材料力學(xué)實驗課件(黃2010119修改)

《材料力學(xué)》實驗桂林理工大學(xué)制作：黃英娣2009年10月材料力學(xué)的實驗內(nèi)容

材料力學(xué)實驗是《工程力學(xué)》教學(xué)中的一個重要的環(huán)節(jié)。材料力學(xué)實驗一般可以分為以下三類:

1、材料力學(xué)性能的測定材料的力學(xué)性能是指在力或能的作用下，材料在變形、強(qiáng)度等方面表現(xiàn)出的一些特性，如彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限、彈性模量、疲勞極限等。這些強(qiáng)度指標(biāo)或參數(shù)都是構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計算的依據(jù)，而它們一般要通過實驗來測定。

材料力學(xué)的實驗內(nèi)容

2、驗證已建立的理論材料力學(xué)的一些理論是以某些假設(shè)為基礎(chǔ)的，用實驗驗證這些理論的正確性和適用范圍，有助于加深對理論知識的認(rèn)識和理解。實驗是驗證、修正和發(fā)展理論的必要手段。

3、應(yīng)力分析實驗在構(gòu)件幾何形狀不規(guī)則或受力復(fù)雜等情況下，應(yīng)力計算沒有適用的理論公式。那么就需要用電測、光彈性等實驗應(yīng)力分析方法直接測定構(gòu)件的應(yīng)力。材料力學(xué)的實驗方法1、對破壞性試驗：考慮到材料質(zhì)地的不均勻性，應(yīng)采用多根試樣，然后綜合多根試樣的結(jié)果，得出材料的性能指標(biāo)。2、對非破壞性試驗：如構(gòu)件的變形測量，為減小測量系統(tǒng)人為的誤差，一般也要多次重復(fù)進(jìn)行，然后綜合多次測量的數(shù)據(jù)得到所需結(jié)果。3、實驗應(yīng)力分析：要根據(jù)試驗?zāi)康暮蛯υ囼灳鹊囊?，采用合適的實驗應(yīng)力分析方法。如需了解構(gòu)件某一局部的應(yīng)力分布，電測法比較合適;了解構(gòu)件的整體應(yīng)力分布，光彈性法較適宜。材料力學(xué)實驗要求1、明確實驗?zāi)康?、原理、步驟及數(shù)據(jù)處理方法。2、選擇合適的機(jī)器和儀器類型、量程等，學(xué)會擬定加載方案。3、實驗小組成員分工明確，互助協(xié)調(diào)，統(tǒng)一指揮。4、試驗者須嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍地進(jìn)行試驗。試驗完畢，檢查數(shù)據(jù)是否齊全，填寫儀器設(shè)備使用登記本，將儀器歸還原處。材料力學(xué)實驗要求

5、實驗報告：實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗日期，實驗小組名單；儀器設(shè)備名稱、量程、精度等。繪實驗裝置簡圖；實驗數(shù)據(jù)填入記錄表格內(nèi)，注明單位，表格整潔，書寫清晰。數(shù)據(jù)整理時使用國際單位制。注意有效數(shù)字的運算法則。工程上一般取3～4位有效數(shù)字；用圖表或曲線來表達(dá)試驗的結(jié)果，完成報告后面的思考題。一、拉伸試驗二、壓縮試驗三、扭轉(zhuǎn)試驗四、拉伸時材料彈性模量和泊松比的測定五、剪切彈性模量G的測定六、直梁的彎曲正應(yīng)力實驗七、薄壁圓筒的彎扭組合變形八、偏心拉伸實驗九、沖擊試驗十、膠結(jié)疊合梁的實驗實驗項目拉伸試驗

一、目的

1、測定低碳鋼的屈服極限σs、強(qiáng)度極限σb、延伸率δ和斷面收縮率ψ；

2、測定鑄鐵的強(qiáng)度極限σb；

3、觀察拉伸過程中的各種現(xiàn)象（屈服、強(qiáng)化、頸縮、斷裂特征等），并繪制拉伸圖（P－ΔL曲線）；

4、比較塑性材料和脆性材料力學(xué)性質(zhì)特點。

二、儀器設(shè)備

1、液壓式萬能試驗機(jī)或電子萬能試驗機(jī)

2、游標(biāo)卡尺電子萬能試驗機(jī)電子萬能試驗機(jī)由上橫梁，活動橫梁、工作臺、滾珠絲杠及立柱組成。上橫梁與活動橫梁之間，裝有上夾頭和下夾頭，試驗時，上夾頭不動，下夾頭向下運動，試件受到拉伸。把試件放在下壓板上，活動橫梁向下運行，試件與上承壓板接觸而被壓縮。負(fù)荷傳感器將信號輸給負(fù)荷測量系統(tǒng)，位移編碼器將活動橫梁位移信號輸給位移測量系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)與EDC120數(shù)字控制器通訊，試驗的全部操作都由計算機(jī)來控制。電子萬能試驗機(jī)

拉伸試驗

三、試樣

l0標(biāo)點d01．材料類型

低碳鋼：

灰鑄鐵：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表2．標(biāo)準(zhǔn)試樣：尺寸符合國標(biāo)的試樣標(biāo)距：等截面測試部分長度拉伸試驗①、圓形截面l0=10d0l0=5d0②、矩形截面l0tb或拉伸試驗四、步驟1、測量低碳鋼標(biāo)距及直徑，鑄鐵直徑。2、打開計算機(jī)、試驗機(jī)，進(jìn)入到試驗軟件，聯(lián)機(jī)、啟動。3、將試件安裝在試驗機(jī)上下夾頭內(nèi)，夾緊。4、試驗前的設(shè)置：條件讀盤-試樣輸入-參數(shù)設(shè)置-選擇計算指標(biāo)-條件存盤5、開始試驗：觀察屈服現(xiàn)象-強(qiáng)化現(xiàn)象-僵持現(xiàn)象-破壞現(xiàn)象6、結(jié)束試驗碳鋼記錄屈服力和最大力；鑄鐵記錄最大力。7、取出試件，碳鋼量斷后標(biāo)距和頸縮處的直徑。觀察破壞斷口形狀，繪制斷口草圖。

拉伸試驗

五、計算測定低碳鋼拉伸彈性模量和泊松比

F

l

DlOFDld(Dl)1DFd(Dl)2DF等量逐級加載法：拉伸試驗測定低碳鋼拉伸機(jī)械性能(ss、sb

、d、y

)O

FDl線彈性階段Fs強(qiáng)化階段FpFeFb屈服階段冷作硬化頸縮階段屈服極限：強(qiáng)度極限：延伸率：截面收縮率：拉伸試驗低碳鋼拉伸試驗現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起拉伸試驗測定鑄鐵拉伸機(jī)械性能OFDlFb強(qiáng)度極限：拉伸試驗拉伸試驗壓縮試驗一、目的

1、測定低碳鋼的屈服極限σs，測定鑄鐵的強(qiáng)度極限σb；

2、觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時的變形和破壞情況。并繪制壓縮圖（P～

ΔL曲線）；二、儀器設(shè)備

1、液壓式萬能試驗機(jī)或電子萬能試驗機(jī)

2、游標(biāo)卡尺三、試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣：粗短圓柱體：h0=1～3d0液壓式萬能材料試驗機(jī)壓縮試驗四、步驟1、量測試樣直徑2、打開計算機(jī)電源，進(jìn)入程序主界面。3、將試件安裝在下承壓板上，使活動橫梁下降，等上承壓板接近試件時，按下“停止”鍵。4、試驗前的設(shè)置：輸入試件直徑、選擇計算指標(biāo)、設(shè)置試驗速度、選擇數(shù)據(jù)跟蹤方式等。5、點擊開始試驗，觀察顯示器上曲線的運行，當(dāng)加載至試樣屈服且被壓成鼓狀時。便點擊試驗軟件上的結(jié)束試驗，試驗結(jié)束后主界面上顯示出試驗結(jié)果及繪制的曲線。壓縮試驗五、計算測定低碳鋼壓縮屈服點O

FDl拉伸試驗Fsc屈服極限：壓縮試驗低碳鋼壓縮試驗現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。壓縮試驗測定鑄鐵的抗壓強(qiáng)度OFDlFbc拉伸試驗強(qiáng)度極限：鑄鐵壓縮試驗現(xiàn)象：tmax引起扭轉(zhuǎn)試驗一、目的1．測定低碳鋼剪變模量G；2．測定低碳鋼剪切屈服極限ts、剪切強(qiáng)度極限tb；3．測定灰鑄鐵剪切強(qiáng)度極限tb；4．分析比較低碳鋼和灰鑄鐵兩種材料的破壞情況。二、儀器設(shè)備1．微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)；2．扭角儀。微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)

由機(jī)座、溜板、微機(jī)測量系統(tǒng)組成。安裝在溜板上加載機(jī)構(gòu)可以在機(jī)座導(dǎo)軌上自由滑動。試驗機(jī)的正反加載和停車可按動操縱面板的按鈕。加載機(jī)構(gòu)由松下伺服電動機(jī)帶動減速機(jī)對試樣進(jìn)行扭力加載。通過扭矩傳感器測量試樣的扭矩值，扭轉(zhuǎn)角度由高精度光電編碼器檢測，檢測到的信號傳遞給處理系統(tǒng)，完成試樣扭轉(zhuǎn)曲線的繪制。扭轉(zhuǎn)試驗三、試樣dld01．測低碳鋼G采用自制試樣：2．測低碳鋼ts、tb、灰鑄鐵tb采用標(biāo)準(zhǔn)試樣：扭轉(zhuǎn)試驗

扭轉(zhuǎn)試驗所用試件與拉伸試件的標(biāo)準(zhǔn)相同，一般使用圓形截面試件，d0=10mm，標(biāo)距=50mm或100mm。其它直徑的試樣，其平行長度為標(biāo)距長度加上兩倍直徑。為防止打滑，扭轉(zhuǎn)試樣的夾持段宜為矩形，如圖所示。

扭轉(zhuǎn)試驗四、試驗步驟1、測量試件尺寸：2、開機(jī)：打開計算機(jī)-進(jìn)入到試驗軟件-再打開試驗機(jī)-聯(lián)機(jī)成功。3、安裝試件：先將試件安裝在固定夾頭內(nèi)，調(diào)整活動夾頭位置，安裝試件。4、設(shè)置：條件讀盤-試樣輸入-條件設(shè)置-指標(biāo)選項-存盤,扭矩、轉(zhuǎn)角清零。5、開始試驗：觀察屈服現(xiàn)象-強(qiáng)化現(xiàn)象-僵持現(xiàn)象-破壞現(xiàn)象6、結(jié)束試驗：記錄屈服扭力，最大扭力；觀察破壞斷口形狀，繪制斷口草圖。7、計算碳鋼的剪切屈服極限、剪切強(qiáng)度極限；鑄鐵的剪切強(qiáng)度極限。扭轉(zhuǎn)試驗1、碳鋼扭轉(zhuǎn)曲線表現(xiàn)為彈性、屈服和強(qiáng)化三個階段.它的屈服過程是由表面逐漸向圓心擴(kuò)展，形成環(huán)形塑性區(qū)。當(dāng)橫截面的應(yīng)力全部屈服后，試件才全面進(jìn)入塑性。因此低碳鋼剪切屈服極限、剪切強(qiáng)度極限理論上應(yīng)按下式計算：

2、鑄鐵扭轉(zhuǎn)時，變形很小就突然斷裂，一般仍按彈性公式計算鑄鐵剪切強(qiáng)度極限。

五、計算扭轉(zhuǎn)試驗低碳鋼剪變模量GOTjdbalFFDd等量逐級加載法：扭轉(zhuǎn)試驗測定低碳鋼剪切屈服極限ts、剪切強(qiáng)度極限tbO

TjTbTsT<TsrdrT=Ts剪切屈服極限剪切強(qiáng)度極限T=Tbtststbtb扭轉(zhuǎn)試驗低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗現(xiàn)象：屈服：斷裂：tmax引起扭轉(zhuǎn)試驗測定鑄鐵的剪切強(qiáng)度極限tb剪切強(qiáng)度極限O

TjTb灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗現(xiàn)象：斷裂：拉應(yīng)力引起扭轉(zhuǎn)試驗扭轉(zhuǎn)試驗一、電阻應(yīng)變片引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗發(fā)現(xiàn)：l應(yīng)變片F(xiàn)Fl+DlK——電阻應(yīng)變片的

靈敏度系數(shù)應(yīng)變片：將力學(xué)量(應(yīng)變)轉(zhuǎn)換為電量(電阻)的傳感器電阻應(yīng)變片種類：絲式(繞線式)、箔式、半導(dǎo)體式電測法基本原理電測法基本原理

應(yīng)變片的工作原理：將電阻值為R的應(yīng)變片牢固地粘貼在構(gòu)件表面被測部位，當(dāng)該部位沿應(yīng)變片敏感柵的軸線方向產(chǎn)生應(yīng)變ε時，應(yīng)變片亦隨之變形。其電阻產(chǎn)生一個變化量ΔR。實驗表明，在一定范圍內(nèi)，應(yīng)變片的電阻變化率ΔR/R與應(yīng)變ε成正比，即

式中K為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，與敏感柵的尺寸、形狀及電阻變化率等有關(guān)，一般由生產(chǎn)廠家標(biāo)定好，其值在2.0左右。由上式得知，只要測出應(yīng)變片的電阻變化率ΔR/R，即可確定試件的應(yīng)變ε。

電測法基本原理

二、電阻應(yīng)變儀

電阻應(yīng)變儀是測量微小應(yīng)變的精密儀器。工作原理是利用粘貼在構(gòu)件上的電阻應(yīng)變片隨同構(gòu)件一起變形，通過測量電阻的改變量得到粘貼部位的應(yīng)變。一般構(gòu)件的應(yīng)變是很微小的，要采用電橋把應(yīng)變片感受到的微小電阻變化轉(zhuǎn)換電壓信號，然后將信號輸入放大器進(jìn)行放大，再把放大后的信號用應(yīng)變表示出來。

電阻應(yīng)變儀的主要作用就是配合應(yīng)變片組成電橋，并對電橋的輸出信號進(jìn)行放大、標(biāo)定，以便直接讀出應(yīng)變數(shù)值。

電阻應(yīng)變儀的種類、型號分為：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、靜動態(tài)電阻應(yīng)變儀，動態(tài)電阻應(yīng)變儀、超動態(tài)電阻應(yīng)變儀等。按供橋電源可分為：直流電橋應(yīng)變儀和交流電橋應(yīng)變儀。電阻應(yīng)變儀應(yīng)變測量原理：利用電橋平衡測量電阻改變，從而進(jìn)一步得到應(yīng)變。BADCER1R2R3R4電橋平衡(UBD=0)：若R1~R4為四個阻值相同應(yīng)變片，受力后，BD間電壓改變?yōu)椋弘姕y法基本原理以上接法中的應(yīng)變片型號、阻值盡可能相同或接近，固定電阻與應(yīng)變片阻值也應(yīng)接近。1．電橋接法：由于溫度對電阻值變化影響很大，利用電橋特性，可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ@種影響。三、電橋接法及溫度補(bǔ)償2．溫度補(bǔ)償：全橋接法(四個電阻均為應(yīng)變片)；半橋接法(R1、R2為應(yīng)變片，R3、R4為固定電阻)單臂半橋（R1

為工作片，R2為溫度補(bǔ)償片，

R3、R4為固定電阻）電測法基本原理

電測法基本原理

貼有應(yīng)變片的構(gòu)件總是處于某一溫度場中，當(dāng)溫度變化時，應(yīng)變片敏感柵的電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生附加應(yīng)變。這些稱為虛假應(yīng)變，應(yīng)當(dāng)排除。排除的措施叫溫度補(bǔ)償。辦法是；用另一片相同的應(yīng)變作為補(bǔ)償片，把它貼在與被測構(gòu)件材料相同但不受力的試件上。將該試件與被測構(gòu)件放在一起，使它們處于同一溫度場并處于相鄰橋臂中。由于相鄰橋臂應(yīng)變相減，這樣便自動消除了溫度效應(yīng)的影響。應(yīng)當(dāng)注意的是：工作片和溫度補(bǔ)償片都是相同的應(yīng)變片，它們的電阻初值、靈敏系數(shù)等都應(yīng)基本相同，這樣才能達(dá)到消除溫度應(yīng)變的影響。BADCER1R2R3R4工作片溫度補(bǔ)償片固定電阻相同應(yīng)變片R1、R2，R1貼在構(gòu)件受力處，R2貼在附近不受力處，環(huán)境溫度對R1、R2引起的阻值變化相同，為DRT，則電測法基本原理FFFFR1R2R1R2溫度自補(bǔ)償，測量電壓得到有效放大：1、單向應(yīng)力狀態(tài)四、幾種常見應(yīng)力狀態(tài)下的布片方式及應(yīng)力計算軸向拉壓、純彎曲、橫力彎曲上下緣電測法基本原理電測法基本原理2．已知主應(yīng)力方向的二向應(yīng)力狀態(tài)R1R245o45o沿已知主應(yīng)力方向貼片，采用溫度自補(bǔ)償?shù)陌霕蚪臃ㄅまD(zhuǎn)、橫力彎曲的中性軸、均勻內(nèi)壓的薄壁圓筒電測法基本原理3．不知主應(yīng)力方向的二向應(yīng)力狀態(tài)45o—3應(yīng)變花：90o0o45o電測法基本原理120o0o60o60o—3應(yīng)變花：指導(dǎo)貼片、焊線電阻應(yīng)變片的粘貼焊線拉伸時材料彈性模量和泊松比的測定

一、目的

1、在比例極限內(nèi)，驗證虎克定律。2、測定材料的彈性模量E和泊松比。二、儀器設(shè)備

1、多功能組合實驗臺2、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀

3、游標(biāo)卡尺三、試件矩形長方體扁試件、試件橫截面尺寸：h=32mm,b=2.7mm

四、實驗裝置拉伸時材料彈性模量和泊松比的測定

E和μ測定示意圖

測點接線示意圖拉伸時材料彈性模量和泊松比的測定

1、應(yīng)變片布點在試件上粘貼縱向應(yīng)變片和橫向應(yīng)變片，在另一個相同材料的補(bǔ)償塊上粘貼應(yīng)變片作為溫度補(bǔ)償片。

2、試驗原理試樣下端固定在基座平臺上，上端與力的傳感器相連接，旋轉(zhuǎn)加載手輪施加拉力。試件受力在縱橫向產(chǎn)生伸長和縮短，用電阻應(yīng)變儀測縱向應(yīng)變ε縱和橫向應(yīng)變ε橫。試件橫截面積為A，便可計算材料的彈性模量E和泊松比μ。

試驗采用增量法，分級加載，每次增加相同的拉力ΔΡ，相應(yīng)地由應(yīng)變儀測出的縱向應(yīng)變增量Δε縱（即讀數(shù)差）也應(yīng)大致相等，如果這樣，便驗證了虎克定律。拉伸時材料彈性模量和泊松比的測定五、實驗步驟

1、打開測力儀電源，打開應(yīng)變儀電源，對應(yīng)變儀進(jìn)行靈敏系數(shù)K值設(shè)定和應(yīng)變片橋路電阻值選擇。

2、將試件上的縱向應(yīng)變片和橫向應(yīng)變片分別接入應(yīng)變儀的6號點和7號點的A、B接線柱上。溫度補(bǔ)償片接在BC接線柱上。

3、實驗前依次按“初值”和“測量”按鈕，對2個測點進(jìn)行調(diào)零。重復(fù)調(diào)整2～3遍。直到2個測點的初始應(yīng)變均顯示為“0000”或“±0001”。

4、逆時針旋轉(zhuǎn)加載手輪，分四級對試件旋加拉力：

500N-1000N-1500N-2000N，記錄每級荷載下的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變值。測試完畢，將荷載卸去，關(guān)閉電源。六、注意事項：

切勿超載，否則將損壞荷載傳感器；測試過程中，不要震動儀器、設(shè)備和導(dǎo)線，否則將影響測試結(jié)果，造成較大的誤差。剪切彈性模量G的測定

一、目的在比例極限內(nèi)驗證扭轉(zhuǎn)時的剪切虎克定律，并測定材料的剪變模量G。二、儀器設(shè)備多功能組合實驗臺百分表三、試件空心圓管：材料為不銹鋼內(nèi)徑d=40mm外徑D=47.6mm

長度L=420mm剪切彈性模量G的測定四、試驗原理與方法剪切彈性模量G的測定試件的一端裝在固定支座上，另一端可轉(zhuǎn)動，在可動端裝有一滾珠軸承支座加以支承?？拷S承安裝一橫桿AB，在A點通過加載手輪加載。試件僅受到純扭轉(zhuǎn)的作用?？蓜佣水a(chǎn)生繞空心圓管軸線方向的角位移。試件受扭時，可動端的橫截面轉(zhuǎn)動，通過百分表測定B點的位移，由于B點轉(zhuǎn)動角很小，其位移約等于B點的弧長，可計算試件轉(zhuǎn)角大小根據(jù)扭轉(zhuǎn)角公式：

可計算出剪變模量：

式中：對試件分級加載,荷載增量不變,每級加載后的讀數(shù)差也基本相等（即相等）,從而驗證了剪切虎克定律。剪切彈性模量G的測定五、實驗步驟1、打開測力儀電源，待其自檢為“0”；2、旋轉(zhuǎn)百分表外殼，使長針指到“0”,短針指到“2”附近即可；3、順時針轉(zhuǎn)動加載手輪加載，分四級加載，

200N→400N→600N→800N。每加一級荷載后，讀取百分表的讀數(shù)并記錄。為保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性，須重復(fù)進(jìn)行三次實驗，取一組線性較好的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。六、注意事項：1、切勿超載，所加荷載最大不能超過1000N，否則將損壞試件。2、保護(hù)好百分表，防止其脫落摔壞

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

。

一、目的

1．測定矩形截面梁純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的大小及其分布規(guī)律，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較，以驗證純彎曲正應(yīng)力公式的正確性。

2．學(xué)習(xí)電測法，初步掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用和半橋接線方法。二、儀器設(shè)備

1．靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀

2.多功能組合實驗臺

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

矩形截面鋼梁的彈性模量E=2.05×105MPa，CD段為純彎曲段，梁上各點為單向應(yīng)力狀態(tài)，在正應(yīng)力不超過比例極限時，只要測出各點的軸向應(yīng)變ε實，即可按σ實＝Eε

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

三、實驗原理和方法

在梁的CD段某一截面的前后兩側(cè)面上，在不同高度各貼有五枚電阻應(yīng)變片。3和3′片位于中性層上，2和2′片與4和4′片分別位于梁的上半部分的中間和梁的下半部分的中間,1和1′位于梁的頂面,5和5′片位于梁的底面，將各對稱片進(jìn)行串接。溫度補(bǔ)償片貼在一塊與試件相同的材料上。實驗采用增量法，即每次增加等量的荷載ΔP，測出每級荷載下各點的應(yīng)變增量Δε，然后取應(yīng)變增量的平均值，依次求出各點應(yīng)力增量Δσ實＝EΔε

。

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

實驗可采用半橋接法、公共外補(bǔ)償。即工作片與不受力的溫度補(bǔ)償片分別接到應(yīng)變儀的A、B和B、C接線柱上，其中R1為工作片，R2為溫度補(bǔ)償片。對于多個不同的工作片，用同一個溫度補(bǔ)償片進(jìn)行溫度補(bǔ)償，這種方法叫做“多點共補(bǔ)償”。

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

四、實驗步驟

1、打開測力儀電源，等待其自檢為“0000”。

2、打開應(yīng)變儀電源，對應(yīng)變儀進(jìn)行靈敏系數(shù)K值設(shè)定和應(yīng)變片橋路電阻值選擇。

3．接線：工作片的兩根線分別接到A、B接線柱上，溫度補(bǔ)償片接到B、C接線柱上并擰緊,并用連接片將B1～B5連接起來。

4．調(diào)零：按測點按鈕選擇1～5，依次按“初值”和“測量”按鈕對各測點進(jìn)行調(diào)零。重復(fù)幾遍，直至全部測點的初應(yīng)變在未加荷載之前均顯示為“±0000”或最接近“±0000”。

5．加載：分四級進(jìn)行（500N→1000N→1500N→2000N），順時針轉(zhuǎn)動手輪，對梁施加荷載，觀察測力儀讀數(shù)，記錄每級荷載作用下各點的應(yīng)變值（注意“+”、“－”號，“+”為拉應(yīng)變，“－”為壓應(yīng)變）。

6．測試完畢，將荷載卸去，關(guān)閉電源。

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

五、數(shù)據(jù)處理

1、計算各點應(yīng)力增量的實驗值；

2、計算各點應(yīng)力增量的理論值；

3、計算誤差，中性層上的點按絕對誤差計算，其它各點的誤差按相對誤差計算。

4、分別畫出各點正應(yīng)力的實驗值和理論值沿橫截面高度的應(yīng)力分布直線，將兩者加以比較，并分析誤差的主要原因，從而驗證理論公式。

直梁的彎曲正應(yīng)力實驗

薄壁圓筒的彎扭組合變形1．用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點主應(yīng)力的大小及方向；2．測定薄壁圓管在彎扭組合變形作用下，分別由彎矩、剪力和扭矩所引起的應(yīng)力。1．彎扭組合試驗裝置；2．靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。一、試驗?zāi)康亩?、試驗儀器彎扭組合裝置薄壁圓筒的彎扭組合變形三、試驗原理1．結(jié)構(gòu)示意圖alFIII-I截面dDI-I截面內(nèi)力：薄壁圓筒的彎扭組合變形2．布片示意圖ABCDA、B、C、D四點各貼-45o、0o、45o應(yīng)變花DR12R11R10CR9R8R7BR6R5R4約定藍(lán)線應(yīng)變片為-45o

，白線為0o

，綠線為45o薄壁圓筒的彎扭組合變形薄壁圓筒的彎扭組合變形主應(yīng)力大小：主應(yīng)力方向：a是主應(yīng)力與圓管軸線的夾角3．等量逐級加載法4．指定點(B、D)的主應(yīng)力大小及方向共用溫度補(bǔ)償片的半橋接法，一個載荷水平下分別測B、D兩點6個應(yīng)變片的應(yīng)變值1)實驗值：薄壁圓筒的彎扭組合變形2)理論值(以B點為例)：Bsstt內(nèi)力應(yīng)力按平面應(yīng)力狀態(tài)分析得到：s1、s2、s3、a0分別與試驗值比較薄壁圓筒的彎扭組合變形5．彎矩、扭矩及剪力各自引起應(yīng)力的測量2)彎矩M對應(yīng)的正應(yīng)力測量BADCR5R11取圓筒上下(B、D)兩點0o應(yīng)變片接成半橋線路薄壁圓筒的彎扭組合變形3)扭矩T對應(yīng)的切應(yīng)變測量取圓筒前后(A、C)兩點-45o、45o四個應(yīng)變片接成全橋線路R3R1AR7R9CFQAC薄壁圓筒的彎扭組合變形由胡克定律得薄壁圓筒的彎扭組合變形4)剪力FQ對應(yīng)的切應(yīng)變的測量仍取A、C兩點-45o、45o四個應(yīng)變片接成全橋線路，與3)不同在于R9、R7換位BADCR3R1R9R7R3R1AR7R9CFQT薄壁圓筒的彎扭組合變形1)I-I截面內(nèi)力增量：6．相關(guān)理論值計算2)I-I截面應(yīng)力增量：3)應(yīng)變增量：薄壁圓筒的彎扭組合變形aa6．純剪切應(yīng)力狀態(tài)g與e1關(guān)系的另一推導(dǎo)gxDl薄壁圓筒的彎扭組合實驗偏心拉伸實驗一、實驗?zāi)康臏y定矩形截面桿在偏心拉伸時橫截面上正應(yīng)力大小及其分布規(guī)律，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較，以驗證偏心拉伸公式的正確性。二、儀器設(shè)備

1、多功能組合實驗臺2、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀三、試件矩形長方體扁試件、材料為不銹鋼、橫截面尺寸：寬度h=32mm

厚度b=2.7mm偏心拉伸試件偏心拉伸實驗四、試驗原理與方法1、測點布置、加載見圖：在試件正、反兩面的對稱位置上各粘貼3片縱向應(yīng)變片，并把各對稱位置上的應(yīng)變片相應(yīng)串接。在另一相同材料的小鐵塊上粘貼2片應(yīng)變作為溫度補(bǔ)償片。實驗時組成半橋測量。偏心拉伸實驗2、試驗原理在軸向拉伸試件的上下兩端開兩個偏心孔，偏心距為e，下端通過插銷固定在基座平臺上，上端通過插銷和力的傳感器相連接。由于拉力P不通過試件橫截面形心，試件受力時便產(chǎn)生偏心拉伸。試件不僅要受到軸力P的作用，還要受到彎矩M的作用，發(fā)生軸向拉伸和彎曲的組合變形，其理論值計算如下：式中：A—試件的橫截面面積；e—偏心距；

偏心拉伸實驗五、實驗步驟

1、打開測力儀電源，等待其自檢為“0000”；

2、打開應(yīng)變儀電源，預(yù)熱30分鐘，并對應(yīng)變儀進(jìn)行靈敏系數(shù)K值設(shè)定和應(yīng)變片橋路電阻值選擇。

3、按單臂半橋的連接方式，將應(yīng)變片與應(yīng)變儀相連，調(diào)1、2、3號點應(yīng)變初值為零。

4、將插銷插在偏心孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)手輪對試件旋加拉力，分四級加載，初載500N，荷載增量500N，最終荷載2000N。分別記錄每級荷載作用下各點的縱向應(yīng)變值。六、實驗值計算偏心拉伸實驗沖擊試驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1.測定鋼材和鑄鐵的沖擊性能指標(biāo)：沖擊韌性。

2.比較鋼材和鑄鐵的抗沖擊能力和破壞斷口形狀。二、實驗設(shè)備和儀器

1.沖擊試驗機(jī)。

2.游標(biāo)卡尺。沖擊試驗機(jī)三、試件金屬沖擊試驗采用的標(biāo)準(zhǔn)試件為并開有2mm或5mm深的U形缺口的沖擊試樣（圖1）以及45°張角2mm深的V形缺口沖擊試樣（圖2）。

深度為；2mm深度為：5mm

圖1夏比形沖擊試樣圖2夏比形沖擊試樣沖擊試驗沖擊試驗四、實驗原理與方法實驗時，將帶有缺口的受彎試樣安放于試驗機(jī)的支座上，舉起擺錘使它從一定的高度自由轉(zhuǎn)動落下，撞斷試樣。若擺錘重量為G，沖擊中擺錘的質(zhì)心高度由H0變?yōu)镠1，勢能變化為G（H0-H1），它等于沖斷試樣所消耗得的功W，即沖擊中試樣所吸收的功為：UK=W=G（H0-H1）

UK值可由指針指示的位置從度盤上讀出。因為試樣缺口處的應(yīng)力高度集中，UK的絕大部分為缺口局部所吸收，以試樣在缺口處的最小橫截面積A除UK

，定義為材料的沖擊韌性：

αk的單位為J/cm2。沖擊試驗五、實驗步驟1.了解沖擊試驗機(jī)的操作規(guī)程和注意事項。2.測量試樣缺口處最小橫截面積。3.將試樣安裝好。注意在安裝試樣時，不得將擺錘抬起。4.將擺錘抬起，使操縱手柄置于“預(yù)備”位置，銷住擺錘，注意在擺動范圍內(nèi)不得有人和任何障礙物。5.將手柄迅速推至“沖擊”位置，使擺錘擺動一次后將手柄推至“制動位置”。6.記錄被動指針在度盤上的讀數(shù)，即為沖斷試樣所消耗的功。取出被沖斷的試樣。六、實驗報告及問題討論1、實驗報告格式由學(xué)生自行擬定。2、若試樣受沖后未完全折斷，報告中應(yīng)注明"未折斷"。如試驗機(jī)沖擊能量偏低使試樣未能完全折斷，則應(yīng)在報告中注明αk大于試驗機(jī)的讀數(shù)。3、試樣斷口有明顯夾渣、裂紋，且數(shù)據(jù)偏低時，實驗應(yīng)重作。如試樣卡錘或操作不當(dāng)，則實驗數(shù)據(jù)無效。4、實驗數(shù)據(jù)保留三位有效數(shù)字。5、比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的αk值，繪出兩種試樣的斷口形貌，指出各自的特征。沖擊試驗沖擊試驗七、注意事項1、無論是機(jī)動沖擊機(jī)或手動沖擊機(jī)，在高舉擺錘安裝試樣時，都必須有人托住擺錘嚴(yán)加保護(hù)，以防擺突然下落造成事故。2、手動沖擊試驗機(jī)當(dāng)擺錘舉到需要高度時，可聽到銷釘鎖住的聲音，為避免沖斷銷釘應(yīng)輕輕放擺。在銷釘未鎖住前切勿放手。擺錘下落尚未沖斷試樣前，不應(yīng)將控制桿推向制動位置。3、在擺錘擺動范圍內(nèi)，不得有任何人員活動或放置障礙物，以保證安全。膠結(jié)疊合梁的實驗研究一、實驗?zāi)康?.用電測法測定疊梁純彎曲時橫截面上正應(yīng)力大小及分布規(guī)律。2.由實驗結(jié)果探索膠結(jié)疊合梁的彎曲正應(yīng)力計算公式。二、實驗設(shè)備1.靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。2.多功能組合實驗臺3.貼有電阻應(yīng)變