材料力学指导手册.doc

材料力学指导手册.doc恣M方命耘2專2密谭离
窒XINLIAN COLLEGE , HENAN NORMAL UNIVERSITY
《材料力学》
实验指导书
机械工程系实验中心
实验守则
一、 实验基本要求
实验前，必须认真预习实验指导书及教材中的有关内容，熟悉仪 器、设备及相关测量器具的工作原则和初步了解操作要求。没有预习 实验指导书的学生不得进入实验室。
实验中对各种数据应会处理，并考虑如何书写实验报告；实验中 出现的误差或其它情况应进行分析说明。
二、 实验须知
学生应在规定的时间进入实验室。进入实验室后，注意保持实验 室清洁和安静。
需要接电源的仪器，需经教师同意后，方可接上电源。严格按照 操作规程小心操作，用力适当。
未经指导老师允许不得擅自动用任何设备。仪器有故障时，不得 擅自拆修，应立即报告指导老师。
学生应积极动手操作，并独立完成实验和实验报告。
实验前认真清点检查实验用品，如有缺失或损坏，及时报告知道 老师；实验完毕后，将计量器具和被测工件整理好，并认真填写实验 设备使用登记表，经老师检查后方可离开实验室。
实验一
拉伸实验
实验二
扭弯组合实验
实验三
等强度梁实验
实验四
弯曲正应力实验
实验五
悬臂梁实验
实验六
压杆稳定实验
实验七
电阻应变片的灵敏度系数测定
实验一拉伸实验
一、 实验目的
测量低碳钢材料的弹性模量E和泊松比“。
验证弹性阶段胡克定律。
了解、掌握应变电测法原理及应用。
二、 实验设备
1•材料力学多功能实验台。
实验台为框架式结构，其外形结构如图1所示。实验台加载机构
采用蜗轮蜗杆手动加载。
。
T4P1称重传感器（量程It）。
试样（表面沿轴向和横向各对称贴有一组电阻应变片）。
5•温度补偿块。
游标卡尺。
三、实验原理及方法
该实验采用电测法测量E和“。试样采用矩形截面试样，试样形 状及连线方式如应变片连线图所示。在试样中间横截面上，沿前后两 面的轴线方向分别对称的贴一对轴向应变片&和R2，以测量轴向应变 知再沿横向分别对称的贴一对横向应变片R3和出，以测量横向线应 变匂。实验采用半桥接线、公共补偿的方法测定E和〃。
（1） 测定弹性模量E
试样单向拉伸时（注意为同轴向应力），材料在弹性范围内，应力 和应变遵循胡克定律，应力和应变成正比的关系，即 CF = E£ （2-1）
公式中b—-沿轴向方向的拉应力,MPa; E—-材料的弹性模量, GPa;&—-沿轴向拉方向的线应变。
在应力一应变曲线上，弹性模量E由弹性阶段直线率决定，它代 表材料抵抗弹性变形的能力。E越大，则产生弹性变形所需的应力越 大。工程上常把EA称作杆件材料的抗压（拉）刚度。E是弹性元件 选材的重要依据，是力学计算中的一个重要参量。由式得
E = - = — （2-2）
£ Ao£-
式中F—-轴向拉力；Ao -一试样横截截面面积，mm2o只要测 得试样所受的轴向拉力F和与之对应的应变£,就可由式(2-2)算出 材料的弹性模量。本实验只有在只受轴向力的情况下才能得到正确的 测量值，所以应多做几次实验以便找出正确的单向受力点。
测定泊松比"
试样轴向拉伸时，产生纵向伸长、横向缩短的变形。实验表明， 在弹性范围内，横向应变&2与轴向应变刍之比为一常数，其绝对值称 为横向应变系数或泊松比，用“来表示，即
“二邑 (2-3)
式中“一-泊松比；
勺 试样轴向拉伸时的横向应变；
试样轴向拉伸时的轴向应变。
四、实验步骤
弹性模量E (196〜216), “值为(〜)。
加载方案
在比例极限内进行实验，第一组加载到500N,记录所得实验数据, 稳定后第二组加载到800N,记录实验数据，然后比较实验结果。也 可在比例极限内分多次加载，如加载顺序为100 N、200 N、300N、 400N、500N-1200No但要注意微小的1必即可使弹性模量E发生很 大的变化，以至于实验结果相差太大。
3•调整实验装置初始位置，让其处于不受力的状态。
4•试样的安装和仪器调整
将贴有应变片的试样安装在装置的夹头内根据拉伸实验应变片连
线图纸进行接线
进行实验
应变仪所有通道清零，打开软件中拉伸实验窗口，点击开始实验。 手动加载至500N,记录在相应软件中，记录并保存实验数据，此数据 为第一组数据。然后手动加载至800N,记录在相应软件中，记录并 保存实验数据，此数据为第二组数据，并和理论值相比较，计算误差。 或者在比例极限内多次加载，-1200N, 每加载100N记录一次实验结果。观察实验现象，确定最好的实