工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教案

《工程力學(xué)》試驗(yàn)教案李穎20233一、拉伸試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?、了解萬能機(jī)的主要構(gòu)造及其工作原理，生疏操作規(guī)程和正確使用方法，并留意安全事項(xiàng)。２、通過試驗(yàn)觀看低碳鋼、鑄鐵在拉伸和壓縮過程中表現(xiàn)的各種變形規(guī)律和破壞現(xiàn)象。分析和比較不同材料的力學(xué)性能。３、測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限、強(qiáng)度極限、延長(zhǎng)率和截面的收縮率。s b二、試件GB228—76d0=10,L=100,如下圖：三、試驗(yàn)設(shè)備及儀器1、液壓式萬能材料試驗(yàn)機(jī)；2、游標(biāo)卡尺；3、劃線機(jī)(鑄鐵試件不能使用)。一、低碳鋼的拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)原理及方法1.屈服極限的測(cè)定s試驗(yàn)時(shí)，在向試件連續(xù)均勻地加載過程中。當(dāng)測(cè)力的指針消滅搖擺，自動(dòng)繪圖儀繪出的P—ΔLPs限ζ 計(jì)算公式為s

P/As s 0P—ΔL2、屈服極限 的測(cè)定s試驗(yàn)時(shí)，試件承受的最大拉力Pb

所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為強(qiáng)度極限。試件斷裂后指針?biāo)甘镜妮d荷讀數(shù)就是最大載荷Pb

，強(qiáng)度極限

計(jì)算公式為：b P/Ab b 03、延長(zhǎng)率δ 和斷面收縮率Ψ的測(cè)定計(jì)算公式分別為：δ=(L-L)/Lx100%1Ψ=(A-A)/Ax100%0 1 0L:標(biāo)距〔本試驗(yàn)L=100〕L1A0A1〔三〕試驗(yàn)步驟試件預(yù)備：量出試件直徑d0,用劃線機(jī)劃出標(biāo)距L和量出L;1——8加載試驗(yàn)，加載至試件斷裂，記錄Ps和Pb，并觀看屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象；10——14將斷裂的試件對(duì)接在一起，用卡尺測(cè)量d1L1，并記錄。二、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模?、觀看低碳鋼和鑄鐵受扭過程中的變形現(xiàn)象；比較它們的破壞特征。２、驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)虎克定律，測(cè)定剪切強(qiáng)度極限。二、設(shè)備１、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。２、游標(biāo)卡尺。３、試件。三、試驗(yàn)原理及方法1φ與扭Tφ=TL0/GIp式中L0、G、IpT、Φ為變量;假設(shè)有一扭矩T應(yīng)一φ值,每增加同樣大小的扭矩ΔT,扭轉(zhuǎn)角的增量ΔΦ大致相等,這就驗(yàn)證了虎克定律.2、扭轉(zhuǎn)破壞Tn—Φ曲線.低碳鋼 鑄鐵T—Φ曲線如下圖.低碳鋼有直線段,有明顯的屈Φ很快增加.最終破壞時(shí),可看到低碳鋼試件的45°~55°螺旋面扭斷。四、試驗(yàn)步驟1、用特別鉛筆在低碳鋼試件外表劃出平行桿軸線的縱向線和左標(biāo)距內(nèi)兩個(gè)截面的圓周線，使成為小矩形格子〔已由試驗(yàn)室預(yù)備好。2、用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)量取直徑〔方法如拉伸試驗(yàn)。3、選擇適宜的度盤〔施加扭矩后，制止轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇手鈕。4、把試件先裝于固定夾頭內(nèi)，并夾緊。然后移動(dòng)加載機(jī)構(gòu)，使試件插入主動(dòng)夾頭至適當(dāng)位置夾緊。此時(shí)，主動(dòng)指針應(yīng)在零點(diǎn)上。5、選定主動(dòng)夾頭的轉(zhuǎn)速〔一般試件屈服前用3/分，屈后0-360/分，將被動(dòng)針器開關(guān)。6、啟動(dòng)按扭。擰動(dòng)多圈電位器，使主動(dòng)夾頭至所需轉(zhuǎn)速。這時(shí)，可以看到扭轉(zhuǎn)變形隨扭矩而不斷增加。按Mn加載，并同時(shí)測(cè)出相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角。7、當(dāng)變形連續(xù)增加時(shí)，而扭矩不再成正比增加時(shí)，標(biāo)志材料已開頭屈服，這時(shí)，塑點(diǎn)處的剪應(yīng)力都一樣，這時(shí)扭矩稱極限扭矩用Mnjx 表示，連續(xù)扭轉(zhuǎn)試件已毋需增加外力偶矩，直至試件扭斷。其剪切流淌極限 3Mnjx4Wn8、鑄鐵試件先測(cè)出試件計(jì)算直徑，然后把試件裝于扭轉(zhuǎn)機(jī)上，將主動(dòng)夾頭轉(zhuǎn)速按紐放在0-36/分，加載直至破壞，登記破壞時(shí)的扭矩Mnb。其剪切強(qiáng)度極限。 MnbWn試驗(yàn)三彎曲試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定純彎梁一個(gè)截面的應(yīng)力大小及分布規(guī)律，以驗(yàn)證直梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式。2、了解電測(cè)法，初步學(xué)會(huì)電阻應(yīng)變儀的使用。二、試驗(yàn)設(shè)備及儀器液壓萬能試驗(yàn)機(jī)；電阻應(yīng)變儀，預(yù)調(diào)平衡箱；三、試驗(yàn)用試件機(jī)裝置矩形截面梁試件，材料為A3鋼，試件尺寸及試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)以下圖：R6為溫度補(bǔ)償153及距中性層h/42、4。四、試驗(yàn)原理：純彎曲梁衡截面上應(yīng)力的測(cè)試及應(yīng)力的分布規(guī)律試驗(yàn)承受等載荷增量法。當(dāng)載荷Pεds,依據(jù)胡克定律ζ實(shí)=Eεds，平均可求得個(gè)點(diǎn)正應(yīng)力分布圖，可看出純彎曲梁正應(yīng)力分規(guī)律。利用理論公式計(jì)算正應(yīng)力ζ理=M/l*Y.其中M=Pa/2,假設(shè)ζ理和ζ實(shí)的結(jié)果根本吻合。即說明理論公式是正確的。直梁彎曲時(shí)中點(diǎn)撓度測(cè)定PC處的撓度Yc與理論公式Y(jié)c=Pa(3L*L-4a*a)/48Ei。五、試驗(yàn)步驟四、試驗(yàn)步驟1、調(diào)整應(yīng)變儀DDD1 2 3

三點(diǎn)聯(lián)接起來〔已接好，旋緊接線柱。把標(biāo)準(zhǔn)電阻接到后面板A、B、C接線柱上，旋緊，半橋測(cè)量法，再將后面板上的平衡開關(guān)打在平衡位置，即可度。開啟電源開關(guān)。把前面板選擇開關(guān)旋到“0電位器逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，顯示數(shù)是負(fù)的，平衡電位器順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。050005000，把標(biāo)定開關(guān)按出。儀器的KK＝2K2測(cè)試前標(biāo)定。本室使用應(yīng)變片K＝2.2，即用幅調(diào)電位器調(diào)整為4545。調(diào)好后，在實(shí)測(cè)中，所顯示的數(shù)據(jù)不必再進(jìn)展K2、半橋測(cè)量接線。把標(biāo)準(zhǔn)電阻從儀器的A、B、C接線柱拆下來，把主梁各點(diǎn)的應(yīng)變片10ABBC變片所接點(diǎn)的對(duì)應(yīng)平衡電位器，使其平衡。3、在原始記錄上登記所測(cè)主梁的截面尺寸〔數(shù)據(jù)已經(jīng)在梁上標(biāo)好。調(diào)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)蝶形螺母，使杠桿尾端稍翹起。4、分四次加載。每次加一只砝碼〔加