工程力学实验.ppt

工程力学实验 上海理工大学 力学实验室 实验安排 绪论----------------------(理论课) 拉、压试验-------------(机测) 扭转试验----------------(机测) 电测原理 ----------------(理论课） E、μ测定----------------(电测) 弯曲正应力测定--------(电测) 空心圆轴主应力测定--(电测) 偏心拉伸-----------------(电测) 基本内容 绪论 机测实验 电测原理 电测实验 第一章 绪 论 工程力学实验三方面内容 基本方法 测量的基本概念 有效数字及运算规则 重大工程背景 Tacoma 大桥破坏 重大工程背景 §1—1 工程力学实验三方面内容 1．测定材料的力学性能 2．验证和发展理论 3．实验应力分析 1.测定材料的力学性能 强度和刚度等性能指标 测定材料的静、动态应力、应变关系 以及强度极限，弹性模量等基本参数 如： ?s 、 ?b 、δ、ψ、E、?等 2.验证和发展理论 工程力学的理论及其公式是在一些简化和假设的基础上得到的，事实上材料性质、构件所受的载荷、边界条件等与假设的理想情况是有差异的 通过实验，可以检验理论的正确性，确定公式适用范围，发现现有理论的不足之处和尚未解决的问题，发展新的理论。 3.实验应力分析 实验应力分析是实验方法确定构件中的应力和变形 虽以有限元法为代表的计算力学有了很大发展，但是有限元计算结果是否正确也需用实验来检验。 应用实验应力分析安全可靠性，合理使用材料，有效地解决许多理论上难以解决的工程实际问题。 § 1—2 基本方法 1.机测法 -----用于测定强度、刚度等。 特点：破坏性试验。 2.电测法 -----用于测定应力、应变。特点：非破坏性试验。 3.光测法 -----用光学原理中的双折射现象进行光学模拟测量。 § 1—3 测量的基本概念 一、定义 测量是一个比较过程。 就是用一个体现计量单位的标准量、去确定另一个未知的被测量。 测量结果，由数值和单位两部分组成。如，0.05m, 100.3kg 等。 一个完整的测量过程包括被测量、标准量、测量方法和测量精度四个方面。被测量结果应具有数值、单位和测量精度三部分。 二、测量分类 1．直接测量。 通过量具或仪器直接得到被测量，相应的被测量称为直接测量量。 2．间接测量。 若被测量是由几个直接测量量经过函数关系式计算得到的，相应的被测量称为间接测量量。有些物理量直接测量起来有困难或难以达到测量精度要求，通常采用这种测量方法。 三、测量系统的三大部分 四、测量系统的静态特性曲线的评价指标 1．线性度 2．灵敏度 3．灵敏限和分辨率 4．滞后 1．线性度 线性度= 2．灵敏度 灵敏度= 3．灵敏限和分辨率 测量系统能够检测到输出所对应的最小输入值Xmin，称为灵敏限 4．滞后 § 1—4 有效数字及运算规则 一、有效数字的规则 1、有效数字的位数与小数点无关，如：72.45、0.7245 2、数字前的0不是有效数字，在后面的是有效数字 如：0.02350、2.350、2.350×106 二、有效数字的运算规则 4舍6入5单双 1、加法 312.7+10.44+0.003= 312.7+10.4+0.0=323.1 2、乘法 6.375 ×0.045 ×20.28= 6.4 ×0.045 ×20=5.76=5.8 6.38 × 0.045×20.3=5.82813=5.8 第二章 机测实验 1、金属材料拉伸、压缩试验 2、金属材料扭转试验 § 2—1 金属材料拉伸、压缩试验 一、拉伸试验 圆形截面试件 根据国标取Lo =10Do 1.低碳钢拉伸 1.弹性阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.颈缩阶段 2.计算公式 3.铸铁拉伸 4.实验步骤 1．测试件（do、Lo）。 2．根据强度和横截面积Ao，估算最大载荷, 选相应量程及配重。 3．开启马达，使油缸上升2cm左右，调零，调好绘图器。 4．安装试件。 5．开始试验。加载缓慢，注意观察载荷变化。 6．试验结束，取下试件。（测L1、D1）。 7．清理实验场地，试验机一切机构复原。 8 ．进行有关计算。 5.数据记录 注：正交测量直径 以最小平均直径计算最小截面积 二、铸铁压缩 三、观察断口形式 1低碳钢拉伸 2铸铁拉伸 3铸铁压缩 1.低碳钢拉伸断口 2.铸铁拉伸断口 3.铸铁压缩