《工程力学》课程实验教学大纲供参习.doc

《工程力学》课程实验教学大纲 课程代码： 04203 课程名称：工程力学 英文名称： Civil engineering mechanics 课程总学时：70 （其中理论课56 学时，实验 6 学时） 学 分： 4 课程类别： 必修 课程性质：专业基础课 先修课程： 高等数学 面向专业：给水 暖通 开课单位： 建筑工程系 一、实验教学的性质地位和任务 《工程力学》是市政工程专业给排水方向和建筑设备技术专业的主要技术基础课，而工程力学实验是工程力学课程的重要组成部分，其目的是使学生学到测定材料力学性质的实验的基本知识、基本技能和基本方法；了解实验应力分析的基本概念；初步掌握验证材料力学理论的方法，并通过实验理解理论、深化理论；培养学生的动手能力、观察能力、分析能力和综合归纳能力；培养学生严肃认真、实事求是的精神和良好的学习习惯。要求学生 奢珠指导下自行完成操作、测试、记录、绘图和实验报告的整理工作。 实验内容与要求 项目一、拉伸、压缩实验 （1）实验目标 1、测定低碳钢拉伸时的屈服强度δS、抗拉强度δb、伸长率和断面收缩率δ； 2、观察低碳钢拉伸过程中的各种变形现象，并绘制拉伸图（F－Δｌ曲线）； 3、测定铸铁的抗拉强度δb; 4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏并进行比较。 （2）具体内容 1、根据屈服荷载Ps和最大荷载Pb计算屈服极限σs和强度极限σb 2、根据试件前后标距的长度及横截面面积计算延伸率δ和面积收缩率ψ。 3、根据试验记录，计算出低碳钢的屈服极限σs （3）主要仪器设备与工具 设备：30吨万能材料试验机，刻线机。 工具量具：扳手、榔头、螺丝刀、洋冲、绘图笔、游标卡尺、钢板尺、 材料：低碳钢和铸铁拉伸与压缩试样各一根 项目二、弹性模量E的测定 （1）实验目标 1、观察在比例极限以内，力和变形的正比例关系。验证弹性变形正比例定律； 2、测定低碳钢的弹性模量E； 3、学会使用蝶式引伸仪。 （2）具体内容 1、测定钢材的弹性模量时，一般采用在比例极限内的拉伸试验。 2、已知胡克定律的关系式为：△L0=PL/EA0 3、为了验证力和变形的线性关系，一般采用增量法逐级加载，也就是分几次来逐渐加载。而不是一次就将荷载加至最终数值。如各次增加相同的拉力△P0.相应的引伸仪标距为L0.取各次长度增加量的平均值为δ，则由胡克定律关系式即可计算出弹性模量： E=△P0L0/δA0 （3）主要仪器设备与工具 1、万能材料试验机； 2、蝶式引伸仪； 3、游标卡尺 项目三、扭转实验 实验目标 1、测定低碳钢的剪切弹性模量，并验证扭转胡克定理； 2、测定低碳钢的扭转屈服强度τs、抗扭强度τb、铸铁的抗扭强度τb； 3、观察低碳钢与铸铁扭转时的变形和破坏现象。 （2）具体内容 1、测量试件直径（与拉伸试验相同） 2、将试件一端装于试验机与摆锤相连的夹头中，调整示力盘至零点； 3、夹紧另一端，调好自动绘图装置，开始对试件逐渐均匀地施加扭转外力偶距，读出屈服点负荷，然后电动，直至试件破坏为止，记下最大负荷； 4、将机器恢复原位，并把工具、试件放回原处。 （3）主要仪器设备与工具 1、 设备：NJ－100B扭转试验机，百分表扭角仪。 2、工具量具：活扳手、内六方扳手、游标卡尺。 项目四、电测梁的正应力实验 实验目标 1、测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的分布规律并与理论值比较； 2、了解电测法基本原理和电阻应变仪的使用。 （2）具体内容 1、预习静态电阻应变仪与调平衡箱的使用说明； 2、将已贴好的测量片和补偿片的引出导线接在预调平衡箱接线柱上，按电阻应变仪多点测量时的操作步骤做好测量前的准备工作； 3、加载至最大荷载，然后卸载，检查应变仪是否处于正常状态。 4、正式测量，逐级加砝码，在应变仪上分别读出五个点的应变大小记录，最后卸载； 5、使仪器恢复到正常状态。 （3）主要仪器设备与工具 1、纯弯曲试验装置 2、CM—100型静态数字应变仪 项目五、疲劳演示实验 （1） 实验目标 1、了解纯弯曲疲劳试验机 2、介绍测定金属材料持久极限的方法 （2） 主要仪器设备与工具 设备： 纯弯曲式疲劳试验机 材料：碳钢圆截面试样一根ｄ＝8mm、ｌ＝140mm 三、学时分配 序 号 实验项目名称 时数 实验 要求 实验 类型 所在实验室 1 拉伸、压缩实验 2 必做 基础 力学实验室 2 弹性模量E的测定 1 演示 基础 力学实验室 3 扭转实验 0.5 演示 基础 力学实验室 4 电测梁的正应力实验 2 必做 基础 力学实验室 5 疲劳演示实验 0.5 演示 基础 力学实验室 总