第一章 绪 论 第一节实验在材料力学课程中的地位 在学习材料力学课程时，实验内容占有很重要地位。 实验是建立材料力学理论的基础。正如材料力学的奠基石一虎克定律的发现那样，是 虎克(ROBERT HO0K,1635-1703,英国人)进行了一系列弹簧实验之后才建立起来的 理论。材料力学是一门研究构件承载能力的科学，如果没有原始的实验数据，强度、刚度、 稳定性三大基本问题便无从谈起。比如强度条件≤[可)=f/,如果不用实验方法研究材料 的破坏（失效）极限G,不从反复实践中摸索出安全系数的取值方法，便不能准确合理地 确定许用应力。而且工作应力的计算公式是否正确，也还得通过实验来验证。 材料力学的发展也同样离不开实验。现有理论的并不能解决全部实际问题，而借助实验 方法来进行应力分析，常常是解决问题的有效手段，通过实验应力分析的方法解决了工程中 的难题同时，又促进了材料力学理论的发展。 第二节材料力学实验的基本内容 材料力学实验可分为如下三个方面： 一.测定材料的力学性质 本方面内容为对一些材料常用的、基本的力学性能指标进行实验测定。例如，通过拉伸， 压缩、扭转、冲击、疲劳等试验米测定材料的弹性模量、强度极限、冲击韧度、持久极限等 力学参数。由于这类实验在工程中实用性极强，且实验结果对实验环境、条件、过程存在很 强的依赖性，故国家计量监督部门对每种实验都制定了各自的国家标准。学生在进行这类实 验时，要严格按标准操作，以养成良好的工作习惯。同时，在完成这类实验后，应能够通过 对变形、破坏现象的观察及断口的分析达到对材料的力学性质有一个透彻的了解。 二.验证理论公式 材料力学公式都是建立在一些基本假定上的。假定是对实际问题的抽象与简化。对于真 实受力结构，理论能否正确地反映实际规律，是一个必须要加以验证的问题。通过对实验方 法的学习，学生应对所学的书本知识有一个真实、完整的认识。尤其可以经过对理论解与实 测结果的比较对理论的适用范围及近似解的精度建立一个正确的概念。同时，要使学生认识 到，在应用、研究中的创新过程中，对于通过解析或数值方法得到的新规律，应当使用实验 方法去进行检验
第一章 绪 论 第一节 实验在材料力学课程中的地位 在学习材料力学课程时，实验内容占有很重要地位。 实验是建立材料力学理论的基础。正如材料力学的奠基石——虎克定律的发现那样，是 虎克（ROBERT HOOK，1635—1703，英国人）进行了一系列弹簧实验之后才建立起来的 理论。材料力学是一门研究构件承载能力的科学，如果没有原始的实验数据，强度、刚度、 稳定性三大基本问题便无从谈起。比如强度条件 σ≤[σ]＝σf／n，如果不用实验方法研究材料 的破坏（失效）极限 σf，不从反复实践中摸索出安全系数 n 的取值方法，便不能准确合理地 确定许用应力。而且工作应力的计算公式是否正确，也还得通过实验来验证。 材料力学的发展也同样离不开实验。现有理论的并不能解决全部实际问题，而借助实验 方法来进行应力分析，常常是解决问题的有效手段，通过实验应力分析的方法解决了工程中 的难题同时，又促进了材料力学理论的发展。 第二节 材料力学实验的基本内容 材料力学实验可分为如下三个方面： 一．测定材料的力学性质 本方面内容为对一些材料常用的、基本的力学性能指标进行实验测定。例如，通过拉伸、 压缩、扭转、冲击、疲劳等试验来测定材料的弹性模量、强度极限、冲击韧度、持久极限等 力学参数。由于这类实验在工程中实用性极强，且实验结果对实验环境、条件、过程存在很 强的依赖性，故国家计量监督部门对每种实验都制定了各自的国家标准。学生在进行这类实 验时，要严格按标准操作，以养成良好的工作习惯。同时，在完成这类实验后，应能够通过 对变形、破坏现象的观察及断口的分析达到对材料的力学性质有一个透彻的了解。 二．验证理论公式 材料力学公式都是建立在一些基本假定上的。假定是对实际问题的抽象与简化。对于真 实受力结构，理论能否正确地反映实际规律，是一个必须要加以验证的问题。通过对实验方 法的学习，学生应对所学的书本知识有一个真实、完整的认识。尤其可以经过对理论解与实 测结果的比较对理论的适用范围及近似解的精度建立一个正确的概念。同时，要使学生认识 到，在应用、研究中的创新过程中，对于通过解析或数值方法得到的新规律，应当使用实验 方法去进行检验
三.应力分析实验 工程中许多实际受力问题是复杂多变的，是无法用材料力学甚至更高等的固体力学理论 来直接解决的。使用计算力学方法对其进行数值求解，这一方法的应用日益普遍。但由于计 算模型要对实际问题进行简化，故计算结果的正确性仍须经实验应力分析的方法来验证。此 外，零件设计中的应力集中系数的确定，工程结构在使用时实际应力的测定，也都靠实验应 分析方法来完成，本书中的电测法是实验应力分析方法中最为常用的方法。 本书主要介绍与材料力学理论教学相关的实验，故在基本实验中将全部理论验证性实验 同时又设计成应力分析实验。学生在这类实验的学习中，在验证理论的同时，也学到了非常 实用的方法。 第三节实验须知 为了使实验学习过程高效率地进行，请学生务必清注意下列事项 一.作好实验前准备 1,按照实验要求，认真预习本书，复习有关理论知识，明确实验目的。掌握实验原理，并参 照《材料力学实验报告》，学习实验步骤和方法。 2.对实验机器、仪器、试样及其它装置应了解其工作原理。对操作注意事项要认真予以注意。 3.清楚本次实验中需要记录的数据项目及数据处理方法，尤其是搞清楚报告中用来填写原始 记录的表格。 4.学生可以自行设计实验方案，但应申报给教师，指导教师认可后再加以实施， 5.在实验过程中，认真填写原始记录，完毕后请指导教师签字。 二.遵守实验室制度 1,按课表规定时间准时进入实验室，保持实验室清洁、安静。 2。未经指导教师同意，不得动用实验室机器、仪器等一切设备。 3.做实验时应严格依照指导按规程操作，如发生故障应立即报告，不可擅自处理。 4.实验结束后，将所用设备关电拆线，归置整齐，恢复到用前状态。 三.认真完成实验 1,注意听好教师对实验内容的讲解，认真回答教师对预习情况的抽查和提问。 2.实验时应按照分组秩序，互相配合，轮流操作，以确保每人都学会全部操作。 3.培养敏锐的观察能力，时刻密切注意实验现象及其发展，及时观测并记录每一数据。 4,实验完成后，指导教师对原始记录审阅签字后方可离开
三．应力分析实验 工程中许多实际受力问题是复杂多变的，是无法用材料力学甚至更高等的固体力学理论 来直接解决的。使用计算力学方法对其进行数值求解，这一方法的应用日益普遍。但由于计 算模型要对实际问题进行简化，故计算结果的正确性仍须经实验应力分析的方法来验证。此 外, 零件设计中的应力集中系数的确定，工程结构在使用时实际应力的测定，也都靠实验应 分析方法来完成，本书中的电测法是实验应力分析方法中最为常用的方法。 本书主要介绍与材料力学理论教学相关的实验，故在基本实验中将全部理论验证性实验 同时又设计成应力分析实验。学生在这类实验的学习中，在验证理论的同时，也学到了非常 实用的方法。 第三节 实验须知 为了使实验学习过程高效率地进行，请学生务必清注意下列事项： 一．作好实验前准备 1．按照实验要求，认真预习本书，复习有关理论知识, 明确实验目的。掌握实验原理，并参 照《材料力学实验报告》，学习实验步骤和方法。 2．对实验机器、仪器、试样及其它装置应了解其工作原理。对操作注意事项要认真予以注意。 3．清楚本次实验中需要记录的数据项目及数据处理方法，尤其是搞清楚报告中用来填写原始 记录的表格。 4．学生可以自行设计实验方案，但应申报给教师，指导教师认可后再加以实施。 5．在实验过程中，认真填写原始记录，完毕后请指导教师签字。 二．遵守实验室制度 1．按课表规定时间准时进入实验室，保持实验室清洁、安静。 2．未经指导教师同意，不得动用实验室机器、仪器等一切设备。 3．做实验时应严格依照指导按规程操作，如发生故障应立即报告，不可擅自处理。 4．实验结束后，将所用设备关电拆线，归置整齐，恢复到用前状态。 三．认真完成实验 1．注意听好教师对实验内容的讲解，认真回答教师对预习情况的抽查和提问。 2．实验时应按照分组秩序，互相配合，轮流操作，以确保每人都学会全部操作。 3．培养敏锐的观察能力，时刻密切注意实验现象及其发展，及时观测并记录每一数据。 4．实验完成后，指导教师对原始记录审阅签字后方可离开