南林￡集孝院 材料力学实验指导书 级: 班姓学 名 号: 指导教师 土木学院力学实验室 二00六年十月
- 1 - 64 材料力学实验指导书 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 土木学院力学实验室 二 00 六年十月
目 录 前言 实验一金属拉伸试验 实验二金属压缩试验. 169 实验三金属扭转试验 实验四测定弹性模量E 12 电测应力分析 15 实验五纯弯曲梁正应力的测定 19 实验六弯扭组合变形主应力的测定 附录一万能材料试验机简介 28 附录二扭转试验机简介 33 附录三WJ-3KN型拉伸测E值测试仪 附录四材料力学实验装置 7 附录五DH3818静态电阻应变仪 附录六常用工程材料的力学性质和物理性质
- 2 - 64 目 录 前言 实验一金属拉伸试验 .................................................................... 1 实验二 金属压缩试验 .................................................................. 6 实验三 金属扭转试验 .................................................................. 9 实验四 测定弹性模量 E............................................................. 12 电测应力分析 .............................................................................. 15 实验五 纯弯曲梁正应力的测定 ................................................ 19 实验六 弯扭组合变形主应力的测定 ........................................ 23 附录一 万能材料试验机简介 .................................................... 28 附录二 扭转试验机简介 ............................................................ 33 附录三 WJ-3KN 型拉伸测 E 值测试仪 .................................... 36 附录四 材料力学实验装置 ........................................................ 37 附录五 DH3818 静态电阻应变仪............................................. 38 附录六 常用工程材料的力学性质和物理性质
前言 材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分,是理论研究和解决工程实际 问题的手段。材料力学的基本任务是对各类型的构件作强度,刚度及稳定的计算 和分析(包括用实验方法)。这些计算和分析是工程技术人员在保证安全和最经济 的使用材料前提下,为构建选择材料和尺寸的必要基础 材料力学实验包括以下三方面的内容: 研究和检验材料的力学性能(机械性能),就是材料必 须具有的抵抗外力作用而不超过允许变形或不破坏的能力,这种能力表现为材料 的强度、刚度、韧性、弹性及塑性等。 第二、验证材料力学的理论和定律,材料力学的理论,往往到一定的简单假 设为基础,这些假设多来自实验观察,而所建立的理论的正确性也必须经过实验 的检验,因此验证理论的正确性也是材料力学实验的重要内容之 第三、实验应力分析,即采用电测法,初步掌握电测法的基本原理和方法, 验证梁弯曲时正应力的分布和电测主应力实验学习用电测法定平面应力状态下的 主应力大小和方向 根据生产实际的需要和课程的特点安排了一些典型的实验项目,以期达到开 发学生智力、分析问题和解决实际的能力 材料力学实验包括学习实验原理、方法和技术、机器设备的原理和使用方法 材料力学性能测定,验证材料力学理论和实验应力分析。结合不同实验,让学生 亲自动手,学会运用不同的设备,以培养学生的实验能力,为以后从事实际工作 和科学研究打下坚实的基础
- 3 - 64 前言 材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分，是理论研究和解决工程实际 问题的手段。材料力学的基本任务是对各类型的构件作强度，刚度及稳定的计算 和分析（包括用实验方法）。这些计算和分析是工程技术人员在保证安全和最经济 的使用材料前提下，为构建选择材料和尺寸的必要基础。 材料力学实验包括以下三方面的内容： 第一、 研究和检验材料的力学性能（机械性能），就是材料必 须具有的抵抗外力作用而不超过允许变形或不破坏的能力，这种能力表现为材料 的强度、刚度、韧性、弹性及塑性等。 第二、验证材料力学的理论和定律，材料力学的理论，往往到一定的简单假 设为基础，这些假设多来自实验观察，而所建立的理论的正确性也必须经过实验 的检验，因此验证理论的正确性也是材料力学实验的重要内容之一。 第三、实验应力分析，即采用电测法，初步掌握电测法的基本原理和方法， 验证梁弯曲时正应力的分布和电测主应力实验学习用电测法定平面应力状态下的 主应力大小和方向。 根据生产实际的需要和课程的特点安排了一些典型的实验项目，以期达到开 发学生智力、分析问题和解决实际的能力。 材料力学实验包括学习实验原理、方法和技术、机器设备的原理和使用方法。 材料力学性能测定，验证材料力学理论和实验应力分析。结合不同实验，让学生 亲自动手，学会运用不同的设备，以培养学生的实验能力，为以后从事实际工作 和科学研究打下坚实的基础
实验规则 每次实验前要做好准备,必须做到: 复习有关理论知识 2、阅读实验指导书,基本上了解实验目的,内容、程序及有关仪器设备的主要原 理和使用方法 实验前指导教师按上述要求,检查学生准备情况,不合格者不得参加实验 按照实验课程表所指定的时间,准时进入实验室,不得迟到早退 三、以小组为单位,在老师的指导下进行实验 1、实验小组长负责保管所有用具,组织分工,按实验步骤操作规程进行实验 小组成员要有分工,并要互相配合,认真地进行实验,不得独自的无目的地随 意动作,以保证实验正常进行 四 严格遵守操作规程,爱护实验设备。 对仪器设备的使用方法不清楚时,应向指导教师提出询问,避免造成设备损坏。 1234 按规定的实验步骤进行实验,不得随意改变实验方法和步骤 对所用仪器,工具要注意保持整洁,不得随意乱丢 实验中遇到异常情况或仪器损坏,小组长应立即报告指导教师进行处理,不得 使用非指定仪器。 五、实验准备完毕请指导老师检査允许后方可开动机器进行实验 六、遵守课堂纪律,保持实验室内安静和清洁实验完必要整理机器、工具、桌椅, 按规定位置摆放好。 七、实验数据要有指导教师检查后,学生才可离开实验室。 按规定时间提交实验报告,报告要独立完成,书写工整,计算、图 表等要清晰整齐
- 4 - 64 实验规则 一、 每次实验前要做好准备，必须做到： 1、 复习有关理论知识。 2、 阅读实验指导书，基本上了解实验目的，内容、程序及有关仪器设备的主要原 理和使用方法。 3、 实验前指导教师按上述要求，检查学生准备情况，不合格者不得参加实验。 二、 按照实验课程表所指定的时间，准时进入实验室，不得迟到早退。 三、 以小组为单位，在老师的指导下进行实验。 1、 实验小组长负责保管所有用具，组织分工，按实验步骤操作规程进行实验。 2、 小组成员要有分工，并要互相配合，认真地进行实验，不得独自的无目的地随 意动作，以保证实验正常进行。 四、 严格遵守操作规程，爱护实验设备。 1、 对仪器设备的使用方法不清楚时，应向指导教师提出询问，避免造成设备损坏。 2、 按规定的实验步骤进行实验，不得随意改变实验方法和步骤。 3、 对所用仪器，工具要注意保持整洁，不得随意乱丢。 4、 实验中遇到异常情况或仪器损坏，小组长应立即报告指导教师进行处理，不得 使用非指定仪器。 五、 实验准备完毕请指导老师检查允许后方可开动机器进行实验 六、 遵守课堂纪律，保持实验室内安静和清洁实验完必要整理机器、工具、桌椅， 按规定位置摆放好。 七、 实验数据要有指导教师检查后，学生才可离开实验室。 按规定时间提交实验报告，报告要独立完成，书写工整，计算、图 表等要清晰整齐
实验一金属拉伸试验 拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验 金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率ψ和冲击韧度 αk五个指标来表示。它是机构设计的主要依据。在机构制造和建筑工程等许多领域,有许多 机械零件或建筑构件是处于受拉状态,为了保证构件能够正常工作,必须使材料具有足够的 抗泣强度,这就需要测定材料的性能指标是否符台要求,其测定方法就是对材料进行拉伸试 验,因此,金属材料的拉伸试验及测得的性能指标,是硏究金属材料各种使用条件下,确定 其工作可靠性的主要工具之一,是发展新金属材料不可缺少的重要手段,所以拉伸试验是测 定材料力学性能的一个基本试验。 一、实验目的 1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标:屈服极限σs、强度极限σb、延伸 率δ、断面收缩率ψ。铸铁的σb 2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象,绘制拉伸图(P一ΔL图)由此了解试件变 形过程中变形随荷载变化规律,以及有关的一些物理现象 3、观察断口,比较低碳锕和铸铁两种材料的拉伸性能。 4、了解拉仲试验原理和方法,掌握万能材料试验机的操作要领、锻炼实验技能。 二、试验设备仪器及量具 液压万能材料试验机,划线台,游标卡尺:小直尺 三、试件 金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较,试件形状尺寸必 须按国家桶准GB228—76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标 准试件时,应按规定做成比例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于 板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和直径之比,长试件为Lo/do=10, 以δ10表示,短试件为Lo/do=5以δs表示。矩形试件截面面积Ao和标距Lo之间关系应为 L0=1135或l=5654 试件两端为夹持部分,因夹具类形不同,圆形试件端部可做成圆柱形,阶梯形或螺纹形 如图1
1 1 实验一金属拉伸试验 拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。 金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧度 αk 五个指标来表示。它是机构设计的主要依据。在机构制造和建筑工程等许多领域，有许多 机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的 抗泣强度，这就需要测定材料的性能指标是否符台要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试 验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料各种使用条件下，确定 其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测 定材料力学性能的一个基本试验。 一、实验目的 1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸 率δ、断面收缩率Ψ。铸铁的σb 。 2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL 图)由此了解试件变 形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。 3、观察断口，比较低碳锕和铸铁两种材料的拉伸性能。 4、了解拉仲试验原理和方法，掌握万能材料试验机的操作要领、锻炼实验技能。 二、试验设备仪器及量具 液压万能材料试验机，划线台，游标卡尺；小直尺。 三、试件 金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必 须按国家桶准 GB228—76 的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标 准试件时，应按规定做成比例试件。图 1 为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于 板材可制成矩形截面。园形试件标距 L。和直径之比，长试件为 Lo／do＝10， 以δ10 表示，短试件为 Lo／do=5 以δs 表示。矩形试件截面面积 Ao 和标距 Lo 之间关系应为 0 3 0 L =11. A 或 0 65 0 L = 5. A 试件两端为夹持部分，因夹具类形不同，圆形试件端部可做成圆柱形，阶梯形或螺纹形 如图 1