材料力學(xué)實驗多媒體教學(xué)課件

材料力學(xué)實驗測E測G電測拉壓扭轉(zhuǎn)材料力學(xué)實驗拉伸、壓縮實驗扭轉(zhuǎn)實驗電測純彎曲正應(yīng)力綜合實驗材料常數(shù)E、μ測定實驗

測E測G電測拉壓扭轉(zhuǎn)實驗一、拉伸、壓縮實驗一、低碳鋼拉伸試驗二、低碳鋼拉伸試驗三、鑄鐵壓縮試驗總目錄低碳鋼：含碳量在0.25%以下的碳素鋼。試件:圓截面標(biāo)準(zhǔn)試件：l=10d或l=5d試驗條件:常溫、靜載10d5d3、實驗概述拉伸速度：5mm/min

試驗設(shè)備電子試驗機(jī)刻線機(jī)液壓試驗機(jī)游標(biāo)卡尺引伸儀安裝試件開始加載F△l低碳鋼Q235拉伸時的拉伸圖杯錐狀低碳鋼拉伸破壞斷口4、實驗結(jié)果分析①彈性極限或比例極限：②屈服極限。測定三類指標(biāo)(1)強(qiáng)度指標(biāo)③強(qiáng)度極限斷后標(biāo)距的確定方法將斷裂的試件緊對到一起，用游標(biāo)卡尺測量出斷裂后試件標(biāo)距間的長度即得l1。

②斷面收縮率ψ：試件直徑的確定方法初始直徑d0

用游標(biāo)卡尺測量試件中間等直段兩端及中間這三個橫截面處的直徑，并在每一橫截面內(nèi)沿互相垂直方向各測量一次并取平均值，用三個平均值中最小的值作為試件的初始直徑d0。斷后直徑d1

將斷裂的試件的斷口緊對在一起，在斷口（細(xì)頸）斷面兩個相互垂直的方向上量取并取最小值作為斷后直徑d1。

返回目錄典型斷口比較鑄鐵低碳鋼鑄鐵低碳鋼鑄鐵拉伸破壞特點應(yīng)力－應(yīng)變曲線為一段微彎曲線;無明顯的直線部分，無屈服、無頸縮現(xiàn)象;在較小的應(yīng)力下被拉斷；拉斷前的變形小，(1)(2)延伸率很小，是典型的脆性材料；脆性材料只有唯一的強(qiáng)度指標(biāo)(3)強(qiáng)度極限試件拉斷時所能承受的最大應(yīng)力；(4)測定指標(biāo)強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限δ

返回目錄試件：短圓柱:以免被壓彎；3、實驗概述實驗設(shè)備：放置試件實驗結(jié)果：①、屈服階段以前，低碳鋼的壓縮曲線拉壓曲線大致重合，拉壓時的彈性模量Ｅ，屈服極限大致相同；故塑性材料的拉壓強(qiáng)度相等。說明：②、屈服階段以后：低碳鋼試件越壓越扁，橫截面不斷增大，抗壓能力繼續(xù)提高，得不到壓縮時的強(qiáng)度極限指標(biāo)可由拉伸實驗得到

返回目錄實驗二、扭轉(zhuǎn)實驗總目錄一、低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗二、鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗了解扭轉(zhuǎn)的變形特點和塑性材料與脆性材料斷口的區(qū)別，并測定低碳鋼的扭轉(zhuǎn)屈服極限τs、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限τb和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限τb。2、實驗設(shè)備1．WNJ—1000扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)

2．低碳鋼試件、鑄鐵試件

3、實驗概述試件實驗設(shè)備WNJ—1000扭轉(zhuǎn)實驗機(jī)

實驗步驟1、試件的準(zhǔn)備：在試件的軸線方向用油漆畫一條直線以便觀察受扭時的變形情況。2、選擇合適的加載速率。

3、加載并觀察扭轉(zhuǎn)變形（油漆直線的變化情況）。直到斷裂，并觀察斷口形狀。實驗結(jié)果（b）鑄鐵(a)低碳鋼低碳鋼破壞斷面鑄鐵破壞斷面實驗三、電測純彎曲正應(yīng)力綜合實驗

總目錄1、實驗?zāi)康尿炞C梁發(fā)生純彎曲變形條件下，橫截面正應(yīng)力線性分布規(guī)律的正確性。2、實驗設(shè)備1．矩形截面梁彎曲實驗裝置2．電阻應(yīng)變儀3、實驗概述彎曲裝置示意圖

彎曲應(yīng)力分布圖

實驗設(shè)備CLDS-2000型材料力學(xué)多功能實驗臺正應(yīng)力測試梁電測法的基本原理：電阻應(yīng)變測量（簡稱電測法）原理是用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將被測構(gòu)件表面的物理量、力學(xué)量、機(jī)械量等非電量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行測量的一種實驗方法。被測構(gòu)件電阻片電量光、電、機(jī)械傳感器測量儀器數(shù)據(jù)采集與處理預(yù)測量物理參量力學(xué)參量機(jī)械參量生物參量電壓電流電阻片的構(gòu)造電阻片的工作原理金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變片主要是根據(jù)金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)的物理學(xué)原理工作的。由物理學(xué)可知，導(dǎo)線電阻的表達(dá)式：我們將電阻應(yīng)變片粘貼在受載構(gòu)件上，當(dāng)受到拉伸時金屬絲將被伸長電阻值隨之增加，同理受到壓縮時電阻值將減小，可見電阻值隨變形而發(fā)生變化。由實驗可知，當(dāng)變形在一定范內(nèi)，線應(yīng)變與電阻變化率之間存在線性關(guān)系。即：應(yīng)變儀電橋的工作原理采用惠斯通電橋電路測量應(yīng)變片的阻值變化。四臂電橋如圖所示：當(dāng)在小應(yīng)變、等橋臂（R1=

R2=

R3=R4）、相同的靈敏系數(shù)時，上式簡化成下式：若電橋的四個臂均與粘貼于構(gòu)件上的電阻片相連，當(dāng)構(gòu)件變形時，橋臂上的阻值分別變?yōu)椋篟1+R1、R2+R2、R3+R3、R4+R4。此時BD點的輸出電壓為：可以證明輸出電壓與橋臂阻值的關(guān)系：幾種常用的組橋方式：1.單臂測量：橋路中只有一個橋臂參與構(gòu)件的機(jī)械變形。輸出的橋壓為：2.半橋測量：橋路中相鄰的兩個橋臂參與構(gòu)件的機(jī)械變形。輸出的橋壓為：3.對臂測量：橋路中相對的兩個橋臂參與構(gòu)件機(jī)械變形。輸出的橋壓為：4.全橋測量：橋路中四個橋臂全部參與構(gòu)件機(jī)械變形。輸出的橋壓為：溫度補(bǔ)償片（?橋測量或稱單點測量）

引起電阻片的阻值改變的因素：1.機(jī)械變形；2.溫度變化。溫度變化引起阻值改變的量是無用的量?？梢岳秒姌蚣訙p特性，通過溫度補(bǔ)償片來消除。即單臂（?橋）測量。43半橋測量在AB，BC兩個臂上分別接上工作片，溫度影響將互相抵消。43對臂測量

在AB，CD兩個臂上接工作片，BC，DA接溫度補(bǔ)償片。四個臂的電阻同處一個溫度場，溫度影響相互抵消。全橋測量

電橋的四個臂上接工作片，都參與機(jī)械變形，同處一個溫度場，溫度影響相互抵消。實驗步驟1．測量梁的橫截面尺寸b、h。2．按指定的、長度架設(shè)梁，并仔細(xì)調(diào)整使之平穩(wěn)。3．將各點電阻片導(dǎo)線接在應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡箱上，按半橋線路連接，然后，開啟電源，預(yù)熱儀器，并將靈敏系數(shù)K鈕旋旋到所需刻度（或相應(yīng)的標(biāo)定數(shù)）。4．按給定的載荷加載實驗。從P0～Pn，每次載荷下記錄各點的讀數(shù)。純彎曲情況實驗2～3次。5．整理數(shù)據(jù)，經(jīng)教師檢查通過后，結(jié)束實驗，整理儀器用具。實驗四、測E、測G實驗一、彈性模量E的測定二、剪切彈性模量G的測定總目錄1、實驗?zāi)康?．學(xué)會用引伸儀（主要是千分表）測定材料的拉伸彈性模量E；2．驗證虎克定律；3．學(xué)會使用扭轉(zhuǎn)儀，學(xué)會用逐級加載法測定材料的剪切模量G。2、實驗設(shè)備引伸儀、測E實驗臺、測G儀、游標(biāo)卡尺、卷尺

測E測G測E測G

千分表是通過齒輪或杠桿將一般的直線位移（直線運動）轉(zhuǎn)換成指針的旋轉(zhuǎn)運動，然后在刻度盤上進(jìn)行讀數(shù)的長度測量儀器。讀取方法指示值＝短針的指示值＋長針的指示值注意：指示值一定要從正對面讀取3、實驗概述（1）彈性模量E材料在比例極限內(nèi)服從虎克定律，其荷載與變形的關(guān)系為：若已知荷載P及試件尺寸，只要測得試件伸長△L即可得出彈性模量E（2）剪切模量G采用“增量法“逐級加載4、實驗步驟1)測量試件直徑，在標(biāo)距范圍內(nèi)取三處，每處互相垂直測得的兩直徑的平均值為該處直徑，再取三個平均直徑的再平均作為計算直徑。2)調(diào)節(jié)千分表至“0”；3）分五次加載，每加一次，記錄下百分表的讀數(shù)；4)計算增量△P作用下，試件所產(chǎn)生的變形增量5)計算變形增量的平均值，代入公式即得材料的彈性模量E；

測E測G