DOC《材料力学实验》

材料力学实验 任永臻 编 集美大学机械工程学院 机械基础实验室 2007年3月目录

第一章 绪论…1 §1.

1 材料力学实验的内容…1 §1.2 材料力学实验的标准及方法…1 §1.3 材料力学实验规则及要求…2

第二章 材料的力学性能测定…3 §2.1 液压式万能材料试验机…3 §2.1.1 WE-

60、WE-100A型液压式万能试验机…3 §2.1.2 WEC-600B型微机显示液压万能试验机…5 §2.2 机械式引伸仪…6 §2.3 低碳钢、铸铁的拉伸实验…7 §2.4 低碳钢、铸铁压缩演示实验…12 §2.5 低碳钢弹性模量E的测定…14 §2.6 扭转试验机…16 §2.6.1 NN-100A型扭力试验机…16 §2.6.2 NDS-0.5型扭转试验机…17 §2.7 扭转实验…18 §2.8 低碳钢剪变模量G的测定…21 §2.9 冲击实验…23 §2.10 疲劳实验…25

第三章 电测应力分析…29 §3.1 概述…29 §3.2 组合式材料力学多功能实验台…30 §3.3 电阻应变片…31 §3.4 应变电桥…33 §3.5 电阻应变仪…35 §3.6 应用…45 §3.7 弯曲正应力实验…47 §3.8 弯扭组合变形的主应力的测定…49 §3.9 叠梁/复合梁弯曲正应力实验…52 §3.10 材料弹性模量E、泊松比? 的测定…54 §3.11 偏心拉伸实验…57 §3.12 压杆稳定实验…60 §3.13 电阻应变片灵敏系数标定…63 §3.14 悬臂梁实验…66 附录Ⅰ 实验数据的线性拟和…69 附录Ⅱ 有效数后第一位数的修约规定的关系…72 附录Ⅲ 力学量国际单位制单位及换算…73 绪论§1.1 材料力学实验的内容 材料力学实验是材料力学的重要组成部分,包含以下三方面的内容:

一、材料的力学性能的测定 材料的力学性能是指在外力的作用下,材料在变形、强度等方面表现出的一些特性,如弹性极限、屈服极限(屈服点)、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等.这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据,而它们一般要通过实验来测定.随着材料科学的发展,各种新型合金材料、合成材料不断涌现,力学性能的测定,是研究每一种新型材料的重要任务.

二、验证已建立的理论 材料力学的一些理论是以假设为基础而导出的,杆件的弯曲理论就以平面假设为基础.用实验验证这些理论的正确性和使用范围,有助于加深对理论的认识和理解.至于对新建立的理论和公式,用实验来验证更是必不可少的.实验是验证、修正和发展理论的必要手段.

三、应力分析实验 某些情况下,例如因构件集合形状不规则或受力复杂等,应力计算并无适用理论.这时,用诸如电测、光弹性等实验应力分析方法直接测定构件的应力,便成为有效的方法.对经过较大简化后得出的理论计算或数值计算,其结果的可靠性更有赖于实验应力分析的验证. §1.2材料力学实验的标准及方法 材料的强度指标如屈服极限、强度极限、持久极限等,虽是材料的固有属性,但往往与试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、周围环境(温度、介质)等有关.为使试验结果能相互比较,国家标准对试样的取材、形状、尺寸、加工精度、试验手段和方法以及数据处理等都作了统一规定.我国国家标准的代号GB.其他国家也有各自的标准,如美国标准的代号ASTM,国际标准的代号ISO.国际间需要作仲裁试验时,以国际标准为依据. 对破坏性试验,如材料强度指标的测定,考虑到材料质地的不均匀性,应采用多根试样,然后综合多根试样的结果,得出材料的性能指标.对非破坏性试验,如构件的变形测量,因为要借助于变形放大仪表,为减小测量系统引入的误差,一般也要多次重复进行,然后综合多次测量的数据得到所需结果. 实验应力分析除前面提到的电测法及光弹性法外,还有激光全息光弹性法、散斑干涉法、云纹法、声弹法等.采用何种方法取决于试验的目的和对试验精度的要求.一般说,如仅需了解构件某一局部的应力分布,电测法比较合适;