材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(工程力學(xué)56學(xué)時(shí))

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書福建工程學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院

目錄第一章緒論§1—1材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用§1—2實(shí)驗(yàn)須知§1—3實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫第二章基本實(shí)驗(yàn)§2—1鋼材拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)§2—2彈性模量和泊松比測(cè)定實(shí)驗(yàn)§2—3純彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)

第一章緒論§1—1材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)課程的組成部分之一，材料的力學(xué)性能測(cè)定，材料力學(xué)的結(jié)論和理論公式的驗(yàn)證，都有賴于實(shí)驗(yàn)手段。工程上，有很多實(shí)際構(gòu)件的形狀和受載荷情況較為復(fù)雜，此時(shí)，應(yīng)力分析在理論上難以解決，也需通過實(shí)驗(yàn)手段來解決。材料力學(xué)的發(fā)展歷史就是理論和實(shí)驗(yàn)兩者最好的融合。材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的是：1．熟悉了解常用機(jī)器、儀器的工作原理和使用方法，掌握基本的力學(xué)測(cè)試技術(shù)；2．測(cè)定材料的力學(xué)性能，觀察受力全過程中的變形現(xiàn)象和破壞特征，以加深對(duì)建立強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則的認(rèn)識(shí)；3．驗(yàn)證理論公式，鞏固和深刻理解課堂中所學(xué)的概念；4．對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法有一個(gè)初步的了解。§1—2實(shí)驗(yàn)須知1．實(shí)驗(yàn)前，必須認(rèn)真預(yù)習(xí)，了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟和所使用儀器設(shè)備的基本原理以及對(duì)課堂講授的理論應(yīng)理解透徹。2．要按約定的時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因故不能參加者應(yīng)取得教師同意后安排補(bǔ)做。3．在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，應(yīng)自覺地遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則及機(jī)器儀器的操作規(guī)程，非指定使用的儀器設(shè)備，不能任意亂動(dòng)。4．實(shí)驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)肅認(rèn)真，相互配合，密切注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄下全部所需測(cè)量的數(shù)據(jù)。5．按規(guī)定日期，攜同原始記錄，每人交實(shí)驗(yàn)報(bào)告一份。字跡要求整齊、清晰，數(shù)據(jù)書寫要求用印刷體，問題回答要獨(dú)立思考完成，不允許抄襲?！?—3實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)者最后交出的成果，是實(shí)驗(yàn)資料的總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容：1．實(shí)驗(yàn)名稱，實(shí)驗(yàn)日期，當(dāng)時(shí)的溫度，實(shí)驗(yàn)者及組員姓名。2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理，裝置。3．使用的機(jī)器、儀器，應(yīng)注明名稱、型號(hào)、精度(或放大倍數(shù))等。4．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理。在記錄紙上應(yīng)制成表格，填入測(cè)量數(shù)據(jù)。填表時(shí)，要注意測(cè)量單位，此外還要注意儀器本身的精度。5．計(jì)算在計(jì)算中所用到的公式均須明確列出，并注明公式中各種符號(hào)所代表的意義。運(yùn)用計(jì)算器計(jì)算時(shí)，須注意有效數(shù)字的問題，如試件直徑d的測(cè)量平均值為9.98mm，則橫截面積A取78.6，結(jié)果的表示在實(shí)驗(yàn)中，除根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)整理并計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，一般還要采用圖表或曲線來表達(dá)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。曲線均應(yīng)繪在方格紙上，圖中應(yīng)注明坐標(biāo)軸所代表的物理量及比例尺。實(shí)驗(yàn)的坐標(biāo)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)用記號(hào)標(biāo)出，例如：“×”、“△”、“○”、“°”等等。當(dāng)連接曲線時(shí)，不要用直線逐點(diǎn)連成折線，應(yīng)當(dāng)根據(jù)多數(shù)點(diǎn)的所在位置，描繪出光滑的曲線。7．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析說明本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)、主要結(jié)果是否正確，以及對(duì)誤差加以分析，并回答指定的思考題。

第二章基本實(shí)驗(yàn)§2—1鋼材拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)是對(duì)試件施加軸向拉力，以測(cè)定材料在靜荷載作用下的力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)。它是材料力學(xué)最基本、最重要的實(shí)驗(yàn)之一。拉伸實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單、直觀、技術(shù)成熟、數(shù)據(jù)可比性強(qiáng)，是最常用的實(shí)驗(yàn)手段。由此測(cè)定的材料力學(xué)性能指標(biāo)，成為考核材料的強(qiáng)度、塑性和變形能力的最基本依據(jù)，被廣泛而直接地用于工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品檢驗(yàn)、工藝評(píng)定等方面。有些材料的受壓力學(xué)性能和受拉力學(xué)性能不同，所以要對(duì)其施加軸向壓力、以考核其受壓性能，這就是壓縮實(shí)驗(yàn)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過對(duì)低碳鋼和鑄鐵這兩種不同性能的典型材料的拉伸、壓縮破壞過程的觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及斷口特征的分析，了解它們的力學(xué)性能特點(diǎn)。2．了解萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造、原理和操作。3．測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限(或下屈服極限)、強(qiáng)度極限、延伸率、截面收縮率；壓縮時(shí)的壓縮屈服極限；鑄鐵拉伸、壓縮時(shí)的強(qiáng)度極限、二、試件為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有可比性，且不受其他因素干擾，實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量在相同或相似條件下進(jìn)行，國(guó)家為此制定了實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括對(duì)試件的規(guī)定。1、試件制備拉伸實(shí)驗(yàn)的試件又分比例試件和定標(biāo)距試件兩種。比例試件是指原始標(biāo)距與試件截面積平方根有一定的比例關(guān)系，即，取5．65或11．3，前者稱短比例試件，后者稱長(zhǎng)比例試件，并修約到5、l0的整倍數(shù)長(zhǎng)。對(duì)圓試件，兩者的則分別為、。一般推薦用短比例試件。定標(biāo)距試件是指取規(guī)定長(zhǎng)度，與無確定比例關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)取長(zhǎng)比例圓試件。圖1—1為一種圓試件圖樣，試件頭部與平行部分要過渡緩和，減少應(yīng)力集中，其圓弧半徑，依試件尺寸、材質(zhì)和加工工藝而定，對(duì)的圓試件，。試樣頭部形狀依實(shí)驗(yàn)機(jī)夾頭型式而定，要保證拉力通過試件軸線，不產(chǎn)生附加彎矩，其長(zhǎng)度，至少為楔形夾具長(zhǎng)度的3/4。中部平行長(zhǎng)度。為測(cè)定延伸率，要在試件上標(biāo)記出原始標(biāo)距，可采用劃線或打點(diǎn)法，標(biāo)出一系列等分格標(biāo)記。壓縮實(shí)驗(yàn)的試件有圓柱形、正方柱形和板狀三種。本實(shí)驗(yàn)取圓柱形。為了既防止試件壓彎，又使試件中段為均勻單向壓縮(距端面小于內(nèi)，受端面摩擦力影響，應(yīng)力分布不是均勻單向的)，其長(zhǎng)度上限制為，或(1～2)。為防止偏心受力引起的彎曲影響，對(duì)兩端面的不平行度也有一定要求。圖1—2為圓柱形試件圖樣。2．試件尺寸量測(cè)對(duì)拉伸試件，取標(biāo)距的兩端和中間共三個(gè)截面，每個(gè)截面量測(cè)相互垂直的兩個(gè)直徑，取兩者的算術(shù)平均值為平均直徑，取三個(gè)平均直徑中最小者計(jì)算原始橫截面積A0．對(duì)壓縮試件，量測(cè)長(zhǎng)度一次，量測(cè)中間截面相互垂直的兩個(gè)直徑，取兩者的算術(shù)平均值計(jì)算原始橫截面積A0。本實(shí)驗(yàn)用最小分度值為0.02mm三、電子萬能試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介1、概述電子萬能試驗(yàn)機(jī)是用于材料力學(xué)性能測(cè)試的新型機(jī)電一體化試驗(yàn)設(shè)備，采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和板卡式數(shù)字測(cè)量控制系統(tǒng)組成，自動(dòng)、精確地測(cè)量和控制試驗(yàn)力、位移和變形等試驗(yàn)參數(shù)，是一種多功能、高精度的靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)。可用于金屬和非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn)。還可以進(jìn)行試驗(yàn)力、變形等速率控制以及恒試驗(yàn)力、恒變形等試驗(yàn)。各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和屏幕顯示，并由打印機(jī)自動(dòng)打印試驗(yàn)曲線和試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、附件、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)及板卡測(cè)量控制系統(tǒng)五部分組成（圖1）。加試驗(yàn)力系統(tǒng)：加力是由計(jì)算機(jī)通過控制器發(fā)出指令，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使移動(dòng)橫梁向上或向下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的加力?？刂破骺梢员O(jiān)測(cè)位移、試驗(yàn)力、變形的的反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)三種閉環(huán)控制方式。測(cè)量系統(tǒng)：測(cè)量包括試驗(yàn)力、試樣變形和移動(dòng)橫梁位移三種參量的測(cè)量。三種參量的信號(hào)分別由負(fù)荷傳感器、引伸計(jì)和光電編碼器檢測(cè)傳輸?shù)娇刂破骱陀?jì)算機(jī)。2、主機(jī)結(jié)構(gòu)及其工作原理主機(jī)是負(fù)荷機(jī)架與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合體，在動(dòng)橫梁位移控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，配合相應(yīng)的附件，可以使受試樣品產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，經(jīng)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、處理圖1電子萬能試驗(yàn)機(jī)外觀圖給出所需數(shù)據(jù)報(bào)告供設(shè)計(jì)使用。主機(jī)是材料力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。主機(jī)的結(jié)構(gòu)組成主要有負(fù)荷機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、夾持系統(tǒng)與位置保護(hù)裝置（圖2）。負(fù)荷機(jī)架由四立柱支承上橫梁與工作臺(tái)板構(gòu)成門式框架，兩絲杠穿過動(dòng)橫梁兩端并安裝在上橫梁與工作臺(tái)板之間。工作臺(tái)板由兩個(gè)支腳支承在底板上，且機(jī)械傳動(dòng)減速器也固定在工作臺(tái)板上。工作時(shí)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)減速器，進(jìn)而帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)，驅(qū)使動(dòng)橫梁上下移動(dòng)。試驗(yàn)過程中，力在門式負(fù)荷框架內(nèi)得到平衡。負(fù)荷傳感器安裝在動(dòng)橫梁上，萬向連軸節(jié)及一只拉伸夾具安裝在負(fù)荷傳感器上，另一只夾具安裝上橫梁上。工作時(shí)，只要安裝上樣品，通過主控計(jì)算機(jī)啟動(dòng)動(dòng)橫梁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及測(cè)量系統(tǒng)即可完成全部試驗(yàn)。圖2電子萬能試驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖3．注意事項(xiàng)1、試驗(yàn)機(jī)在單向加荷過程中，不容許超過負(fù)荷傳感器額定容量的110%。在雙向循環(huán)加荷中，其拉伸與壓縮負(fù)荷最好不超過負(fù)荷傳感器容量的60%。2、楔形拉伸夾具夾持樣品時(shí)，樣品伸入夾塊內(nèi)的長(zhǎng)度，應(yīng)不少于夾塊長(zhǎng)度的80%。四、低碳鋼拉伸的曲線以拉力為縱坐標(biāo)，伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，所繪出的實(shí)驗(yàn)曲線圖形稱為拉伸圖，即曲線。普通實(shí)驗(yàn)機(jī)繪出的曲線圖形雖然精度不足以定量，但能定性地看出材料的力學(xué)特性。典型的低碳鋼的拉伸曲線，可明顯分為四個(gè)階段(圖1—6)。1、彈性階段拉伸初始階段(OA段)為彈性階段，在此階段若卸載，記錄筆將沿原路返回到O，變形完全消失，即彈性變形是可恢復(fù)的變形。特別是其前段，力與變形成正比關(guān)系，為直線。2．屈服階段實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到A點(diǎn)以后，在試件繼續(xù)變形情況下，力卻不再增加，或呈下降，甚至反復(fù)多次下降，使曲線呈波形。若試件表面加工光潔，可看到45°傾斜的滑移線。這種現(xiàn)象稱為屈服，即進(jìn)入屈服階段(AB段)。其特征值屈服極限是表征材料抵抗永久變形的能力，是材料重要的力學(xué)性能指標(biāo)。3．強(qiáng)化階段過了屈服階段(B點(diǎn))，力又開始增加，曲線亦趨上升，說明材料結(jié)構(gòu)組織發(fā)生變化，得到強(qiáng)化，需要增加荷裁，才能使材料繼續(xù)變形。隨著荷載增加，曲線斜率逐漸減小，直到C點(diǎn)，達(dá)到峰值，該點(diǎn)為抗拉極限荷載，即試件能承受的最大荷載。此階段(BC段)稱強(qiáng)化階段，若在強(qiáng)化階段某點(diǎn)D卸去荷載，可看到記錄筆沿與彈性階段(OA)近似平行的直線(DF)降到F點(diǎn)；若再加載，它又沿原直線(DF)升到D點(diǎn)，說明亦為線彈性關(guān)系，只是比原彈性階段提高了。D點(diǎn)的變形可分為兩部分，即可恢復(fù)的彈性變形(FM段)和殘余(永久)的塑性變形(OF段)。這種在常溫下冷拉過屈服階段后呈現(xiàn)的性質(zhì)，稱冷作硬化，常作為一種工藝手段，用于工程中，以提高金屬材料的線彈性范圍，但此工藝亦同時(shí)削弱了材料的塑性，如圖1—6所示，冷拉后的斷后伸長(zhǎng)FN，比原來的斷后伸長(zhǎng)ON減少了。這種冷作硬化性質(zhì)，只有經(jīng)過退火處理，才能消失。4、頸縮階段實(shí)驗(yàn)達(dá)到D點(diǎn)后，試件出現(xiàn)不均勻的軸線伸長(zhǎng)，在其某薄弱處，截面明顯收縮，直到斷裂，稱頸縮現(xiàn)象。因截面不斷削弱，承載力減小，曲線呈下降趨勢(shì)，直到斷裂點(diǎn)E，該階段(CE段)為頸縮階段。頸縮現(xiàn)象是材料內(nèi)部晶格剪切滑移的表現(xiàn)。五、拉伸、壓縮力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)定義和測(cè)定1、屈服極限，上屈服極限、下屈服極限、壓縮時(shí)屈服極限在屈服階段，若荷載是恒定的(圖1—7())，則此時(shí)的應(yīng)力稱屈服極限，若荷載下降或波動(dòng)，則首次下降前的最大應(yīng)力為上屈服極限(圖(1—7(b)、(c)、(d))，第一個(gè)波谷后的最小應(yīng)力為下屈服極限(圖1—7(b)、(c))。第一個(gè)波谷不僅是材料屈服的結(jié)果，還受實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)的動(dòng)慣性守恒影響，被稱為“初始瞬時(shí)效應(yīng)”，與加載速度等因素有關(guān)，故不計(jì)在內(nèi)。若只有一次下降波動(dòng)，則規(guī)定波動(dòng)的最小應(yīng)力為下屈服極限(圖1—7(d))，本實(shí)驗(yàn)測(cè)定本材料的屈服極限或下屈服極限。壓縮時(shí)，則不分上、下屈服極限，把按上述方法測(cè)定的或當(dāng)作屈服極限。，，，是對(duì)應(yīng)屈服極限的荷載。2、強(qiáng)度極限試件拉伸過程中最大荷載對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱應(yīng)力稱為強(qiáng)度極限。標(biāo)稱應(yīng)力為用原始截面計(jì)算的應(yīng)力：試件破壞時(shí)為最大荷載。3．壓縮強(qiáng)度極限試件受壓至破壞前承受的最大標(biāo)稱應(yīng)力稱為壓縮強(qiáng)度極限。不發(fā)生破裂的材料，如低碳鋼則沒有壓縮強(qiáng)度極限。4．延伸率試件拉斷后，標(biāo)距內(nèi)的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比稱為延伸率()．其中，是將試件斷口原狀對(duì)接后量取的標(biāo)距。許多塑性材料在斷裂前發(fā)生頸縮(如低碳鋼)，將發(fā)生不均勻伸長(zhǎng)(斷口處伸長(zhǎng)最大)，于是，斷口發(fā)生在標(biāo)距內(nèi)的不同位置，量取的也會(huì)不同。為具有可比性，若斷口不在標(biāo)距中部長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)，需采用斷口移中的辦法。方法是：在長(zhǎng)段上取離斷口近似一半標(biāo)距格數(shù)的標(biāo)記點(diǎn)C，短段上取標(biāo)距端A，量取AC長(zhǎng)，再?gòu)腃點(diǎn)向斷口方向量取BC長(zhǎng)，BC的格數(shù)=標(biāo)距格數(shù)-AC格數(shù)，則=BC+AC，如圖1—8所示。5．截面收縮率試件斷后，頸縮處橫截面積的最大收縮量，與原始橫截面積A0的百分比稱為截面收縮率。頸縮處最小截面積A1的測(cè)定，是在斷口原狀對(duì)接后，量取最細(xì)處垂直兩個(gè)方向的直徑，取兩者的算術(shù)平均值計(jì)算。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、操作規(guī)程1、接電源，打開計(jì)算機(jī)，雙擊桌面上的TestExpert.NET圖標(biāo)，啟動(dòng)試驗(yàn)程序。2、以合適的用戶身份，輸入密碼登錄程序，成功后進(jìn)入程序主界面。3、打開控制器電源，調(diào)整控制器狀態(tài)，使其進(jìn)入可以聯(lián)機(jī)的狀態(tài)。4、選擇合適的負(fù)荷傳感器連接到橫梁，將合適的夾具安裝到橫梁上。5、按程序左側(cè)的聯(lián)機(jī)按鈕，按啟動(dòng)按鈕。6、使用手控盒或程序移動(dòng)橫梁，夾持試樣。7、如果需要，安裝引伸計(jì)。8、選擇并設(shè)置合適的試驗(yàn)方法，輸入試樣信息，各通道清零，按下開始試驗(yàn)按鈕，開始試驗(yàn)。9、試驗(yàn)過程中觀察曲線形狀，如果是帶引伸計(jì)作試驗(yàn)，則應(yīng)設(shè)置使用引伸計(jì)測(cè)量試樣變形的最大值，在試樣變形接近所設(shè)定的最大變形后，立即取下引伸計(jì)，以防止引伸計(jì)損壞。10、試驗(yàn)完成后，試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)停止，用戶應(yīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)分析界面進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。11、將處理結(jié)果打印或者存盤，就完成了一個(gè)完整的試驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察拉、壓試件斷口破壞特征，對(duì)照測(cè)試數(shù)據(jù)和曲線，分析兩種材料的破壞原因和力學(xué)性能特點(diǎn)。拼攏拉伸試件斷口，比較兩種材料的軸向伸長(zhǎng)和橫向收縮的差異。

§2—2彈性模量和泊松比測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠秒娮钁?yīng)變片測(cè)量材料彈性模量E和泊松比μ。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1．拉壓實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)２．YJ-4501靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀一臺(tái)３．板試件一根（已粘貼好應(yīng)變片）三、實(shí)驗(yàn)原理拉壓實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，它由座體1，蝸輪加載系統(tǒng)2，支承框架3，活動(dòng)橫梁4，傳感器5和測(cè)力儀6等組成。通過手輪調(diào)節(jié)傳感器和活動(dòng)橫梁中間的距離，將萬向接頭和已粘貼好應(yīng)變片的試件安裝在傳感器和活動(dòng)橫梁的中間，見圖2。圖1圖2材料在彈性階段服從虎克定律，其關(guān)系為若已知載荷P及試件橫截面面積A，只要測(cè)得試件表面軸向應(yīng)變?chǔ)舙就可得，若同時(shí)測(cè)得試件表面橫向應(yīng)變，則。E、u測(cè)定試件見圖3，是由鋁合金（或鋼）加工成的板試件，在試件中間的兩個(gè)面上，沿試件的軸線方向和橫向共粘貼四片應(yīng)變片，分別為、、、，為消除試件初彎曲和加載可能存在的偏心影響，采用全橋接線法。由軸向應(yīng)變測(cè)量橋和橫向應(yīng)變測(cè)量橋可分別測(cè)得和，也就可計(jì)算得到彈性模量E和泊松比。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.試件橫截面尺寸為：鋁合金材料，寬15mm，厚2.5mm或鋼材料，寬15mm厚2mm。2.接通測(cè)力儀電源,將測(cè)力儀開關(guān)置開。3.將應(yīng)變片按圖3全橋接線法接至應(yīng)變儀通道上（應(yīng)變儀操作可參考應(yīng)變儀使用說明書）。4.檢查應(yīng)變儀靈敏系數(shù)是否與應(yīng)變片一致，若不一致，重新設(shè)置。5.實(shí)驗(yàn)：a.本實(shí)驗(yàn)取初始載荷P0=0.5kN（500N），Pmax=4.5kN（4500N），ΔP=0.5kN（500N），共分8次加載；b.加初始載荷0.5kN（500N），通道置零；圖3c.逐級(jí)加載，記錄各級(jí)載荷作用下的讀數(shù)應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄可參考實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的記錄表。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1．平均值法根據(jù)記錄表記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，每級(jí)相減，得到各級(jí)增加量的差值(從這些差值可看出力與應(yīng)變的線性關(guān)系)，然后計(jì)算這些差值的算術(shù)平均值ΔP均、ΔεP均、ΔεP‘均，可由下式計(jì)算出彈性模量E和泊松比u2．最小二乘法六、思考題1．試件尺寸、形狀對(duì)測(cè)定彈性模量E和泊松比有無影響？為什么？2．試件上應(yīng)變片粘貼時(shí)與試件軸線出現(xiàn)平移或角度差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無影響？3．本實(shí)驗(yàn)為什么采用全橋接線法？4．比較本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法。

§2—3純彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠秒姕y(cè)法測(cè)定梁純彎曲時(shí)沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律；驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1．彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)；2．YJ-4501A靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀；3．溫度補(bǔ)償塊一塊。三、實(shí)驗(yàn)原理和方法彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，它由彎曲梁1、定位板2、支座3、實(shí)驗(yàn)機(jī)架4、加載系統(tǒng)5、兩端帶萬向接頭的加載桿6、加載壓頭（包括鋼珠）7、加載橫梁8、載荷傳感器9和測(cè)力儀10等組成。彎曲梁的材料為鋼，其彈性模量E=200GPa，泊松比。旋轉(zhuǎn)手輪，則梁的中間段承受純彎曲。根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖維間無擠壓的假設(shè)，可得到純彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式為圖1式中M為彎矩；IZ為橫截面對(duì)中性軸的慣性矩；y為所求應(yīng)力點(diǎn)至中性軸的距離。由上式可知，沿橫截面高度正應(yīng)力按線性規(guī)律變化。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)蝸輪絲桿運(yùn)動(dòng)而改變純彎曲梁上的受力大小。該裝置的加載系統(tǒng)可對(duì)純彎曲梁連續(xù)加、卸載，純彎曲梁上受力的大小通過拉壓傳感器由測(cè)力儀直接顯示。當(dāng)增加力ΔP時(shí)，通過兩根加載桿，使得距梁兩端支座各為c處分別增加作用力ΔP/2，如圖2所示。圖2在梁的純彎曲段內(nèi)，沿梁的橫截面高度已粘貼一組應(yīng)變片1～7號(hào)，應(yīng)變片粘貼位置如圖3所示。另外，8號(hào)應(yīng)變片粘貼在梁的下表面與7號(hào)應(yīng)變片垂直的方向上。當(dāng)梁受載后，可由應(yīng)變儀測(cè)得每片應(yīng)變片的應(yīng)變，即得到實(shí)測(cè)的沿梁橫截面高度的應(yīng)變分布規(guī)律，由單向應(yīng)力狀態(tài)下的虎克定律公式，可求出實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值與理論應(yīng)