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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 验拉 伸 试
2、验1)圆形截面2)矩形截面l0=10d0l0= 5d0l0t b或四、试验原理 1低碳钢拉伸弹性模量EOFDlDFlFDl等量逐级加载法： DFd(Dl)1d(Dl)2拉 伸 试 验2测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y )OFDlFe FpFsFb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3测定灰铸铁抗拉强度 sbOFDl抗拉强度：Fb灰铸铁拉伸试验动画：拉 伸 试 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。
3、二、试验仪器万能材料试验机。三、试样标准试样：d0h0粗短圆柱体： h0=13d0压 缩 试 验四、试验原理1测定低碳钢压缩屈服点sscOFDlFsc压缩屈服点：拉伸试验压 缩 试 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2测定灰铸铁抗压强度sbcOFDl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。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
4、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 验一、试验目的1测定低碳钢切变模量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 验三、试样 1测低碳钢G采用自制试样：d l2测低碳钢ts、tb、灰铸铁tb采用标准试样：d0扭 转 试 验四、试验原理 1低碳钢切变模量GOTjdbalF FDd等量逐级加载法：扭 转 试 验2测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tbOTjTbTsT TsrdrT= Ts屈服切 应力：抗切 强度 ：T=
5、Tbtststbtb扭 转 试 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3测定灰铸铁抗切强度tb抗切 强度 ：OTjTb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 FFl+DlK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。BADCER1R2R3R4电桥平衡(UBD=0)：若R1R4为四个阻值相同应变片，
6、 受力后，BD间电压改变为：电测法基本原理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为固定电阻)电测法基本原理BADCER1R2R3R4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FF1单向应力状态四、几种常见应力状态下的布片方式及应力计算轴向拉
7、压、纯弯曲、横力弯曲上下缘FFR1R2R1R2 温度自补偿，测量 电压得到有效放大 ：电测法基本原理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R1R245o 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3不知主应力方向的二向应力状态45o3应变花：90o0o45o电测法基本原理120o0o60o 60o3应变花：电测法基本原理2YJ28AP1OR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三、试
8、验原理 1结构示意图及理论值计算hbFF/2F/2aa+ -FQF/2F/2MFa/2+m mmm截面：纯弯曲zy矩形截面梁的纯弯曲2布片示意图及试验值0011112222温度补偿片DF3等量逐级加载法：矩形截面梁的纯弯曲一、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三、试验原理 1结构示意图alFIII-I截面dDI-I截面内力：薄壁圆筒的弯扭组合变形2布片示意图AB CDA、B、C、D四点 各贴-4
9、5o、0o、45o 应变花DR12 R11 R10CR9 R8 R7BR6 R5 R4AR3 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：薄壁圆筒的弯扭组合变形2)理论值(以B点为例)：Bss tt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
10、以自补偿，不需要温度补偿片2)弯矩M对应的正应力测量BADCR5R11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BADCR3R1R7R9R3R1AR7R9CFQTAC薄壁圆筒的弯扭组合变形由胡克定律得薄壁圆筒的弯扭组合变形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BADCR3R1R9R7R3R1AR7R9CFQT薄壁圆筒的弯扭组合变形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aa6纯剪切应力状态g 与e 1关系的另一推导gx D l薄壁圆筒的弯扭组合变形
