工程力學(xué)實驗報告(全)

工程力學(xué)實驗報告學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)班級：南昌大學(xué)工程力學(xué)實驗中心目錄實驗一金屬材料的拉伸及彈性模量測定試驗 2實驗二金屬材料的壓縮試驗 6實驗三復(fù)合材料拉伸實驗 9實驗四金屬扭轉(zhuǎn)破壞實驗、剪切彈性模量測定 12實驗五電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)及測試橋路變換實驗 16實驗六彎曲正應(yīng)力電測實驗 19實驗七疊〔組〕合梁彎曲的應(yīng)力分析實驗 23實驗八彎扭組合變形的主應(yīng)力測定 32實驗九偏心拉伸實驗 37實驗十偏心壓縮實驗 41實驗十二金屬軸件的上下周拉、扭疲勞演示實驗 45實驗十三沖擊實驗 47實驗十四壓桿穩(wěn)定實驗 49實驗十五組合壓桿的穩(wěn)定性分析實驗 53實驗十六光彈性實驗 59實驗十七單轉(zhuǎn)子動力學(xué)實驗 62實驗十八單自由度系統(tǒng)固有頻率和阻尼比實驗 65實驗一金屬材料的拉伸及彈性模量測定試驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理引伸儀標(biāo)距l(xiāng)=mm實驗前材料標(biāo)距l(xiāng)0(mm)直徑d0(mm)平均橫截面積〔mm2〕最小橫截面積A0〔mm2〕截面I截面II截面III12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵低碳鋼彈性模量測定載荷F(kN)變形Δl(mm)變形增量(mm)F0=F1=F2=F3=F4=F5=ΔF===實驗后材料標(biāo)距l(xiāng)1(mm)斷裂處直徑d1(mm)斷裂處橫截面積A1〔mm2〕12平均低碳鋼鑄鐵屈服載荷和強度極限載荷材料上屈服載荷下屈服載荷最大載荷斷口形狀Fsu(kN)Δl(mm)Fsl(kN)Δl(mm)Fb(kN)Δl(mm)低碳鋼鑄鐵載荷―變形曲線(F―Δl曲線)及結(jié)果材料低碳鋼鑄鐵F―Δl曲線斷口形狀實驗結(jié)果上屈服極限下屈服極限強度極限延伸率斷面收縮率強度極限延伸率四、問題討論〔1〕比擬低碳鋼與鑄鐵在拉伸時的力學(xué)性能；〔2〕試從不同的斷口特征說明金屬的兩種根本破壞形式。金屬材料的拉伸及彈性模量測定原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗二金屬材料的壓縮試驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理材料直徑d0(mm)高度l(mm)截面積A0〔mm2〕屈服載荷Fs(kN)最大載荷Fb(kN)12平均低碳鋼鑄鐵載荷―變形曲線(F―Δl曲線)及結(jié)果材料低碳鋼鑄鐵F―Δl曲線斷口形狀實驗結(jié)果屈服極限強度極限四、問題討論〔1〕觀察鑄鐵試樣的破壞斷口，分析破壞原因；〔2〕分析比擬兩種材料拉伸和壓縮性質(zhì)的異同。金屬材料的壓縮試驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗三復(fù)合材料拉伸實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理試件尺寸試件編號寬度b(mm)平均寬度〔mm〕厚度h(mm)平均厚度(mm)平均面積〔mm2〕123123123電阻應(yīng)變片數(shù)據(jù)電阻值〔Ω〕電阻片應(yīng)變儀靈敏系數(shù)K儀載荷和應(yīng)變加載次數(shù)載荷P〔N〕載荷增量ΔP〔N〕電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕測點1測點2測點3應(yīng)變〔〕增量應(yīng)變〔〕增量應(yīng)變〔〕增量123456平均實驗結(jié)果縱向彈性模量E1=〔MPa〕泊松比四、問題討論復(fù)合材料拉伸實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗四金屬扭轉(zhuǎn)破壞實驗、剪切彈性模量測定實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理彈性模量E=泊松比=實驗前材料標(biāo)距l(xiāng)0(mm)直徑d0(mm)平均極慣性矩〔mm4〕最小抗扭截面模量WT〔mm3〕截面I截面II截面III12平均12平均12平均低碳鋼鑄鐵低碳鋼剪切彈性模量測定扭矩T(N·m)扭轉(zhuǎn)角(o)扭轉(zhuǎn)角增量(o)T0=T1=T2=T3=T4=T5=ΔT==(o)=(rad)=理論值=；相對誤差〔%〕=載荷―變形曲線(F―Δl曲線)及結(jié)果材料低碳鋼鑄鐵T—φ曲線斷口形狀實驗記錄屈服扭矩Ts=破壞扭矩Tb=破壞扭矩Tb=實驗結(jié)果屈服極限=強度極限=強度極限=四、問題討論〔1〕為什么低碳鋼試樣扭轉(zhuǎn)破壞斷面與橫截面重合，而鑄鐵試樣是與試樣軸線成45o螺旋斷裂面？〔2〕根據(jù)低碳鋼和鑄鐵拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)試驗的強度指標(biāo)和斷口形貌，分析總結(jié)兩類材料的抗拉、抗壓、抗剪能力。金屬扭轉(zhuǎn)破壞實驗、剪切彈性模量測定原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗五電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)及測試橋路變換實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理試件尺寸：L=mm；b=mm；h=mm。電阻應(yīng)變片：阻值R=Ω；靈敏系數(shù)k=。1/4橋路接線法：AB=、、、；BC=。電阻應(yīng)變片P1=NP2=NP3=NP4=NP5=N讀數(shù)平均讀數(shù)平均讀數(shù)平均讀數(shù)平均1/2橋路接線法(工作片+溫度片)：AB=；BC=。電阻應(yīng)變片P1=NP2=NP3=NP4=NP5=N讀數(shù)平均1/2橋路接線法(工作片+工作片)：AB=；BC=。電阻應(yīng)變片P1=NP2=NP3=NP4=NP5=N讀數(shù)平均全橋路接線法(工作片+溫度片)：AB=；BC=；CD=；DA=。電阻應(yīng)變片P1=NP2=NP3=NP4=NP5=N讀數(shù)平均全橋路接線法(工作片+工作片)：AB=；BC=；CD=；DA=。電阻應(yīng)變片P1=NP2=NP3=NP4=NP5=N讀數(shù)平均四、問題討論〔1〕簡要表達(dá)在電阻應(yīng)變片粘貼考前須知?！?〕找出各種橋路中的電阻應(yīng)變儀讀數(shù)與電阻應(yīng)變片的實際值的關(guān)系〔3〕在橋路變換中有什么規(guī)律。電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)及測試橋路變換實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗六彎曲正應(yīng)力電測實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)記錄梁高H=mm截面慣性矩Iz=m4梁寬B=mm拉壓彈性模量E=MPa支座與墊架支點間距離a=mm應(yīng)變片電阻值R=Ω各測點到中性軸的距離〔中性軸以上取“-〞，以下取“+〞〕y1=mmy2=mmy3=mmy4=mmy5=mm電阻片靈敏系數(shù)K=應(yīng)變片靈敏系數(shù)K儀=載荷和應(yīng)變次數(shù)載荷P(N)載荷增量ΔP(N)電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕測點eq\o\ac(○,1)測點eq\o\ac(○,2)測點eq\o\ac(○,3)測點eq\o\ac(○,4)測點eq\o\ac(○,5)應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量12345678實驗應(yīng)力增量值〔MPa〕理論應(yīng)力增量值〔MPa〕相對誤差〔%〕橫截面上應(yīng)力分布比擬〔用實線代表實驗值，用虛線代表理論值〕Oy四、問題討論沿梁截面高度，應(yīng)變怎樣分布？隨載荷逐級增加，應(yīng)變分布按什么規(guī)律變化？中性軸在橫截面的什么位置？彎曲正應(yīng)力電測實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗七疊〔組〕合梁彎曲的應(yīng)力分析實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)記錄彈性模量E=應(yīng)變片電阻值Ω=電阻片靈敏系數(shù)K=應(yīng)變片靈敏系數(shù)K儀=試件梁高(mm)梁寬(mm)支座與壓頭支點間距離(mm)截面慣性矩(m4)各電阻片位置到中性層的距離〔中性軸以上取“-〞，以下取“+〞〕(mm)疊梁h1=h2=b=a=Iz=y1=mmy5=mmy2=mmy6=mmy3=mmy7=mmy4=mmy8=mm楔塊梁h1=h2=b=a=Iz=y1=mmy5=mmy2=mmy6=mmy3=mmy7=mmy4=mmy8=mm整梁H=b=a=Iz=y1=mmy6=mmy2=mmy7=mmy3=mmy8=mmy4=mmy9=mmy5=mm載荷和應(yīng)變(1)疊梁次數(shù)載荷F(kN)載荷增量ΔF(kN)測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量123456789平均測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧實驗應(yīng)力增量值〔MPa〕理論應(yīng)力增量值〔MPa〕相對誤差〔%〕(2)楔塊梁次數(shù)載荷F(kN)載荷增量ΔF(kN)測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量123456789平均測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧實驗應(yīng)力增量值〔MPa〕理論應(yīng)力增量值〔MPa〕相對誤差〔%〕(3)整梁次數(shù)載荷F(kN)載荷增量ΔF(kN)測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧測點⑨應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量123456789平均測點①測點②測點③測點④測點⑤測點⑥測點⑦測點⑧測點⑨實驗應(yīng)力增量值〔MPa〕理論應(yīng)力增量值〔MPa〕相對誤差〔%〕畫出應(yīng)力沿梁高度的分布規(guī)律(1)疊梁 (2)楔塊梁 (3)整梁四、問題討論〔1〕分析整梁(矩形截面H＝2h，B＝b)，同種材料疊梁、不同材料疊梁在相同支撐和加載條件下承載能力的大小?！?〕楔塊梁的應(yīng)力分布有什么特點，它與疊梁有何不同，內(nèi)力性質(zhì)有何變化？〔3〕根據(jù)測試結(jié)果如何判斷各種梁是否有軸向力作用及軸向力產(chǎn)生的原因。疊〔組〕合梁彎曲的應(yīng)力分析實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗八彎扭組合變形的主應(yīng)力測定實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理1．?dāng)?shù)據(jù)記錄試件計算長度L=mm試件材料泊松比=內(nèi)徑d=mm試件材料彈性模量E=MPa外徑D=mm應(yīng)變片電阻值R=Ω加力桿長度a=mm電阻片靈敏系數(shù)K=應(yīng)變片靈敏系數(shù)K儀=2．布片展開圖：截面單元體應(yīng)力狀態(tài)圖：3．荷載及應(yīng)變載荷〔N〕電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕A點B點C點D點PΔP-45000450-45000450-45000450-45000450應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變應(yīng)變增量應(yīng)變增量均值4．根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算A，B，C，D各點主應(yīng)力大小及方向和剪應(yīng)力的大小。5．計算各點主應(yīng)力大小及方向、剪應(yīng)力的大小。6．值和理論值的相對誤差。四、問題討論分析形成誤差的主要因素。彎扭組合變形的主應(yīng)力測定原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗九偏心拉伸實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理1、試件尺寸及有關(guān)數(shù)據(jù)：材料截面尺寸(mm)平均橫截面積〔mm2〕截面I截面II截面IIIhb面積hb面積hb面積低碳鋼2、載荷及應(yīng)變：載荷F(kN)總應(yīng)變ε1總應(yīng)變ε2應(yīng)變εN應(yīng)變εMF0=F1=F2=F3=F4=?F=====3、彈性模量計算：4、偏心距計算：5、正應(yīng)力實驗值計算：6、正應(yīng)力理論值計算〔應(yīng)用疊加原理〕：7、誤差分析：實驗九偏心拉伸實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗十偏心壓縮實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理1、試件尺寸及有關(guān)數(shù)據(jù)截面尺寸(mm)截面IB1=b1=H1=h1=截面IIB2=b2=H2=h2=截面IIIB3=b3=H3=H3=平均?B=?b=?H=?h=2、載荷及應(yīng)變載荷F(kN)總應(yīng)變ε1總應(yīng)變ε2應(yīng)變εN應(yīng)變εMF0=F1=F2=F3=F4=?F=====3、彈性模量計算：4、偏心距計算：5、正應(yīng)力實驗值計算：6、正應(yīng)力理論值計算〔應(yīng)用疊加原理〕：7、誤差分析：實驗十偏心壓縮實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗十二金屬軸件的上下周拉、扭疲勞演示實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理四、問題討論1．什么是“金屬疲勞〞，疲勞破壞的機理是什么？2．疲勞斷口有什么特點？3．在應(yīng)變疲勞試驗中，材料的循環(huán)應(yīng)力一應(yīng)變曲線是如何測繪的？實驗十二金屬軸件的上下周拉、扭疲勞演示實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗十三沖擊實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩嶒炘O(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理材料厚度h(mm)寬度b(mm)截面積A(mm2)沖擊功W(J)室溫沖擊韌性αK=W/A=四、問題討論〔1〕分析比擬低碳鋼與鑄鐵在沖擊載荷作用下所表現(xiàn)的力學(xué)性能及破壞特性?！?〕試解釋缺口附近產(chǎn)生脆性破壞的原因。實驗十三沖擊實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗十四壓桿穩(wěn)定實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理1、試件尺寸及有關(guān)數(shù)據(jù)：截面尺寸(mm)截面IB1=b1=L1=截面IIB2=b2=L2=截面IIIB3=b3=L3=平均?B=?b=?L=彈性模量E長度系數(shù)μ2、載荷和應(yīng)變〔或撓度〕：次數(shù)載荷P(N)電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕或千分表讀數(shù)次數(shù)載荷P(N)電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕或千分表讀數(shù)測點eq\o\ac(○,1)測點eq\o\ac(○,2)測點eq\o\ac(○,1)測點eq\o\ac(○,2)1162173184195206217228239241025112612271328142915303、F—ω或F—ε曲線4、臨界壓力Fcr實驗值和理論值計算和誤差分析：實驗十四壓桿穩(wěn)定實驗原始試驗數(shù)據(jù)記錄實驗指導(dǎo)教師：20年月日實驗十五組合壓桿的穩(wěn)定性分析實驗實驗時間：設(shè)備編號：溫度：濕度：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備和儀器三、實驗數(shù)據(jù)及處理1、、試件尺寸及有關(guān)數(shù)據(jù)：截面尺寸(mm)截面IB1=b1=L1=截面IIB2=b2=L2=截面IIIB3=b3=L3=平均?B=?b=?L=彈性模量E長度系數(shù)μ2、結(jié)構(gòu)形式一條件下的載荷和應(yīng)變〔或撓度〕：次數(shù)載荷P(N)電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕或千分表讀數(shù)次數(shù)載荷P(N)電阻應(yīng)變儀讀數(shù)〔〕或千分表讀數(shù)測點1測點2測點3測點4測點1測點2測點3