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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划测定某种缓冲材料弹性效率的实验设计实验一材料E、?的测试实验在解决工程构件的强度问题时，需要用到构件所用材料的弹性常数弹性模量E和泊松比?，因此，测定材料的弹性常数是工程中经常遇到的问题。一、实验目的1.熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法。2.掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法。3.用电测法测量材料的弹性模量E和泊松比?。二、实验仪器型材料力学多功能实验台型静态电阻应变仪3.板试件实验装置一套4.游标卡尺三、实验原理材料在线弹性范围内服从胡克定律，应力和应变成正比关系。
2、轴向拉伸时，其形式为?E?，E为弹性模量，即E?。?试件轴向拉伸时，纵向伸长，横向缩短。在弹性范围内，横向应变?与轴向应变?二?者之比为一常数，其绝对值称为横向变形系数或称泊松比，用?表示，即?。?试件采用矩形截面试件，为了消除偏心弯曲引起的测量误差，布片方式如图1-1所示。在试件中央截面上，沿前后两面的轴线方向分别对称地布有一对轴向应变片R1、R1，以测量轴向应变?，一对横向应变片R2、R，以测量横向应变?。组桥方式：半桥单臂接法，如图1-2所示。由于实验装置和安装初始状态的不稳定性，拉伸曲线的初始阶段往往是非线性的。为了尽可能减少测量误差，实验宜从初载P0开始，与P0对应的应变仪读数?仪可
3、预调到零，也可设定一个初读数。采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量?P作用下，产生的应变增量?，并求?的平均值。设试件初始横截面面积为A0，则?PE?均A0?均?均图1-1布片方式BA1R2R4RDUI图1-2组桥方式CUO四、实验步骤1.测量试件初始横截面面积A0：加载前，在试件标距内，测量三处横截面面积，取其平均值作为试件的初始横截面面积A0，见表1。2.根据实验目的，拟定加载方案，见表2。3.按照组桥方式，将应变片和力传感器接入桥路，并连接好应变仪的电源线。4.设置力传感器的灵敏系数，并平衡各通道。5.按照加载方案进行加载测试，记录实验数据。加载时应缓慢均匀地进行。记录数据的同
4、时，注意检查应变是否符合线性变化规律，以判断实验是否正常。实验至少重复两次，如果数据稳定，即可结束。6.现场计算出材料的弹性模量E和泊松比?，经教师审核认可后，结束实验，使实验装置和仪器复原。五、原始实验数据表1A0?A1?A2?A33?1均?1均2?2均?2均?均?均?2E?P?均A0?均?均?七、思考题1.实验时为什么要加初载P0？应变仪初读数的任意设定对本测量结果有无影响？2.采用什么措施可消除偏心弯曲的影响？常用材料弹性常数测量实验精51XX赵诣J202同组：杨栋付春双1、实验目的测定常用材料的弹性模量和泊松比学会使用最小二乘法处理实验数据进一步掌握电测法的原理和电阻应变仪的操作认识单
5、向拉伸时不同方向应变的关系认识各向同性材料和各向异性材料的区别2、实验设备和试件电子万能实验机CSS2210、YE2539高速应变仪、贴有应变片的铝合金试件、温度补偿片。3、实验原理单向拉伸时大多数材料在初始弹性阶段应力应变关系服从胡克定律：?E?其中?是应力，?是应变，E是材料的弹性模量，代表材料抵抗弹性变形的能力，是材料力学计算及实际使用中的重要参量。在本实验中，通过实验机测得的?曲线斜率来确定材料的弹性模量：由电子万能实验机测得载荷而得出应力?、由应变仪测得应变?。材料轴向拉伸时必然引起横向收缩。在弹性范围内，设横向应变为?，轴向应变为?|?/?|通常为一常数。定义这个比值为泊松比，是弹
6、性材料的又一重要参数。工程上常用的金属材料是各向同性材料，各个方向的弹性模量和泊松比是相同的。由纤维增强的复合材料不同方向上的拉伸性能通常不一样，为正交各向异性材料。这种材料需要两个方向平行和垂直于纤维方向的弹性模量E1、E2和泊松比?21、?12来描述。4、测定方法本实验是通过拉伸实验测定材料的弹性模量和泊松比。在被测材料的比例极限内，施加轴向拉伸载荷，定点测量和记录轴向应变和横向应变。利用最小二乘法拟合曲线，求出曲线斜率，进而测定出材料的弹性模量和泊松比。ooo我们组选用的是铝合金试样。布片方案是在试件中部正反两面分别设置0、45、90应变片，可测量?0、?45、?90三个方向的应变。铝合
7、金试样的最大许可应力是?=100MPa，试样的横截面积约为A=150mm，因此所加载荷不应超过F=?A=15kN。本组实验采用计算机自动采样方式，最大载荷不超过。在安装试件前，将载荷清零；安装试件，夹持长度不小于夹块长度的2/3；调整加载速度为1mm/min；开始加载，计算机自动记录载荷和应变数据，直到载荷达7kN左右，停止加载；打开实验数据，观察实验曲线，打印实验数据将载荷以1mm/min的速度清零。拆卸试件。5、实验数据及处理2单臂法测量材料尺寸?14?103N?108Pa=计算EE=?62-3?10m?512?10计算?143?512?o取上下表面对应的两片0应变片的应变值的平均值，做出
8、0应变片的应力-应变曲线，图中标明：则有：所测材料的弹性模量E=o取上下表面对应的两片0o和90o应变片的应变值的平均值，对其进行最小二乘法线性拟合，结果见下图，其中y轴为90o应变片的应变值，x轴为0o应变片的应变值，拟合结果2和R值已经在图中标明：则有所测材料的泊松比?=。拟合直线E=6、实验结果分析本实验的误差来自很多方面，其中比较主要的方面有：由于应变片的横向效应引起的误差；由于所加载荷不是只有轴向载荷应起的误差；等。本实验六个应变片的应变数据记录如附页所示，从图中可以看出，上下表面位置相对的两片应变片在相同载荷下测出的应变相差还是比较大的，究其原因，我认为很可能是因为所加的载荷并不是
9、只有轴向载荷，可能还有横向的载荷，因此造成上下表面位置相对的两片应变片在相同载荷下的拉压程度不同，从而应变片的应变相差较大。对于这种情况，我采取的处理方法就是将上下表面位置相对的两片应变片所测得的载荷取平均值，这样就会比较好的反映这个方向上的应变。在轴向载荷下，0o方向上的应变和45o方向上的应变正负号相同，但45o方向上的应变小于0o方向上的应变，90o方向上的应变和0o、45o方向上的应变正负号相反。三个方向上的应变满足的关系是?90?0，?45?0?cos245?如果是正交各向异性材料的45o试件仍满足?45?0?cos245?这个关系，从理论上来说，我们在推导平面应力状态的坐标变换公式
10、中只用到了平衡方程，而平衡方程是对所有的材料，无论是各向同性还是各向异性材料都成立的，也就是说，它是与材料的性质无关的。因此，对于各向同性材料和各向异性材料，?45?0?cos45这个关系总是成立的。计算附件中复合材料的E和?取上下表面对应的两片0应变片的应变值的平均值，做出0o应变片的应力-应变曲线对其进行最小二乘法线性拟合，结果见下图，其中y轴表示应力，单位是MPa，x轴表示应变，2单位是?，拟合结果和R值已经在图中标明：o2?实验3带传动的弹性滑动和效率测定实验指导书一、概述带传动的设计准则是保证带传动在工作中不打滑，同时又有足够的疲劳强度和一定的寿命。传动带不出现打滑的临界条件取决于带
11、传动的滑动与承载能力之间的关系。在传动条件、初拉力一定的情况下带传动的滑动与有效拉力F之间的关系曲线如图3-1所示。图中-F曲线称为带传动滑动曲线，?-F曲线为带传动效率曲线。其中：滑动系数,F带传动的效率，K打滑临图3-1带传动滑动曲线和效率曲线的工作拉力，?带界点。?其中：v1?v2Dn?(1?2?2)?100%v1D1n1、从动轮的线速度和转速，单位为m/s和r/min；D1、v1、v2和n1、n2分别为主动轮、D2分别为主动轮、从动轮的计算直径，单位为mm。由图可知，滑动曲线在开始一段，滑动系数随有效拉力的增加而呈线性增加，这时传动带处于弹性滑动范围内工作，属于弹性滑动区。当拉力增加至
12、超过某一值后，滑动系数增加很快，带处于弹性滑动与打滑同时存在的范围内工作，属于打滑区。当拉力继续增加，增加到一定值时，带在带轮上处于完全打滑工作状态，此时滑动系数近于直线上升。为了保证传动带在工作中不打滑，又能发挥带的最大工作能力，临界条件应取在k点，在这一临界条件下，滑动系数=1%2%，且传动效率?处于较高值。为测定带传动的弹性滑动率，须测定带传动输入和输出轴的转速。由于带传动时弹性滑动量较小，两轮的转速相差不大，如采用接触式的机械法测量，由于测试精度低，测试结果误差大，甚至测量不到弹性滑动的现象，因而对转速的测量应采用测试精度高的转速测试设备，如光电测试法或闪频法。为了测量带传动出现打滑的
13、临界点，在选用实验负载时应合理选用负载。如采用制动器负载，则达到最大传动功率时传动打滑，负载抱死，这样就往往不能给出打滑的临界点；而采用电机作负载时，带传动打滑时负载不会抱死，容易得到图3-1所示的实验曲线，但传动打滑时的极限功率测量不到。带传动的效率较高对转矩的测量应采用精度较高的实验设备，防止因测试误差超过精度导致的数据失真。二、实验目的1观察带传动中的弹性滑动现象及过载后的打滑现象与承载能力、带传动的效率的关系。2了解带传动传递的功率变化时，带的有效拉力与弹性滑动系数、传动效率之间的关系。3了解带传动实验台结构原理，掌握转矩、转速、转速差的实验原理和测试方法。4掌握带传动的滑动和效率的测
14、试方法，掌握带传动最合理的工作状态，探讨改善带传动性能的措施。三、实验内容通过实验，测试负载变化时带传动的有效拉力与弹性滑动率的关系；以及带传动的有效拉力与传动效率的关系。绘制带传动滑动曲线和效率曲线，使学生了解带传动的弹性滑动和打滑对传动效率的影响。1实验设备和实验原理实验台由机械部分和电路控制两部分组成。1）机械部分的结构、原理机械部分的结构如图3-2所示。带传动系统的输入采用调速电动机5，方便调节输入功率，输出负载采用直流发电机8，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，发电机每按一下面板上的加载按钮，负载电阻增加，实现发电机即带传动负载的调节。原动机的底座1为浮动结构，能沿水平方向移动，底座1通过钢丝绳、定滑轮与砝码相连，改变砝码的大小，即可准确的预定带传动的初拉力。带传动输入和输出轴的转矩采用机械式测功机的原理测定转矩，如图3-2所示，两电机均采用悬挂支撑，电机定子可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器3上，当传递载荷时，作用在定子上的力矩T使定子转动。通过压力传感器3得到正比于电动机何负载发
