备使用登记表，经老师检查后方可离开实验室。实验一拉伸实验实验二扭弯组合实验实验三等强度梁实验实验四弯曲正应力实验实验五悬臂梁实验实验六压杆稳定实验实验七电阻应变片的灵敏度系数测定实验一拉伸实验一、实验目的1.测量低碳钢材料的弹性模量E和泊松比“。1.验证弹性阶段胡克定律。2.了解、掌握应变电测法原理及应用。二、实验设备1•材料力学多功能实验台。实验台为框架式结构，其外形结构如图1所示。实验台加载机

3、构采用蜗轮蜗杆手动加载。2.XL2101C程控静态电阻应变仪。2.T4P1称重传感器（量程It）。4•试样（表面沿轴向和横向各对称贴有一组电阻应变片）。5•温度补偿块。1.游标卡尺。三、实验原理及方法该实验采用电测法测量E和“。试样采用矩形截面试样，试样形状及连线方式如应变片连线图所示。在试样中间横截面上，沿前后两面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片r.w2,以测量轴向应变习；再沿横向分别对称的贴一对横向应变片R＜和R』，以测量横向线应变内。实验釆用半桥接线、公共补偿的方法测定E和〃。（1）测定弹性模量E试样单向拉伸时（注意为同轴向应力），材料在弹性范围内，应力和应变

4、遵循胡克定律，应力和应变成正比的关系，即a=Ee（2-1）公式中（7---沿轴向方向的拉应力,MPa;E---材料的弹性模量,GPa;£沿轴向拉方向的线应变。在应力一应变曲线上，弹性模量E由弹性阶段直线率决定，它代表材料抵抗弹性变形的能力。E越大，则产生弹性变形所需的应力越大。工程上常把EA称作杆件材料的抗压（拉）刚度。E是弹性元件选材的重要依据，是力学计算中的一个重耍参量。由式得E=-=-^（2-2）£Ao^式中F—-轴向拉力；A（）-一试样横截截面面积，mm2o只要测得试样所受的轴向拉力F和与之对应的应变£,就可市式(2-2)算出材料的弹性模量。本实验只有在只受轴向

5、力的情况下才能得到正确的测量值，所以应多做儿次实验以便找出正确的单向受力点。(2)测定泊松比“试样轴向拉伸时，产生纵向伸长、横向缩短的变形。实验表明，在弹性范围内，横向应变勺与轴向应变刍之比为一常数，其绝对值称为横向应变系数或泊松比，用“来表示，即“二空(2-3)式中“---泊松比；$试样轴向拉仲时的横向应变；斫试样轴向拉伸时的轴向应变。1.弹性模量E(196〜216),“值为(0.24〜0.3)。2•加载方案在比例极限内进行实验，第一组加载到5007,记录所得实验数据,稳定后第二组加载到800N,记录实验数据，然后比较实验结果。也可在比例极限内分多次加载，如加载顺序为

6、100N、200N、300N、400N、500N…12007。但要注意微小的1必即可使弹性模量E发生很大的变化，以至于实验结果相差太大。1.调整实验装置初始位置，让其处于不受力的状态。2.试样的安装和仪器调整将贴有应变片的试样安装在装置的夹头内根据拉伸实验应变片连线图纸进行接线3.进行实验应变仪所有通道清零，打开软件中拉伸实验窗口，点击开始实验。手动加载至500N,记录在相应软件中，记录并保存实验数据，此数据为第一组数据。然后手动加载至800N,记录在相应软件中，记录并保存实验数据，此数据为第二组数据，并和理论值相比较，计算误差。或者在比例极限内多次加载，如加载顺序为3

7、00N、400N、500N・・・1200N,每加载100N记录一次实验结果。观察实验现象，确定最好的实验结果及单向受力点。1.实验结束卸载、关闭电源、拆线（注意应变片连线易折断，要轻拿轻放）并把连线固定在试样上、整理所有设备、清理实验现场，并将所有仪器设备复原。实验数据经指导教师签字检查。五、注意事项（1）加载不能无限增大，注意试样的受力极限。（2）加载机构应缓慢加载。（3）实验完毕后，应释放加力机构，并将负荷卸载至空载。（4）所有接线柱必须拧紧，否则会影响实验结果。（5）不要随便拉动实验导线或者触碰试样上的应变片，影响实验效果，易折断。