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1、四川大学锦城学院基础力学实验实验指导书及实验报告（合订本）专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 四川大学锦城学院土木与建筑工程系建筑力学实验室年 月 日目 录建筑力学实验规则1建筑力学实验报告填写要求2建筑力学实验指导书3基本实验（一）：低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验3基本实验（二）：扭转实验5基本实验（三）：冲击实验8基本实验（四）：纯弯曲梁截面上正应力的分布规律实验10基本实验（五）：材料弹性模量E的测定13基本实验（六）：弯扭组合作用下的电测试验15建筑力学实验报告19实验报告（一）：金属的拉伸实验报告19实验报告（二）：金属的压缩实验报告20实验报告（三）：材料扭转实验报告21
2、实验报告（四）：冲击实验报告22实验报告（五）：梁的纯弯曲实验报告23实验报告（六）：弹性模量E的测定实验报告25实验报告（七）：弯扭组合作用下的电测试验26 建筑力学实验规则一 、每次实验前要做好准备，必须做到：1、复习有关理论知识。2、阅读实验指导书，基本上了解实验目的、内容、程序及有关仪器设备的主要原理和使用方法。3、实验前指导教师按上述要求，检查学生准备情况，不合格者不得参加实 验。二、按照实验课程表所指定的时间，准时进入实验室，不得迟到早退。三、以小组为单位，在老师的指导下进行实验。1、实验小组长负责保管所有用具，组织分工，按实验步骤操作规程进行实验。2、小组成员要有分工，并要互相配
3、合，认真地进行实验，不得独自的无目的地随意动作，以保证实验正常进行。四、严格遵守操作规程，爱护实验设备。1、对仪器设备的使用方法不清楚时，应向指导教师提出询问，避免造成设备损坏。2、 按规定的实验步骤进行实验，不得随意改变实验方法和步骤。3、 对所用仪器，工具要注意保持整洁，不得随意乱丢。4、 实验中遇到异常情况或仪器损坏，小组长应立即报告指导教师进行处理，不得使用非指定仪器。五、实验准备完毕请指导老师检查允许后方可开动机器进行实验六、遵守课堂纪律，保持实验室内安静和清洁实验完必要整理机器、工具、桌椅，按规定位置摆放好。七、实验数据要有指导教师检查后，学生才可离开实验室。八、按规定时间提交实验
4、报告，报告要独立完成，书写工整，计算、图表等要清晰整齐。建筑力学实验报告填写要求建筑力学实验是工程类专业力学课程的重要组成部分，是学习理论和解决工程实际问题的有力方法，通过认真填写实验报告又可培养科学分析和计算能力，在填写报告必须注意以下几点：一、实验数据须按实验步骤、方法测得，经指导教师检查无误后才可填入报告。二、同一小组记录数据相同，但计算结果应由每个实验者独立完成。三、填写报告时，字迹要工整，图表清晰、整齐，不许随意改动。四、计算时，有效数字取一位小数即可，有关单位应注明。五、按规定时间提交实验报告，不得无故延误。建筑力学实验指导书基本实验（一）：低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验 一、实
5、验目的1试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。 2测定该试样所代表材料的PS、Pb和L等值。 3对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。4学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。二、仪器设备和量具 微机控制电子万能材料试验机，钢板尺，游标卡尺。三、低碳钢的拉伸和压缩实验 1低碳钢的拉伸实验 在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。试件受拉伸过程中，观察屈服（流动）、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象；绘制pL曲线如图21（a）所示；记录试件的屈服抗力Ps和最大抗
6、力Pb。试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离L1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。图21 低碳钢拉伸图及压缩图 强度指标：屈服极限 强度极限 塑性指标：延伸率 断面收缩率 2低碳钢的压缩实验实验前，测量试件的直径d和高度h。实验时，观察低碳钢试件压缩过程中的现象，绘出PL曲线，测定试件屈服时的抗力Ps，从而计算出低碳钢的屈服极限：四、灰口铸铁的拉伸和压缩实验 1灰口铸铁的拉伸实验实验前测定试件的直径d。试件在拉伸过程中注意观察与低碳钢拉伸试验中不同的现象（如变形小、无屈服、无颈缩、断口平齐等）；绘出PL曲线如图22（a）所示；记录断裂时的最大抗力Pb，从而
7、计算出灰口铸铁的拉伸强度极限：。图22 灰口铸铁拉伸图及压缩图2灰口铸铁的压缩实验 实验前测定试件的直径d和高度h。实验时观察灰口铸铁试件在压缩过程中的现象，尤其是断口形状；绘出PL曲线如图22（b）所示；记录压缩破坏时的最大抗力Pb，计算灰口铸铁压缩强度极限。即五、实验操作1、打开总电源，打开电脑,打开控制器，打开油源。2、打开电脑的软件，通过控制软件上面的加载，检查主机是否正常，如果软件上面的上升可以使主机位移发生变化，则系统正常。检查夹紧松开是否正常，通过上下夹紧，松开按钮进行检查，如果正常则系统可以做实验。3、调整横梁位置，安装好试件，做压缩实验的时候是放移动横梁的下面，做弯曲实验也是
8、一样的，不过需要把弯曲的夹具放到主机上面，做拉伸实验的时候调整横梁来调整试件的夹紧空间。4、试件安装好了后设置软件的各种参数，按照实验的不同选择不同的实验方法，设置不同的实验参数。选择不同的运行方式，点击实验开始。5、实验过程按照实验程序设计的各种参数运行，直到达到其中的一个条件，实验结束。6、打印或输出实验报告，通过数据面板可以查看实验的结果。7、如果需要继续实验按照实验的过程重复做一次，如果设置了几个试样可以在安装完试样后，点击实验开始就可以。注意每次做完实验需要先卸下试件再卸载将主机复位到原始位置。这样可以避免实验机的拉伸空间越来越小导致出现异常。8、实验结束，清扫设备，关闭油源，关闭电
9、脑，关闭控制器关闭总电源。六、预习思考题1.试比较低碳钢和铸铁在拉伸时的力学性能。2.压缩时为什么必须将试件对准试验机压头的中心位置，如没有对中会产生什么影响？3.说明铸铁和低碳钢断口的特点。 4.低碳钢和铸铁在拉伸、压缩中，各要测得哪些数据？观察哪些现象？基本实验（二）：扭转实验一试验目的1.测定低碳钢的扭转屈服极限和强度极限。2.测定铸铁的扭转强度极限。3.观察低碳钢和铸铁的断口情况，并分析其原因扭转试验是了解材料抗剪能力的一项基本试验。本试验通过两种典型材料了解塑性（低碳钢）和脆性材料（铸铁）受扭转时的机械性能，绘制扭矩一扭角图。并比较它们的破坏现象及原因。扭转试验过程中，试件的断面形状
10、和尺寸几乎一直不变，无缩颈现象，变形较均匀，可比较准确地测定试件变形及瞬时破坏应力。关于扭转试验的要求及试件尺寸，可参阅国家标准金属室温扭转试验方法GB10128-88的规定。二实验原理1.低碳钢园截面试件扭转时，其尺寸和形式视试验机而定。在弹性范围内，扭矩T 与扭转角为直线关系(图4-1a)。当扭矩超过比例极限扭矩时，曲线变弯并逐渐趋于水平。在屈服阶段时，扭角增加而扭矩不增加，此时的扭矩即为屈服扭矩。屈服后，圆截面上的剪应力，由边缘向中心将逐步升值到扭转屈服极限(图4-1b)，即截面材料处于全屈服状态，由此，可以求得材料的剪切屈服极限为：图4-1a 低碳钢扭转时的曲线 4-1b 低碳钢扭转时
11、横截面在全屈服下的应力分布 ， 其中 此后，扭转变形继续增加，试件扭矩又继续上升至C点，试件被剪断，记下破坏扭矩，扭转强度极限为： 铸铁受扭时，曲线如图4-2所示。从开始受扭，直到破坏，近似为一条直线，故其强度极限可按线弹性应力公式计算如下： 图4-2 铸铁扭转时的曲线 图4-3 铸铁扭转时沿45o 斜截面的应力 材料在纯剪切时，横截面上受到切应力作用，而与杆轴成45o螺旋面上，分别受到拉应力和压应力的作用(图4-3)。低碳钢的抗拉能力大于抗剪能力，故试件沿横面剪断(图4-4a)，而铸铁抗拉能力小于抗剪能力，故沿45o方向拉断(图4-4b)。图4-4a 低碳钢扭转破坏 图4-4b 铸铁扭转破三
12、仪器与设备1微机控制扭转试验机2游标卡尺四试验方法与步骤1、打开总电源,打开电脑，打开试验机主机电源。2、打开扭转试验机的软件，选择通讯里面的联机。3、查看软件上面的扭矩是否跳动，没有任何变化说明没有联机成功，需要检查线路，如果线路没有问题，请重启软件，再重新操作一次，正常情况下可以看到扭矩值是跳动的，扭矩值跳动，说明设备没有什么问题，可以正常做实验。4、安装扭转的试样，通过主机上面的机械调零装置将安装后的扭转试样恢复到扭转值基本为零的位置，再次按下机械调零，让机械调零恢复不调零的位置，如果机械调零没有恢复原位，主机控制是不会有任何动作。5、通过软件设置实验的各种参数，设置完毕后点击实验开始按
13、钮，设备按照软件上面设置的各种参数运行。6、实验过程可以通过参数设置，实验结束后，取下试件，在软件上面计算实验数据，打印或输出实验报告，如果需要继续实验请重复安装试件，点击开始，直到实验结束。7、如果不需要继续实验，可以关闭程序，关闭主机电源，关闭电脑，关闭总电源，清理试验机上面的残渣。整个实验过程完毕。五注意事项1、加扭矩要均匀缓慢。2、变换扭矩测量范围，要在加载前停机进行。若要调整机器转速，也要停机进行，以免损坏传动齿轮。六预习要求1、了解扭转试验的目的。2、复习扭转变形的理论及试验原理。3、自行设计实验记录格式。七试验报告要求试验报告应包括：试验名称。试验目的。仪器设备名称、规格、量程。
14、 试验记录及结果，如低碳钢及铸铁扭转时的机械性能，图（用坐标纸绘制），两种试件破坏时的断口状态图等。分析讨论低碳钢和铸铁破坏情况及原因，并与拉伸、压缩试验情况进行比较。基本实验（三）：冲击实验一实验目的测定和比较不同材料的冲击韧度，并观察破坏情况。二、实验设备1、液晶显示冲击试验机。2、游标卡尺。三实验原理材料抗冲击的能力用冲击韧性表示。冲击韧性一般通过一次摆锤冲击弯曲试验来测定。试验用的材料必须按要求加工成标准试样，常用的标准冲击试样有两种：一种为U型缺口试样，一种为V型缺口试样（图1）。试样开缺口是为了在缺口附近造成应力集中和三向应力状态，使材料产生脆化倾向让塑性变形仅局限在缺口附近不大的体积范围内保证试样一次就被冲断，而且断裂就发生在缺口处。铸铁、工具钢一类的脆性
