工程力学实验指导书.docVIP

PAGE

PAGE32

工程力学实验指导书

湖南科技学院土木工程与建设管理系

2008.12

力学实验规则及要求

作好实验前的准备工作

（1）按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。

（2）对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。

（3）必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。

严格遵守实验室的规章制度

（1）课程规定的时间准时进入实验室。保持实验室整洁、安静。

（2）未经许可，不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。

（3）作实验时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。

（4）实验结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。

认真做好实验

（1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实验内容的讲解。

（2）实验时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实验步骤、方法逐步进行。

（3）实验过程中，要密切注意观察实验现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。

实验报告的一般要求

实验报告是对所完成的实验结果整理成书面形式的综合资料。通过实验报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实验结果。因此，要求学习者在自己动手完成实验的基础上，用自己的语言扼要地叙述实验目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实验结果、问题讨论等内容，独立地写出实验报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录

实验一金属材料的拉伸实验1

实验二金属材料的压缩实验5

实验三纯弯曲梁的正应力实验8

实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定11

实验五材料弹性模量E、泊松比μ的测定16

实验六偏心拉伸实验21

实验七压杆稳定实验24

实验八电阻应变片灵敏系数标定27

实验九等强度梁实验30

实验一金属材料的拉伸实验

一、实验目的

1．观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。

2．测定低碳钢的?s、?b、?、?和灰铸铁的?b。

3．比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。

二、实验仪器和设备

1．600KN微机屏显式液压万能试验机；

2．游标卡尺。

三、试件

实验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响，为了使各种材料的试验结果具有通用性、可比性，必须将试件尺寸、形状和试验方法统一规定，使试验标准化。本实验所用的试件参照国家标准《力学性能试验取样位置和试样制备》（GB/T2975-1998）制备；实验方法参照国家标准《金属材料室温拉伸试验方法》（GB/T228-2002）进行。

试件形状如图1-1：

标距L0

标距L0

L

d0

图1-1

L—平行长度，L≥L0＋d0；

L0—试件平行长度部分两条刻线间的距离，称为原始标距；

d0—平行长度部分之原始直径。

圆形比例试件分两种：

L0=10d0，称为长试件；

L0=5d0，称为短试件。

本实验试件采用d0=10mm，L0=100mm的长试件。

四、实验原理

(一)低碳钢拉伸实验

材料的机械性能指标?s、?b、?和?由常温、静载下的轴向拉伸破坏试验测定。整个试验过程中，力与变形的关系可由拉伸图表示，被测材料试件的拉伸图由试验机自动记录显示。低碳钢的拉伸图比较典型，可分为四个阶段：

1．直线阶段0A——此阶段拉力与变形成正比，所以也称为线弹性变形阶段，A点对应的载荷为比例极限载荷Fp

2．屈服阶段BC——曲线常呈锯齿形，此阶段拉力的变化不大，但变形迅速增加，此段内曲线上的最高点称为上屈服点B，，最低点称为下屈服点B，因下屈服点B比较稳定，工程上一般以B点对应的力值作为屈服载荷Fs；

3．强化阶段CD——此阶段拉力增加变形也继续增加，但它们不再是线性关系，其最高点D对应的力值为最大载荷Fb；

4．颈缩阶段DE——过了D点，试件开始出现局部收缩（颈缩），直至试件被拉断。

图1-2为低碳钢拉伸图。

Fb

Fb不bbbbb

Fs

Fp

0

ΔL

A

B′

D

E

B

F

F

ΔL

C

Fb不bbbbb

F

图1-2图1-3

（二）灰铸铁拉伸实验

对于灰铸铁，由于拉伸时的塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂，没有明显的屈服和颈缩现象，其强度极限即为试件断裂时的名义应力。图1-3为铸铁拉伸图。

五、实验步骤

（一）实验准备

1．打开计算机，双击计算机桌面上的TestExpert图标，试验软件启动。

2．打开控制系统电源，系统进行自检后自动进