材料力学实验 学院 专业 班级 姓名 西安建筑科技大学力学实验中心 2007年1月
0 材料力学实验 学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 西安建筑科技大学力学实验中心 2007 年 1 月
实验须知 1按时进入实验室,实验进行过程中不得擅自离开;爱护实验室设备和器 2在实验前,应认真习与本次实验有关的内容,包括所使用机器的构造原理,重点掌握实 验原理,写出实验预习报告,在实验中应认真观察、记录实验数据; 3.实验前应带上计算器,铅笔,铋笔或珠笔,三角板和橡皮,以便在实验中使用 4实验准备就绪后,请老检查认可后方能进行实验佥;实佥分组进行,相互配冾合完成实验內 容,注意从仪器上读取测试数据的单位和实验佥报告中要求的计算单位相致; 5材料力学实验报告应认真独立完成,并按老定的时间由班茡委统收齐并在学院教学 版领—份成绩眸空表交到小学实验邨心办公室,实验成绩在该门理论课中占定的比例 6实验完毕,测得的实验数据原始记经指导老检查签字认可后,将实验装置恢复原状, 布置整齐,打扫室内卫生后方可窝开; 7力学实验室对全校学生开放,同学们根据自己的凊况可选故规定的实验项目,或自选枺料 力学实验项目到实验室登记,实验室根据具体青兄给以合理安排 实验报告书写要求 实验报告是实验者交出的实验成果,是对本次实验的总结。实验报告包含下列内容 1实验名称、实验日期、实验者及同组人员的姓名 2.实验目的,实验装置应画出简图;使用机器和仪表的名称、型号、精度、量程等 3.在实验报告中必须有原始数据记录。数据必须注明单位,要注意仪器的精度和有效数 字,一般情况下,仪器的最小刻度代表仪器的精度,在多次测量同物理量时,可取 测量结果的算术平均值作为该物理量的具体值,在材料力学实验中,一般可保留小数 点后两位有效数字; 4.在计算中所用到的公式必须明确列出,并理解公式各符号所代表的意义 5实验报告的最后部分应对实验结果进行分析,并回答思考题。 序言 材料力学是研究物体承载能力的一门学科,这门学科在理论研究过程中,需要与 实验紧密配合。材料力学的许多理论模型和公式是建立在将真实材料,实际结构理想 化的基础上,因此这些结论和公式是否正确,只有通过实验验证才能判定,而理论分 析模型的建立也常常需借助实验来获得。在进行结构设计时,物体的强度,刚度和稳
0 实验须知 1.按时进入实验室，实验进行过程中不得擅自离开；爱护实验室设备和仪器； 2.在实验前，应认真预习与本次实验有关的内容，包括所使用机器的构造原理，重点掌握实 验原理，写出实验预习报告，在实验中应认真观察、记录实验数据； 3.实验前应带上计算器，铅笔，钢笔或圆珠笔，三角板和橡皮，以便在实验中使用； 4.实验准备就绪后，请老师检查认可后方能进行实验；实验分组进行，相互配合完成实验内 容，注意从仪器上读取测试数据的单位和实验报告中要求的计算单位相一致； 5.材料力学实验报告应认真独立完成，并按老师规定的时间由班学委统一收齐并在学院教学 版领一份成绩单空表交到力学实验中心办公室，实验成绩在该门理论课中占一定的比例； 6.实验完毕，测得的实验数据原始记录经指导老师检查签字认可后，将实验装置恢复原状， 布置整齐，打扫室内卫生后方可离开； 7.力学实验室对全校学生开放，同学们根据自己的情况可选做规定的实验项目，或自选材料 力学实验项目到实验室登记，实验室根据具体情况给以合理安排。 实验报告书写要求 实验报告是实验者交出的实验成果，是对本次实验的总结。实验报告包含下列内容： 1.实验名称、实验日期、实验者及同组人员的姓名； 2.实验目的，实验装置应画出简图；使用机器和仪表的名称、型号、精度、量程等； 3.在实验报告中必须有原始数据记录。数据必须注明单位，要注意仪器的精度和有效数 字，一般情况下，仪器的最小刻度代表仪器的精度，在多次测量同一物理量时，可取 测量结果的算术平均值作为该物理量的具体值，在材料力学实验中，一般可保留小数 点后两位有效数字； 4.在计算中所用到的公式必须明确列出，并理解公式各符号所代表的意义； 5.实验报告的最后部分应对实验结果进行分析，并回答思考题。 序 言 材料力学是研究物体承载能力的一门学科，这门学科在理论研究过程中，需要与 实验紧密配合。材料力学的许多理论模型和公式是建立在将真实材料，实际结构理想 化的基础上，因此这些结论和公式是否正确，只有通过实验验证才能判定，而理论分 析模型的建立也常常需借助实验来获得。在进行结构设计时，物体的强度，刚度和稳
定性等力学性能参数,必须由材料力学实验来取得。 在实际工程结构中,有些结构物体的几何形状,荷载和约束条件非常复杂,只有 借助于实验应力分析的方法和电测方法加以实验硏究,为理论设计奠定基础 对于毎位学习这门课程的同学,应掌握材料力学实验的基本原理和方法,对于培 养学生进行科学研究的能力、认真严肃的工作态度、分析问题和解决问题的能力都具 有十分重要的意义 全书由杨耀锋主编,王秀莲编写了§3-2,曹书文、郭雅云校对和绘制部分图片 由于编者水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者批评指正。 目录 第一章:材料力学测试设备和仪器 §1-1电子万能试验机 §1-2微机屏显液压万能材料试验机 §-3微机数控扭转试验机 §1-4机械式扭转试验机 §1-5N-100B型扭转试验机 §-6千分表 257799 §-7球铰式引伸仪 §1-8电子引伸计及其应用 §1-9电阻应变仪及其应用 §1-10测力仪及其应用 第二章:材料机械性能实验 §2-1概述 §2-2压缩实验 §2-3拉伸实验 §2-4拉伸弹性模量(E)的测定实验 §2-5扭转实验 §2-6剪切弹性模量(G)的测定实验 002223578022 第三章:电测应力实验 §3-1梁弯曲正应力电测实验 §3-2弯曲扭转组合变形时的主应力测定 第四章选做实验 §4.1冲击实验 §42偏心受拉实验 §43材料的横向变形系数的测定
1 定性等力学性能参数，必须由材料力学实验来取得。 在实际工程结构中，有些结构物体的几何形状，荷载和约束条件非常复杂，只有 借助于实验应力分析的方法和电测方法加以实验研究，为理论设计奠定基础。 对于每位学习这门课程的同学，应掌握材料力学实验的基本原理和方法，对于培 养学生进行科学研究的能力、认真严肃的工作态度、分析问题和解决问题的能力都具 有十分重要的意义。 全书由杨耀锋主编，王秀莲编写了§3-2，曹书文、郭雅云校对和绘制部分图片。 由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。 编 者 目录 第一章：材料力学测试设备和仪器..................................................................................... 1 §1-1 电子万能试验机................................................................................................ 1 §1-2 微机屏显液压万能材料试验机........................................................................... 2 §1-3 微机数控扭转试验机......................................................................................... 5 §1-4 机械式扭转试验机............................................................................................ 7 §1-5 NJ-100B 型扭转试验机...................................................................................... 7 §1-6 千分表.............................................................................................................. 9 §1-7 球铰式引伸仪..................................................................................................... 9 §1-8 电子引伸计及其应用........................................................................................10 §1-9 电阻应变仪及其应用........................................................................................10 §1-10 测力仪及其应用...............................................................................................12 第二章：材料机械性能实验 ..............................................................................................12 §2-1 概述................................................................................................................12 §2-2 压缩实验.........................................................................................................13 §2-3 拉伸实验.........................................................................................................15 §2-4 拉伸弹性模量（E）的测定实验........................................................................17 §2-5 扭转实验.........................................................................................................18 §2-6 剪切弹性模量（G）的测定实验.......................................................................20 第三章：电测应力实验 .....................................................................................................21 §3-1 梁弯曲正应力电测实验....................................................................................21 §3-2 弯曲扭转组合变形时的主应力测定......................................................................23 第四章 选做实验.........................................................................................................24 §4.1 冲击实验............................................................................................................24 §4.2 偏心受拉实验.....................................................................................................26 §4.3 材料的横向变形系数的测定................................................................................27
§44压杆稳定临界力测定 4.5疲劳示范实
2 §4.4 压杆稳定临界力测定...........................................................................................27 §4..5 疲劳示范实验....................................................................................................29
第一章:材料力学测试设备和仪器 §1-1电子万能试验机 材料试验机是对试件或模型施加载荷的专用设备。试验机按施加载荷的性质可分为静载 试验机和动载试验机。按施加载荷的形式又可分为拉力、压力、扭转等材料试验机。如果 台试验机可以兼做拉力、压力、弯曲等多种试验,则称为万能材料试验机。图1-1为电子万 能试验机的简图 1.11主机构造原理 主机的结构组成主要有负荷机架、传动系统、夹持系统与位置保护装置。负荷机架由四 立柱支承上横梁与工作台板构成门式框架,两丝杠穿过动横梁两端并安装在上横梁与工作台 板之间。工作台板由两个支脚支承在底板上,且机械传动减速器也固定在工作台板上。工作 时,伺服电机驱动机械传动諴速器,进而带动丝杠传动,驱使动横梁上下移动。试验过程中 力在门式负荷框架内得到平衡。电子万能试验机的传动丝杠是采用带有消隙结构的滚珠丝杠, 负荷传感器安装在动横梁上,万向连轴节及一只拉伸夹具安装在负荷传感器上,另一只夹具 安装在上横梁上。如果做压缩或弯曲等试验时在下空间进行。安装好试件后,通过主控计算 机启动横梁驱动系统及测量系统即可完成全部试验了 1.12操作方法 1.打开计算机电源,双击桌面上的 Test Expert”图标启动试验程序。 2.打开控制器电源后方可点击“联机”按 钮,连上机后点击“启动”按钮 3.点击采单中的“文件”→点击选择工作 目录→选择相应的存储路径 4.在条件菜单里选择本次试验所用的试验 条件(所有试验条件以“.C0N”作为扩展名) 可以直接使用默认的试验条件,也可以按照试 验要求修改试验条件。点击左上角“条件C”, 点击“条件读盘”,选择相同试验名称的文件 点击“打开”,在文件名内可输入自己的试验 图1-1电子万能试验机 文件名如“拉伸试验”等,根据提示可选择相应的条件,点击上行的“计算项目”,选择需 要测试和计算的项目后通过点击“》”选填到右面,点击“试验参数输入”输入试件数量 直径和标距等,如果需要改变弹性段两点的位置,单击右边的“弹性模量”后可在左下角改 动。“控制参数”、“数据采集”、“设备参数”一般不要改动。设置完成后点击“确定” 此时设置的条件按试验名已存盘。 5.使用手动控制盒的升、降按钮慢速移动横梁到合适位置停机,以便夹持试样。将配套的 夹具安装好后,安装试件,如要测量弹性模量时将引伸计安装在试件的中部。如做压缩试验 时,先将压缩试件安装接触好,但不要加上压力 6.确保已设置好试验条件,试样已安装好,各通道清零(在各通道的数显表头上点击鼠标 右键,出一个快捷菜单,点“清零”即可),试验中途需要改变试验速度时用鼠标右击右上
1 第一章：材料力学测试设备和仪器 §1-1 电子万能试验机 材料试验机是对试件或模型施加载荷的专用设备。试验机按施加载荷的性质可分为静载 试验机和动载试验机。按施加载荷的形式又可分为拉力、压力、扭转等材料试验机。如果一 台试验机可以兼做拉力、压力、弯曲等多种试验，则称为万能材料试验机。图 1-1 为电子万 能试验机的简图。 1.1.1 主机构造原理 主机的结构组成主要有负荷机架、传动系统、夹持系统与位置保护装置。负荷机架由四 立柱支承上横梁与工作台板构成门式框架，两丝杠穿过动横梁两端并安装在上横梁与工作台 板之间。工作台板由两个支脚支承在底板上，且机械传动减速器也固定在工作台板上。工作 时，伺服电机驱动机械传动减速器，进而带动丝杠传动，驱使动横梁上下移动。试验过程中， 力在门式负荷框架内得到平衡。电子万能试验机的传动丝杠是采用带有消隙结构的滚珠丝杠， 负荷传感器安装在动横梁上，万向连轴节及一只拉伸夹具安装在负荷传感器上，另一只夹具 安装在上横梁上。如果做压缩或弯曲等试验时在下空间进行。安装好试件后，通过主控计算 机启动横梁驱动系统及测量系统即可完成全部试验了。 1.1.2 操作方法 1．打开计算机电源，双击桌面上的 “TestExpert”图标启动试验程序。 2．打开控制器电源后方可点击“联机”按 钮，连上机后点击“启动”按钮。 3．点击采单中的“文件”→点击选择工作 目录→选择相应的存储路径。 4．在条件菜单里选择本次试验所用的试验 条件(所有试验条件以“.CON”作为扩展名), 可以直接使用默认的试验条件,也可以按照试 验要求修改试验条件。点击左上角“条件C”， 点击“条件读盘”，选择相同试验名称的文件， 点击“打开”，在文件名内可输入自己的试验 图1-1 电子万能试验机 文件名如“拉伸试验”等，根据提示可选择相应的条件，点击上行的“计算项目”，选择需 要测试和计算的项目后通过点击“》”选填到右面，点击“试验参数输入”输入试件数量、 直径和标距等，如果需要改变弹性段两点的位置，单击右边的“弹性模量”后可在左下角改 动。“控制参数”、“数据采集”、“设备参数”一般不要改动。设置完成后点击“确定”， 此时设置的条件按试验名已存盘。 5．使用手动控制盒的升、降按钮慢速移动横梁到合适位置停机,以便夹持试样。将配套的 夹具安装好后，安装试件，如要测量弹性模量时将引伸计安装在试件的中部。如做压缩试验 时，先将压缩试件安装接触好，但不要加上压力。 6．确保已设置好试验条件,试样已安装好，各通道清零（在各通道的数显表头上点击鼠标 右键，出一个快捷菜单，点“清零”即可），试验中途需要改变试验速度时用鼠标右击右上