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1、材料力学实验 力学性能试验 一、拉伸试验 二、压缩试验 三、剪切试验 四、扭转试验 应力分析实验 电测法基本原理 五、矩形截面梁的纯 弯曲 六、薄壁圆筒的弯扭 组合变形 榜 险 额 援 藏 疵 矫 汲 肋 慧 芯 出 早 脆 睫 砰 载 蕉 裕 妥 求 吏 伙 恋 信 贷 剐 冕 象 汕 潭 星 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、试验目的 1测定低碳钢拉伸弹性模量E； 2测定低碳钢拉伸力学性能(ss、 sb 、 d、 y )； 3测定灰铸铁抗拉强度sb。 二、试验仪器 1万能材料试验机； 2引伸仪； 3游标卡尺。 拉 伸 试 验 职 埠 堕 庸 厦 习 孤 欣 蜡 御 昂 庸
2、 瘁 琳 撩 哎 漾 傅 缕 亥 库 莽 喧 皿 绩 畅 帚 骡 浑 锻 骄 腥 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 标点 l0 标距 d0 三、试样 1材料类型 低碳钢： 灰铸铁： 2标准试样： 塑性材料的典型代表 脆性材料的典型代表 标距：等截面测试部分长度 尺寸符合国标的试样 试验机读数表盘 主动指针：反映载荷瞬时大小； 被动指针：反映最大载荷； 拉 伸 试 验 碑 亭 条 绦 嘉 微 钮 整 窑 虽 呆 趟 刹 啼 蹿 泄 乒 揖 夫 会 货 很 异 进 梗 入 它 旬 良 坑 服 库 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 拉 伸 试 验 1)圆形截面 2)矩形截
3、面 l0=10d0 l0= 5d0 l0 t b 或 买 太 雄 用 渣 韵 仟 室 纵 侈 挽 亲 霉 幅 娠 牌 笺 脖 甚 牛 杉 劈 贪 鸵 赐 滔 坝 侈 画 仍 六 艇 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 四、试验原理 1低碳钢拉伸弹性模量E O F Dl DF l F Dl 等量逐级加载法： DF d(Dl)1 d(Dl)2 拉 伸 试 验 剧 交 底 尧 燥 凭 享 涟 冈 好 瑚 抄 醚 者 龟 帅 应 抬 纱 湾 俯 翻 动 蕴 君 红 彩 凳 食 羡 傻 潍 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y
4、) O F Dl Fe Fp Fs Fb 线弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段 屈服点： 抗拉强度： 冷作硬化 伸长率： 断面 收缩率 ： 拉 伸 试 验 滴 铃 疵 拧 弦 恫 旺 挚 任 脊 聂 八 院 郎 垃 楚 姬 纵 捅 君 凉 坝 畸 蹄 竿 鞍 孕 歉 谬 酗 肢 青 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 低碳钢拉伸试验现象： 低碳钢拉伸试验动画： 屈服： 颈缩： 断裂： tmax引起 拉 伸 试 验 帘 疫 纸 鞘 悼 泄 犹 耳 沏 给 戴 稠 面 风 狙 绷 世 唱 长 网 诱 弊 炭 劲 序 焊 赃 埔 肠 范 达 驰 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学
5、 实 验 3测定灰铸铁抗拉强度 sb O F Dl 抗拉强度： Fb 灰铸铁拉伸试验动画： 拉 伸 试 验 惶 窃 睛 乙 只 闭 酉 疮 静 瘴 龟 痢 现 挨 已 靴 虑 环 皖 社 扮 慧 叁 韶 眨 姻 于 垦 柏 戊 表 仕 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、试验目的 1测定低碳钢压缩屈服点ssc； 2测定灰铸铁抗压强度sbc。 二、试验仪器 万能材料试验机。 三、试样 标准试样： d0 h0 粗短圆柱体： h0=13d0 压 缩 试 验 漫 惩 阁 猎 懦 孟 妙 侩 丈 愁 述 恶 遍 腑 憋 顺 诧 钝 影 咖 冉 锯 掉 按 庚 盂 甜 显 逊 辽 始 娩
6、材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 四、试验原理 1测定低碳钢压缩屈服点ssc O F Dl Fsc 压缩屈服点： 拉伸试验 压 缩 试 验 没 肋 书 予 保 孤 盘 铜 巍 鸳 吱 枚 臂 陷 铁 澜 修 否 铝 攀 超 柒 壬 懊 木 蔬 旧 稳 谐 趣 追 豹 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 低碳钢压缩试验现象： 低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于两 端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。 压 缩 试 验 洒 鹏 后 是 挛 纂 年 融 惹 登 绘 漳 雨 不 脱 嘛 惩 测 荧 摧 晒 隔 馒 寓 洽 乐 篡 畜 庄 滋 信 所 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学
7、 实 验 2测定灰铸铁抗压强度sbc O F Dl 强度极限： 拉伸试验 Fbc 灰铸铁压缩 试验现象： tmax引起 压 缩 试 验 怖 络 暴 黄 浙 冰 猿 权 剪 寅 耪 徘 崔 拢 靠 颐 病 漾 酷 蜂 翠 币 迷 献 褐 筹 攫 蚁 膝 赡 筛 百 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、试验目的 1测定低碳钢名义抗切强度tb； 2测定灰铸铁名义抗切强度tb。 二、试验仪器 1万能材料试验机； 三、试样 试样： 剪 切 试 验 2剪切器。 艳 阴 距 塑 摊 秧 泞 罩 域 雾 梗 暗 悼 独 膘 绸 松 暑 梭 缸 姨 党 唉 株 揣 拈 么 绢 奢 违 拿 酋 材
8、 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 四、试验原理 名义抗切强度 ： 双剪： 试件有两个剪切面 Fb 剪 切 试 验 楚 穿 将 印 什 臻 灶 辅 灸 庚 季 鞠 柴 罚 窗 蚕 佣 础 阵 立 缎 醇 嘿 灶 玲 水 顿 情 邵 毕 镇 酉 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 低碳钢剪切试验现象： 灰铸铁剪切试验现象： 剪切、挤压 、弯曲引起 弯曲拉应力引起 剪 切 试 验 邓 余 痰 低 粘 徐 法 固 章 热 闽 胶 闪 烤 样 辰 熔 俄 谭 吹 诺 耕 想 圃 恐 浦 和 暗 篡 甭 杨 伞 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、试验目的 1测定低
9、碳钢切变模量G； 2测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb； 3测定灰铸铁抗切强度tb； 二、试验仪器 1扭转试验机； 2扭角仪。 4分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破 坏情况。 扭 转 试 验 葱 纷 匀 吴 古 腋 棠 蔑 晤 院 恳 杯 腮 台 歌 夸 谴 一 渠 牲 序 襟 辱 腻 冻 洽 粤 茸 忙 坐 提 梦 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 三、试样 1测低碳钢G采用自制试样： d l 2测低碳钢ts、tb、灰铸铁tb采用标准试样： d0 扭 转 试 验 爱 市 某 归 氟 卵 矾 酿 傈 浴 睹 蟹 腔 杏 稗 含 筐 姨 尝 耕 猪 宣 营 靠 怒 歧 挝 驾
10、饺 远 裤 斡 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 四、试验原理 1低碳钢切变模量G O T j d b a l F F Dd 等量逐级加载法： 扭 转 试 验 死 德 沪 推 望 绷 篷 疚 游 罪 承 爵 牡 滇 待 乒 不 涸 证 蓖 堪 阻 咙 赐 踩 锦 腆 敛 追 学 咋 昏 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb O T j Tb Ts T Ts r dr T= Ts 屈服切 应力： 抗切 强度 ： T= Tb ts ts tb tb 扭 转 试 验 筷 桓 琼 篷 卵 螟 闹 琳 催 柔 舌 挪 穴 柒 耕 趴 曳
11、肋 蜀 痈 游 敛 垦 是 泻 趾 邻 翠 公 佬 桂 晌 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 低碳钢扭转试验现象： 低碳钢扭转试验动画： 屈服： tmax引起 断裂： 扭 转 试 验 市 粱 汾 稀 汀 莱 嫂 丘 殃 茅 祝 瀑 冷 郁 妈 募 恼 致 睛 哇 冠 贬 戚 睦 嗽 似 慕 梯 诊 彝 王 劈 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 3测定灰铸铁抗切强度tb 抗切 强度 ： O T j Tb 灰铸铁扭转试验现象： 断裂： 灰铸铁扭转试验动画： 拉应力引起 扭 转 试 验 默 帅 捣 藐 瘪 雅 罪 查 冈 拂 勃 洗 铱 酪 泛 恿 厂 飞 质 杆 馋 具
12、 戮 圣 烯 翰 腾 郧 轿 胳 漾 情 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、电阻应变片 引出线 电阻丝(丝栅) 基底 由试验发现： l 应变片 FF l+Dl K电阻应变片的 灵敏度系数 应变片：将力学量(应变)转换为 电量(电阻)的传感器 电阻应变片种类： 丝式(绕线式)、箔式、半导体式 电测法基本原理 窒 荐 疼 需 芥 询 同 陀 拭 酮 般 商 堕 惩 骨 涩 劫 它 扮 桨 恍 尹 午 硕 袜 堤 竿 喂 绎 往 爬 坯 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 二、电阻应变仪 应变测量原理： 利用电桥平衡测量电阻改变， 从而进一步得到应变。 B A D C
13、E R1R2 R3 R4 电桥平衡(UBD=0)： 若R1R4为四个阻值相同应变片， 受力后，BD间电压改变为： 电测法基本原理 村 循 黎 碰 爸 严 堰 糖 绸 驼 喊 择 咽 窗 扒 声 著 窑 栽 悬 刀 凛 屎 啦 道 燕 屈 竖 悬 箭 陕 在 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 两种接法中的应变片型号、阻值尽可能相同 或接近，固定电阻与应变片阻值也应接近。 1电桥接法： 由于温度对电阻值变化影响很 大，利用电桥特性，可以采用 适当的方法消除这种影响。 三、电桥接法及温度补偿 2温度补偿： 全桥接法(四个电阻均为应变片)； 半桥接法(R1、R2为应变片， R3、R4为固
14、定电阻) 电测法基本原理 阵 镊 朽 迷 茶 坤 坦 刚 兵 边 迄 浸 忽 跟 诡 疥 斤 涕 蜗 刻 医 娠 欺 怪 午 帚 挤 炳 叛 婶 掠 级 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 B A D C E R1R2 R3R4 工作片 温度补偿片 固定电阻 相同应变片R1、R2，R1贴 在构件受力处，R2贴在附 近不受力处，环境温度对 R1、R2引起的阻值变化相 同，为DRT，则 电测法基本原理 淋 腆 粕 杏 谱 泄 佳 凛 溯 废 役 篓 镶 苟 严 捉 捌 励 月 袄 杖 剁 离 刷 场 割 卷 眷 钝 绸 分 甩 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 FF 1单
15、向应力状态 四、几种常见应力状态下的布片方式及应力计算 轴向拉压、纯弯曲、横力弯曲上下缘 FF R1 R2 R1R2 温度自补偿，测量 电压得到有效放大 ： 电测法基本原理 切 瑚 囱 叹 绅 攀 落 省 岸 讹 罕 殖 壁 渭 化 的 酮 恩 盆 灾 货 沸 壶 教 吱 邀 礼 锨 脓 酉 稳 蓖 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2已知主应力方向的二向应力状态 扭转、横力弯曲的中性轴、均匀内压的薄壁圆筒 R1 R2 45o 45o 沿已知主应力方向 贴片，采用温度自 补偿的半桥接法 电测法基本原理 瘫 堂 沛 鹿 甲 琶 资 摘 航 匠 急 烛 艰 客 胰 旭 忆 烯 更 远
16、 茸 曙 既 璃 奠 杆 仇 兑 葛 搽 健 矿 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 3不知主应力方向的二向应力状态 45o3应变花： 90o 0o 45o 电测法基本原理 吾 暮 署 咏 揩 擎 墨 启 娇 溅 嘎 微 藕 夷 袁 于 逢 槽 园 兰 憎 昌 荷 矮 话 拢 世 饲 晕 唐 淄 亢 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 120o 0o 60o 60o3应变花： 电测法基本原理 裹 奇 兵 职 豫 导 浑 维 鸿 虫 蜀 诊 崔 躺 痢 既 烹 位 液 擦 方 篡 放 喘 拓 档 垒 饶 变 膳 乖 眺 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2Y
17、J28AP1OR型静态数字电阻应变仪。 一、实验目的 1测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的 分布规律，并与理论值比较； 2熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用。 二、实验仪器 1纯弯曲试验装置； 矩形截面梁的纯弯曲 弯 蜗 蓖 糊 随 怕 涂 射 抛 笋 药 绑 纺 函 舌 崔 遣 油 邵 彻 蒋 倪 垂 摄 橱 艳 羊 草 腆 嫁 釜 荆 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 三、试验原理 1结构示意图及理论值计算 h b F F/2F/2 aa + - FQ F/2 F/2 M Fa/2 + m m mm截面： 纯弯曲 z y 矩形截面梁的纯弯曲 弱 握 涟 橱 檬 拟 评
18、削 陀 炽 烟 袖 蹈 午 忌 备 邢 贝 莽 祸 养 肚 韭 材 雌 脏 拜 矾 偿 敛 懒 去 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2布片示意图及试验值 00 11 11 22 22 温度补偿片 DF 3等量逐级加载法： 矩形截面梁的纯弯曲 拦 缨 恢 类 喊 吁 黄 鹃 纺 肾 怕 拱 剪 此 嫂 南 辑 砖 漫 秤 椎 礼 渭 意 宿 埃 题 磨 卞 纹 曼 卑 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 一、试验目的 1用电测法测定平面应力状态下一点主应力的 大小及方向； 2测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别 由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。 二、试验仪器 1弯扭
19、组合试验装置； 2YJ28AP1OR型静态数字电阻应变仪。 薄壁圆筒的弯扭组合变形 誓 钳 抗 疾 猾 占 彰 馈 叭 锡 澄 羡 鳃 插 光 病 父 概 蹄 既 筋 拓 味 催 借 骏 弗 舶 躯 潘 缸 重 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 三、试验原理 1结构示意图 a l F I I I-I截面 d D I-I截面 内力： 薄壁圆筒的弯扭组合变形 朔 晶 居 膊 联 却 凑 歪 心 含 耿 喧 夏 苟 所 诱 员 晚 券 伦 曳 绝 等 戎 汐 晦 据 芜 狼 箕 硷 奈 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2布片示意图 A B C D A、B、C、D四点 各
20、贴-45o、0o、45o 应变花 D R12 R11 R10 C R9 R8 R7 B R6 R5 R4 A R3 R2 R1 约定蓝线应变片为 -45o ，白线为 0o ，绿线为45o 薄壁圆筒的弯扭组合变形 兵 翅 盯 唤 蠢 珊 纬 雅 雅 客 迹 席 筏 乡 恶 歌 耶 起 等 木 篓 阵 快 琅 窗 软 肺 弧 跌 默 刚 倒 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 主应力大小： 主应力方向： a是主应力与圆管 轴线的夹角 3等量逐级加载法 4指定点(B、D)的主应力大小及方向 共用温度补偿片的半桥接法，一个载荷水 平下分别测B、D两点6个应变片的应变值 1)实验值： 薄壁圆
21、筒的弯扭组合变形 康 鸿 舵 功 再 泞 靡 愚 彬 鳃 港 申 辨 宫 伏 籍 压 话 墓 攫 瞬 完 李 镁 叼 袜 活 宏 峭 倘 锚 淫 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 2)理论值(以B点为例)： B ss t t 内力 应力 按平面应力状态分析得到： s1、 s2、 s3、 a0分 别与试验值比较 薄壁圆筒的弯扭组合变形 黄 斗 广 蛾 溺 氦 玉 慷 壶 桌 管 尧 靶 牵 砒 矩 茧 谩 史 踩 塌 队 频 渝 诚 吨 葱 剔 女 规 喘 棺 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 5弯矩、扭矩及剪力各自引起应力的测量 1)由于电桥特性均可以自补偿，不需要
22、温度补偿片 2)弯矩M对应的正应力测量 B A D C R5R11 取圆筒上下(B、D)两点0o应 变片接成半桥线路 薄壁圆筒的弯扭组合变形 呆 磊 伞 喝 莹 胺 戴 文 善 伞 骨 悄 艺 坛 阅 初 者 窝 快 瞳 猿 元 楼 缘 懂 妙 债 般 迹 桐 沪 男 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 3)扭矩T对应的切应变测量 取圆筒前后(A、C)两点-45o、 45o四个应变片接成全桥线路 B A D C R3R1 R7R9 R3 R1 A R7 R9 C FQ TAC 薄壁圆筒的弯扭组合变形 转 际 陡 组 恃 偿 猛 皂 氏 伴 雍 诅 丧 该 策 旭 饲 疵 吞 缠 多
23、 度 丙 诡 殆 领 辨 慑 笛 汐 辟 锡 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 由胡克定律得 薄壁圆筒的弯扭组合变形 拦 敏 檀 衙 枫 盔 鼓 霖 八 巳 砖 摄 誉 辨 放 挂 府 祈 誊 配 南 囊 泵 傲 梢 噬 州 示 乳 般 丢 缝 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 4)剪力FQ对应的切应变的测量 仍取A、C两点-45o、 45o四个 应变片接成全桥线路，与3)不 同在于R9、R7换位 B A D C R3R1 R9R7 R3 R1 A R7 R9 C FQ T 薄壁圆筒的弯扭组合变形 哗 囚 分 猴 么 篡 锄 诌 识 兄 福 拘 弦 僳 勿 向 挡
24、硅 鸭 爆 痘 淆 膊 欧 樟 意 故 桓 通 崔 虞 草 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 1)I-I截面内力增量： 6相关理论值计算 2)I-I截面应力增量： 3)应变增量： 薄壁圆筒的弯扭组合变形 弗 击 养 尺 锗 湖 婶 忻 无 轮 啥 负 捆 坎 铀 海 汪 台 碘 宛 避 歪 胯 耙 趋 罐 岿 妖 癣 拈 鹏 贤 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验 a a 6纯剪切应力状态g 与e 1关系的另一推导 g x D l 薄壁圆筒的弯扭组合变形 苦 酞 灸 脾 易 始 每 玛 锐 榨 坞 庙 筹 卵 袄 恢 特 掉 年 句 援 桃 仪 范 耸 春 烦 汹 肤 耙 驭 把 材 料 力 学 实 验 材 料 力 学 实 验