《工程力学》实验指导书.doc

绪论
一、工程力学实验的意义和任务
实践是理论的基础,科学实验是进行科学研究的重要手段。工程力学的内容和理论清楚表明,它是在实验观察的基础上,经过科学抽象,抓住主要事实,由表及里,去伪存真,将真实材料理想化、实际构件典型化、公式推导假设化的学科。它的理论结果是否正确、能否适用于工程实际,只有通过进一步的实验验证才能确定。在结构设计及新材料开发中,需要了解材料的力学性能参数,这些数据要通过材料的力学性能试验进行测定。在工程实际中,构件的几何形状、受力条件和支承条件往往十分复杂,这些构件的强度和刚度计算仅靠理论分析的方法难以得到正确结果,除了使用有限元等数值计算方法外,使用实验应力分析方法是解决此类难题的可靠途径。
工程力学实验是工程力学课程的一个重要教学环节,重在通过这一环节不但可以使学生巩固和深化对工程力学理论的学习和掌握,而且使学生学会材料各种力学性能的测试方法,熟悉常用的应力分析方法和各种仪器设备的正确使用操作方法,锻练动手能力,培养独立分析解决问题的能力和科学严谨的工作态度。
由此可见,工程力学实验课对巩固、掌握和研究、发展工程力学理论,培养高素质的社会主义现代化建设人才,都具有十分重要的意义。
工程力学实验课的教学任务是:
(1)通过试验测定和验证典型工程材料的各种力学性能,并使学生掌握符合国标规定的一般试验方法。
(2)通过实验验证工程力学中的重要理论,并使学生从中了解和熟悉常用的应力分析方法。
(3)通过试(实)验,使学生熟悉和掌握常用试验仪器设备的正确使用及其操作方法。
(4)通过实验课教学和课外作业的完成,培养学生独立分析解决问题的能力和科学严谨、实事求是的工作态度。
二、工程力学实验的内容
几乎每一种工程力学理论都可用相应的实验来验证,工程材料的每一项力学性能都需要通过试验进行测定,属于工程力学问题范畴但又超出工程力学理论适用范围的复杂工程问题,并未超出工程力学实验的适用范围,即可以用应力分析的方法来解决。因此,工程力学实验的内容可以说是极其丰富的。
本教材从实验的性质和教学层次上将工程力学实验课的内容划分为三大类:

这类试验如拉伸、扬氏模量及泊松比、规定非比例伸长应力及规定残余伸长应力、压缩、剪切、扭转、弯曲和冲击等。

这类实验如梁的纯弯正应力、弯扭组合变形下的主应力、光弹性演示、光弹性材料条纹值等。

这部分内容由具有不同专业特色和工程背景的力学物理量测量或应力分析试验设计作业构成,供有能力的同学有所选择地设计试验方案和数据分析处理方法,用以开发学生的自身潜力和研究探索意识,培养其独立分析解决实际问题的能力。
本教材含材料基本力学性能试验项目4个、综合性实验设计项目3个。其中拉伸、扬氏模量及泊松比、压缩、扭转、梁的弯曲正应力、弯扭组合变形下的主应力、光弹性演示、光弹性材料条纹值,为多学时工程力学课必做实验项目,少学时工程力学课和工程力学和建筑力学课必做实验项目为拉伸、压缩、扬氏模量及泊松比(或扭转)和梁的纯弯正应力,必做实验以外的其他实验项目,可根据学生的专业特点和学时情况适当选做。
三、实验课注意事项
工程力学实验所使用的仪器设备,均属精密贵重设备,为了保持良好的教学秩序,使实验课达到预期教学目的,保护国家财产,避免实验事故发生,使学生养成科学严谨的工作作风,参加实验的同学必须遵守下述三项规则。
(一)课前认真准备
实验课前必须认真预习本教材,弄清楚实验的内容和目的,通过实验要测取哪些数据,完成实验需要使用哪些仪器设备,如何正确操作、操作中特别应注意哪些问题等。并编写实验预习报告。
(二)认真进行实验
(1)准时进入实验室。
(2)保持室内安静,不得大声喧哗,并保持室内清洁。
(3)未经指导老师同意,不得擅自动用任何设备,实验时必须遵守设备操作规程,违规操作并造成设备损坏或人身伤害事故者,要照章处罚。
(4)同组合作的同学要分工明确,各负其责,及时记录各项实验资料和数据。
(5)实验结果请指导老师审阅,认为合格后方可结束实验。实验结束时关掉电源,整理、清点实验物品并搞好现场卫生,经老师同意方可离开实验室。
(三)课后按时完成、递交实验报告
实验报告是对实验的科学总结与归纳,是学生实验分析能力的具体体现,要求报告的内容要全面、真实,字迹工整,图文并茂。实验及计算数值要表格化。不参加实验而随意捏造数据或在报告中乱涂乱画的同学实验考核成绩不及格。实验报告应包括以下内容:
(1)实验名称、实验日期、室温。
(2)实验设备的名称、型号、使用量程及精度。
(3)基本实验装置简图。
(4)实验记录及数据处理表格,并使用适当