工程力学实验研究整理.docx
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工程力学实验研究整理
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
引伸仪标距l=mm
实验前
材料
标距l0（mm）
直径d0（mm）
平均横截面积（mm2）
最小横截面积A0（mm2）
截面Ⅰ
截面Ⅱ
截面Ⅲ
1
2
平均
1
2
平均
1
2
平均
低碳钢
铸铁
低碳钢弹性模量测定
载荷F（kN）
变形（mm）Δl
变形增量（mm）δ（Δl）
F0=
F1=
F2=
F3=
F4=
F5=
ΔF=
=
=
实验后
材料
标距l1（mm）
断裂处直径d1（mm）
断裂处横截面积A1（mm2）
1
2
平均
低碳钢
铸铁
屈服载荷和强度极限载荷
材料
上屈服载荷
下屈服载荷
最大载荷
断口形状
Fsu（kN）
Δl（mm）
Fsl（kN）
Δl（mm）
Fb（kN）
Δl（mm）
低碳钢
铸铁
载荷―变形曲线（F―Δl曲线）及结果
材料
低碳钢
铸铁
F―Δl曲线
断口形状
实验结果
上屈服极限
下屈服极限
强度极限
延伸率
断面收缩率
强度极限
延伸率
四、问题讨论
（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；
（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
金属材料的拉伸及弹性模量测定
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验二金属材料的压缩实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
材料
直径d0（mm）
高度l（mm）
截面积A0（mm2）
屈服载荷Fs（kN）
最大载荷Fb（kN）
1
2
平均
低碳钢
铸铁
载荷―变形曲线（F―Δl曲线）及结果
材料
低碳钢
铸铁
F―Δl曲线
断口形状
实验结果
屈服极限
强度极限
四、问题讨论
（1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因；
（2）分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
金属材料的压缩实验
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验指导教师：
200年月日
实验三复合材料拉伸实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
试件尺寸
试件编号
宽度b（mm）
平均
宽度
（mm）
厚度h（mm）
平均
厚度
（mm）
平均面积
（mm2）
1
2
3
1
2
3
1
2
3
电阻应变片数据
电阻值（Ω）
电阻片
应变仪灵敏系数K仪
载荷和应变
加载次数
载荷
P（N）
载荷增量
ΔP（N）
电阻应变仪读数（με）
测点1
测点2
测点3
应变
（ε1）
增量
应变
（ε2）
增量
应变
（ε3）
增量
1
2
3
4
5
6
平均
实验结果
纵向弹性模量E1=（MPa）
泊松比
四、问题讨论
复合材料拉伸实验
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验指导教师：
200年月日
实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
弹性模量E=泊松比μ=
实验前
材料
标距l0（mm）
直径d0（mm）
平均极惯性矩（mm4）
最小抗扭截面模量WT（mm3）
截面Ⅰ
截面Ⅱ
截面Ⅲ
1
2
平均
1
2
平均
1
2
平均
低碳钢
铸铁
低碳钢剪切弹性模量测定
扭矩T（kN）
扭转角（rad）
扭转角增量（rad）
T0=
T1=
T2=
T3=
T4=
T5=
ΔT=
=
=
理论值=相对误差（%）
载荷―变形曲线（F―Δl曲线）及结果
材料
低碳钢
铸铁
T—φ曲线
断口形状
实验记录
屈服扭矩Ts
破坏扭矩Tb
破坏扭矩Tb
实验结果
屈服极限
强度极限
强度极限
四、问题讨论
（1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成45o螺旋断裂面？
（2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转实验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。
金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
试件尺寸：
L=mm。
b=mm。
h=mm.
电阻应变片：
阻值R=Ω；灵敏系数k=.
1/4桥路接线法：
AB=、、、；BC=.
电阻应变片
P1=N
P2=N
P3=N
P4=N
P5=N
读数
平均
读数
平均
读数
平均
读数
平均
1/2桥路接线法（工作片+温度片）：
AB=；BC=.
电阻应变片
P1=N
P2=N
P3=N
P4=N
P5=N
读数
平均
1/2桥路接线法（工作片+工作片）：
AB=；BC=.
电阻应变片
P1=N
P2=N
P3=N
P4=N
P5=N
读数
平均
全桥路接线法（工作片+温度片）：
AB=；BC=；CD=；DA=.
电阻应变片
P1=N
P2=N
P3=N
P4=N
P5=N
读数
平均
全桥路接线法（工作片+工作片）：
AB=；BC=；CD=；DA=.
电阻应变片
P1=N
P2=N
P3=N
P4=N
P5=N
读数
平均
四、问题讨论
（1）简要叙述在电阻应变片粘贴注意事项。
（2）找出各种桥路中的电阻应变仪读数与电阻应变片的实际值的关系
（3）在桥路变换中有什么规律。
电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验指导教师：
200年月日
实验六弯曲正应力电测实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
数据记录
梁高
H=mm
截面惯性矩
IZ=m4
梁宽
B=mm
拉压弹性模量
E=MPa
支座与垫架支点间距离
a=mm
应变片电阻值
R=Ω
各测点到中性轴的距离（中性轴以上取“—”，以下取“+”）
y1=mm
y2=mm
y3=mm
y4=mm
y5=mm
电阻片灵敏系数
K=
应变片灵敏系数
K仪=
载荷和应变
次数
载荷
P
（N）
载荷增量
ΔP
（N）
电阻应变仪读数（με）
测点
测点
测点
测点
测点
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
1
2
3
4
5
6
7
8
实验应力增量值
（MPa）
理论应力增量值
（MPa）
相对误差（%）
横截面上应力分布比较（用实线代表实验值，用虚线代表理论值）
Oσ
四、问题讨论
沿梁截面高度，应变怎样分布？
随载荷逐级增加，应变分布按什么规律变化？
中性轴在横截面的什么位置？
弯曲正应力电测实验
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
数据记录
弹性模量E=应变片电阻值Ω=
电阻片灵敏系数K=应变片灵敏系数K仪=
试件
梁高
（mm）
梁宽
（mm）
支座与压头支点间距离（mm）
截面惯性矩（m4）
各电阻片位置到中性层的距离（中性轴以上取“—”，以下取“+”）（mm）
叠梁
h1=
h2=
b=
a=
IZ=
y1=mmy5=mm
y2=mmy6=mm
y3=mmy7=mm
y4=mmy8=mm
楔块梁
h1=
h2=
b=
a=
IZ=
y1=mmy5=mm
y2=mmy6=mm
y3=mmy7=mm
y4=mmy8=mm
整梁
H=
b=
a=
IZ=
y1=mmy6=mm
y2=mmy7=mm
y3=mmy8=mm
y4=mmy9=mm
y5=mm
载荷和应变
（1）叠梁
次数
载荷
F
（kN）
载荷增量
ΔF
（kN）
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
平均
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
实验应力增量值
（MPa）
理论应力增量值
（MPa）
相对误差（%）
（2）楔块梁
次数
载荷
F
（kN）
载荷增量
ΔF
（kN）
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
平均
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
实验应力增量值
（MPa）
理论应力增量值
（MPa）
相对误差（%）
（3）整梁
次数
载荷
F
（kN）
载荷增量
ΔF
（kN）
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
测点⑨
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
应变
增量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
平均
测点①
测点②
测点③
测点④
测点⑤
测点⑥
测点⑦
测点⑧
测点⑨
实验应力增量值
（MPa）
理论应力增量值
（MPa）
相对误差（%）
画出应力沿梁高度的分布规律
（1）叠梁
（2）楔块梁（3）整梁
四、问题讨论
（1）分析整梁（矩形截面H＝2h，B＝b），同种材料叠梁、不同材料叠梁在相同支撑和加载条件下承载能力的大小。
（2）楔块梁的应力分布有什么特点，它与叠梁有何不同，内力性质有何变化？
（3）根据测试结果如何判断各种梁是否有轴向力作用及轴向力产生的原因。
叠（组）合梁弯曲的应力分析实验
原始实验数据记录
验指导教师：
200年月日
实验八弯扭组合变形的主应力测定
实验时间：
设备编号：
温度：
湿度：
一、实验目的
二、实验设备和仪器
三、实验数据及处理
1．数据记录
试件计算长度
L=mm
试件材料泊松比
μ=
内径
d=mm
试件材料弹性模量
E=MPa
外径
D=mm
应变片电阻值
R=Ω
加力杆长度
a=mm
电阻片灵敏系数
K=
应变片灵敏系数
K仪=
2．布片展开图：
截面单元体应力状态图：
3．荷载及应变
载荷
（N）
电阻应变仪读数
A点
B点
C点
D点
P
ΔP
—450
00
450
—450
00
450
—450
00
450
—450
00
450
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变
应变增量
应变增
量均值
4．根据实测数据计算A，B，C，D各点主应力大小及方向和剪应力的大小。
5．计算各点主应力大小及方向、剪应力的大小。
6．值和理论值的相对误差。
四、问题讨论
分析形成误差的主要因素。
弯扭组合变形的主应力测定
原始实验数据记录
实验指导教师：
200年月日
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