工程力学实验指导书(建环)
10工程力学实验指导书初稿
《理论力学》实验部分实验一：单自由度系统自由振动（无阻尼）一、实验目的1. 记录小阻尼情况下衰减振动的时间――位移曲线，了解阻尼对自由振动的影响。
2. 测量并计算单自由度系统的对数减缩率δ、阻尼系数n 和阻尼比ζ测量系统的固有频率。
3．了解振动实验仪器。
二、实验装置框图和实验原理1.实验框图图1 单自由度自由衰减振动实验框图2.实验原理把质量与钢尺组成的系统视为单自由度系统，在给予一定的初始扰动以后使之产生衰减振动，衰减振动信号经加速度传感器拾振，再经过电荷放大器和信号采集硬件采集后，送入计算机进行显示、记录，并由打印机打印波形和结果。
(1) 单自由度系统在小阻尼下的振动是衰减振动，位移随时间的变化规律为sin()Nt d X Ae t ωθ-=+，时间――位移曲线如后图所示。
利用该曲线可以求出对数减缩率 δ、阻尼系数n 和阻尼比 ζ 对数减缩率为1ln i i A A δ+=，或1ln i i mA m A δ+=（m 为间隔 m 周期）。
(2) 阻尼系数d dn f T δδ==。
(3) 阻尼比2(2)2d nT δζδπζπ===≈。
图2自由衰减振动的加速度波形(4) 加速度随时间的变化规律sin()nt d X A e t αωβ-=+ ，除初相位、幅值不同外，衰减规律与时间――位移曲线相同。
由时间――加速度曲线按相同的方法，也可测量系统的固有频率和阻尼比。
三、实验仪器实验模型；加速度传感器；电荷放大器；信号采集箱和振动信号处理软件；计算机和打印机。
四、实验步骤1. 打开电源总开关；2. 依次打开电荷放大器、信号采集箱、计算机和打印机电源开关；3. 启动振动信号采集系统，设置采集硬件参数，并设采集方式为触发采集；4. 给实验模型一个初始的位移干扰，使其作自由衰减振动；5. 由采集硬件和软件记录自由衰减振动的加速度波形，参看图2。
五、实验数据及结果1.自由衰减振动曲线 (附测试图) 。
工程力学实验指导书.
第一章绪论§1.1 工程力学实验的内容实验是进行科学研究的重要方法，科学史上许多重大发明是依靠科学实验而得到的，许多新理论的建立也要靠实验来验证。
例如材料力学中应力应变的线性关系就是虎克于1668年到1678年间作了一系列的弹簧实验之后建立起来的。
不仅如此，实验对材料力学有着更重要的一面。
因为材料力学的理论是建立在将真实材料理想化，实际构件典型化，公式推导假设化基础之上的，它的结论是否正确以及能否在工程中应用，都只有通过实验验证才能断定。
在解决工程设计的强度，刚度等问题时，首先要知道材料的力学性能和表达力学性能的材料常数。
这些常数只有靠材料试验测试才能得到。
有时实际工程中构件的几何形状和载荷都十分复杂，构件中的应力单纯靠计算难以得到正确的数据，这种情况下必须借助于实验应力分析的手段才能解决。
因此，材料力学实验是学习材料力学课程不可缺少的重要环节。
材料力学实验包括以下三个方面的内容：1.测定材料的力学性能材料的力学性能是指在力或能的作用下，材料在变形、强度等方面表现出的一些特性，如弹性极限、屈服极限（屈服强度）、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。
这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而它们一般要通过实验来测定。
此外，材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。
随着材料科学的发展，各种新型合金材料、合成材料不断涌现，力学性能的测定，是研究每一中新型材料的重要任务。
2.验证理论公式的正确性材料力学的一些理论是以某些假设为基础的，例如杆件的弯曲理论就以平面假设为基础。
用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加深对理论的认识和理解。
至于新建立的理论和公式，用实验来验证更是必不可少的。
实验是验证、修正和发展理论的必要手段。
3.实验应力分析某些情况下，例如因构件几何形状不规则，受力复杂或精确的边界条件难以确定等，应力分析计算难于获得准确结果。
工程力学实验指导书
材料力学实验指导书工程训练中心工程力学实验室2005年10月目录第一部分材料的力学性能实验 (3)实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验 (3)实验二低碳钢和铸铁的压缩实验 (10)实验三金属材料的扭转实验 (12)第二部分应力分析实验电测法基础 (14)实验四弯曲正应力测定 (21)实验五薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 (24)实验六材料弹性模量E和泊松比μ测定实验 (28)材料的力学性能试验材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数，便于合理地使用材料，保证机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。
材料的力学性能试验必须按照国家标准进行。
实验一 低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性常数：弹性模量E 。
2.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。
3.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。
4.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。
5.打印低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。
二、实验设备和仪器1.CMT5305微机控制万能材料实验机2.CMT5205微机控制万能材料试验机3.游标卡尺等三、实验试样按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。
其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1-1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。
平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。
圆形截面比例试样通常取d l 10=或d l 5=，矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=，其中，前者称为长比例试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。
工程力学B(二)实验指导书
《工程力学B(二)》实验指导书高孟芬编闽南理工学院光电与机电工程系2012年2月前言一、实验的内容材料力学实验是学习材料力学课程的重要组成部分，是理论联系实际的实践性教学环节，对于提高学生的实践能力、设计能力和创新能力具有重要意义。
材料力学实验内容具体包括以下三个方面。
1、测定材料的力学性质材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限等，以及材料的弹性性能指标，如弹性极限、弹性模量、泊松比等，都是设计构件的基本参数和依据，而这些指标一般是试验来测定的。
2、验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型，再由科学假设推导出一般性结论和公式。
但是这些假设和结论是否正确，理论公式能否应用于实际之中，必须通过实验来验证。
3、实验应力分析工程上很多构件的形状和受载情况都比较复杂，单纯依靠理论计算不易得到满意的结果，必须用实验的方法来了解构件的应力分布规律，从而解决强度问题，这种办法称为实验应力分析。
目前实验应力分析的方法很多，这里只介绍应用较广的电测法。
通过材料力学的实验课，要求学生初步掌握变形和应变的基本测试方法及主要测试仪器的操作规程，以及实验结果整理方法等基本内容。
二、实验要求材料力学试验过程中主要是测量作用在试件上的载荷和试件产生的变形，它们往往要同时测量，要求同组同学必须协同完成，因此，实验时应注意以下几个方面。
1、实验前的准备工作实验课前，每位学生都必须进行充分的预习和实验准备，明确本次实验目的、原理和实验步骤，了解所使用的试验机、仪器等的基本构造原理，熟悉实验规则和仪器设备的操作规程，拟定好加载方案，并应写出预习报告。
实验小组成员应明确分工，以便在实验中分别进行受力、变形等参数的记录。
2、进行实验实验过程中应精心操作，细心观察，测量和记录各种实验现象和数据。
若出现异常现象应及时报告实验指导老师，并作好原始记录。
3、撰写实验报告在实验结束时要及时编写实验报告。
实验报告包括：实验名称、实验日期、实验者及同级组人员、实验目的及装置、使用的仪器设备、实验原理及方法、实验数据及其处理、计算和实验结果分析。
工程力学实验指导书
工程力学实验指导书武汉科技学院机电工程学院目录实验一低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验 (1)实验二梁弯曲的正应力实验 (5)实验三薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 (8)实验四纯扭转实验 (11)附录..................................................1、组合式材料力学多功能实验台 (13)2、电测法的基本原理 (15)实验一低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验一．实验目的1.用引伸计测定塑性材料的弹性模量；2.测定塑性材料的上下屈服强度R eH ，R eL 、抗拉强度Ｒm 、断后伸长率Ａ和截面收缩率Ｚ；3.测定脆性材料的抗拉强度Ｒm ；4.观察和分析上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并比较它们力学性质的差异；5.绘制两种材料的应力-伸长率曲线；6.了解材料试验机微机数据采集系统的构造和工作原理，掌握其使用方法。
二．实验仪器、设备万能材料试验机，引伸计，力传感器，材料试验机微机数据采集系统、游标卡尺等。
试件最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如图1-1a、b所示。
夹持过渡夹持过渡hbl0 dl0 l0(a) (b)图1 试件的截面形式试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l）。
标距（l0）是待测部分的主体，其截面积为S0。
按标距（l0）与其截面积（S0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。
按国家标准GB228-2002的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。
表1-1试样标距l0，(mm) 截面积S0，（mm2）圆形试样直径d，(mm)延伸率比例长11.30S或10d 任意任意A短 5.65S或5 d A三．实验原理（一）塑性材料弹性模量的测试：在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。
纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。
因此金属材料拉伸时弹性模量E地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。
测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为：00ES FL L ∆=∆若已知载荷ΔF 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。
《工程力学》实验指导书要点
力学实验指导书班级：学号：姓名：西南林业大学结构实验中心前言材料力学实验是工程力学、材料力学课程的一个重要环节。
通过这一环节，使同学们学到测定材料力学性能的实验的基本知识，基本技能和基本方法，了解实验应力分析的基本概念，初步掌握验证材料力学理论的方法，对培养同学们的动手能力、综合分析能力、科学习惯和创新能力十分重要。
材料力学实验的主要目的：1、材料的力学性能测定材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限、持久极限以及材料的弹性性能，如比例极限、弹性模量等，都是设计中的基本参数和依据，而这些参数一般要通过实验来测定。
随着材料科学的进展，各种新型合金材料、复合材料不断出现，研究合成每一种新型材料首要的任务也是力学性能的测定。
2、验证已建立的理论材料力学的一些理论是以假设为基础导出的，例如梁的弯曲理论就是以平面假设为基础的。
用实验验证这些理论的正确性和适用范围，可加深对理论的认识和理解。
对力学中新建立的理论和公式，必须要用实验来验证。
3、应力分析的电测法电阻应变测量是工程中广泛使用的方法之一，可以测量材料常数，可以验证理论，特别对形状不规则、受力复杂没有理论解的物件，可用此方法来测定其应变，应力值。
用电测法可开发许多设计性实验、综合性实验，为学生创造性学习提供广阔空间。
4、通过实验掌握材料力学实验的基本方法和测试技术。
在进行实验的同学们应注意一下几点：1、遵守学校实验室的规章制度，听从实验老师的布置和安排，严格按实验、设备的操作顺序进行，确保实验的人机安全；2、注意了解实验条件和观察实验中的各种关系现象，因为各种现象和实验条件都与材料的性能和实验结果有着密切的关系；3、尽可能将观察到的实验现象与学过的理论知识结合起来，用理论解释实验现象，以实验结果验证理论，这样才能对材料力学中的公式、理论理解得更深刻；4、了解实验设备及仪表使用的方法，以便正确操作；5、在填写实验报告及回答思考题时，要真正通过自己的思考，以求得对问题的深入了解；6、根据教学安排，实验前先复习教材并预习实验指导书中的有关内容。
材料力学、工程力学实验指导书
F
F
∇7
h
Fs
Fb
d
0
Δl
0
Δl
图 2 – 1 压缩试件
图 2 – 2a
图 2 – 2b
极限载荷 Fs
屈服强度:
σs
=
Fs A0
因为低碳钢没有压缩强度极限，故屈服后即停止试验。铸铁压缩时只有强度极限载荷 Fb（图
3． 实验数据记录：
材 料
低碳钢
实验前
直 径 d0 （ mm ）
(1)
(2)
平均
截面面积
A0 ( mm2 )
实验结果
Fs 或 Fb
KN
σ s或σb
MPa
铸铁
低碳钢屈服极限:
σ
s
=
Fs A0
铸铁压缩强度极限：
σ
b
=
Fb A0
4. 回答思考题。 5. 对实验的建议和感想。
8
实验三 扭转实验
一、实验目的 1．测定低碳钢的剪切屈服极限τ s ，剪切强度极限τ b 。 2．测定铸铁的剪切强度极限τ b 。 二、实验设备及仪器
加本门课程的期末考试。 8． 要注意保持实验室卫生，不许随地吐痰、乱扔杂物。实验结束后要整理现场。
力学实验中心
目录
实 验 一 拉伸实验……………………………………………………1 实 验 二 压缩实验……………………………………………………5 实 验 三 扭转实验………………………………………………………9 实 验 四 电阻应变测量基本原理………………………………………14 实 验 五 弹性模量及泊松比的测定………………………………………………18 实 验 六 梁弯曲正应力测定…………………………………………………21 实 验 七 复合梁实验……………………………………………………25 实 验 八 薄壁圆筒在弯扭组合作用下的应力测定……………………29 实 验 九 静定和静不定组合变形实验………………………………………33 实 验 十 薄壁开口截面梁的弯曲中心测定………………………………40 实 验 十 一 功的互等定理实验………………………………………………………43 实验十二 压杆稳定实验………………………………………………45 实验十三 动荷框架实验……………………………………………………48 实验十四 等强度梁冲击动应力及动荷系数测试实验……………………50 实 验 十 五 复合材料力学性能分析实验……………………………………………53 实 验 十 六 硬度实验……………………………………………………………55 实 验 十 七 冲击实验……………………………………………………………58
建环实验指导书
建筑环境与设备工程专业实验指导书（上册）华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程专业教研室前言本教材为建筑环境与设备工程专业实验教材（上册）。
根据课程的要求，本册结合建筑环境与设备工程实验室新建实验台，编写了七个教学实验项目。
对实验的目的、实验系统、实验原理及实验过程、实验结果整理等都作了较详尽的叙述，同时重点介绍了几种仪表的使用方法。
本实验教材配合建筑环境与设备专业本科三年级及四年级实验教学使用。
本试验指导书注重培养学生的创新意识和动手能力，从开机、运行调整、实验数据读取、停机到实验数据整理整个实验过程，全部由学生自己动手完成。
本教材由华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程教研室荆有印、杨先亮、魏兵、高月芬、梁秀俊编写。
由于时间仓促，编者水平有限，难免有不当之处，敬请使用本教材的教师及同学批评指正，并提出建议，以期再版时进行修订。
学生实验守则为培养学生严肃认真、实事求是的科学作风，培养学生理论联系实际的学风，使学生掌握基本实验方法和科学实验技能，培养学生的创新意识和动手能力，保证实验教学的顺利进行，特制定学生实验守则如下：1.上实验课前必须进行充分预习实验指导书中有关内容方可进行实验操作。
2.不准迟到、早退、旷课、因故缺课必须履行请假手续，并应按指定时间及时补做，旷课不准补做，本次实验成绩按零分记。
3.注意维护实验室整洁，实验室内严禁吸烟、吃东西和乱扔废纸等。
4.遵从教师指导，严守课堂纪律。
实验室内不准大声喧哗，注意保持肃静。
严禁在实验室进行与实验无关的活动。
5.爱护仪器设备，未经教师允许不准擅自动用仪器设备。
在使用仪器前，应了解其性能及操作方法，遵守操作规则，注意安全。
6.发现所用仪器设备等有异常情况，应及时报告指导教师处理，学生不得调换或动用非本组实验仪器设备，发现仪器设备损坏或丢失，要报告指导教师并进行登记。
凡违纪造成损失需按规定赔偿。
7.必须实事求是地作出记录，实验记录必须经指导教师审查签字，并将仪器设备按原样整理完毕，清扫实验室并得到教师许可后方可离开实验室。
《工程力学》实验指导书
工程力学实验指导书力学与机械学研究所编天津理工大学机械工程学院2005.7学生实验守则1．学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到早退。
2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。
3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。
不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。
4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师指导。
未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。
5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。
不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。
6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。
若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。
7．实验完毕，应主动清理实验现场。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。
在规定时间内交指导教师批改。
9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。
10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按章程预以赔偿。
目录引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(4)实验一金属拉伸实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(5)实验二金属压缩实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(8)实验三金属（园轴）扭转试验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(17)引言一、工程力学实验的重要性：工程力学主要是研究工程实际问题中构件的强度、刚度和稳定性的学科。
工程力学实验指导书
工程力学实验指导书湖南科技学院土木工程与建设管理系2008.12力学实验规则及要求一、作好实验前的准备工作（1）按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。
（2）对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。
（3）必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。
二、严格遵守实验室的规章制度（1）课程规定的时间准时进入实验室。
保持实验室整洁、安静。
（2）未经许可，不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。
（3）作实验时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。
（4）实验结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。
三、认真做好实验（1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实验内容的讲解。
（2）实验时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实验步骤、方法逐步进行。
（3）实验过程中，要密切注意观察实验现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。
四、实验报告的一般要求实验报告是对所完成的实验结果整理成书面形式的综合资料。
通过实验报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实验结果。
因此，要求学习者在自己动手完成实验的基础上，用自己的语言扼要地叙述实验目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实验结果、问题讨论等内容，独立地写出实验报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录实验一金属材料的拉伸实验 (1)实验二金属材料的压缩实验 (5)实验三纯弯曲梁的正应力实验 (8)实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 (11)实验五材料弹性模量E、泊松比µ 的测定 (16)实验六偏心拉伸实验 (21)实验七压杆稳定实验 (24)实验八电阻应变片灵敏系数标定 (27)实验九等强度梁实验 (30)实验一 金属材料的拉伸实验一、实验目的1．观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。
工程力学实验指导
拉伸、压缩、扭转实验一．实验目的1．测定低碳钢拉伸时的屈服极限R eL ，强度极限R m ，断后伸长率A 11.3和断面收缩率Z ； 2．测定铸铁拉伸时的强度极限R m ；3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等），并绘出拉伸曲线； 4．观察并比较低碳钢、铸铁压缩时的变形和破坏现象； 5．观察并比较低碳钢、铸铁扭转时的变形和破坏现象；6．熟悉试验机和其他有关仪器的使用。
二．实验仪器和设备1．CSS-44100电子万能材料试验机，见图1.1； 2．CSS-44300万能材料试验机； 3．ND-500C 电子扭转试验机； 4．游标卡尺及划线机；5．拉伸试件、压缩试件、扭转试件。
三．实验原理和方法1．拉伸实验原理和方法本实验是通过拉伸试验来确定低碳钢材料的拉伸力学性能R el 、R m 、A 11.3、Z 和铸铁材料的拉伸力学性能R m 。
试验试件采用按国标（GB6397-86）加工成的标准圆截面试件，如图1.2所示，取0010L dL 0 — 试件原始标距； d 0 — 试件原始直径 。
用CSS-44100电子万能试验机对试件加载，根据（GB228-2002）对试件进行测定。
试验时，利用CSS-44100电子万能试验机的计算机操作系统，输入有关参数，从计算机显示器上可观察到试件的整个拉伸过程。
对于低碳钢，有四个阶段（弹性、屈服、强化、颈缩阶段）。
屈服阶段（B ’-C ）常呈锯齿形，如图1.3所示。
上屈服点B ’受变形速度和试件形式等影响较大，而下屈服点B则图1.2 拉伸试件图1.1 电子万能材料试验机比较稳定，故工程中均以 B 点所对应的载荷作为材料的屈服载荷F s ，称为下屈服载荷F sl 。
过了屈服阶段，继续加载，曲线上升，直至到达D 点，达到最大载荷值F m ，工程中F m 即为强度极限R m 所对应的载荷。
过了D 点，拉伸曲线开始下降，这时可观察到试件在某一截面附近产生的局部变形，既有颈缩现象，直至E 点试件断裂。
建环实验指导书
建筑环境与设备工程专业实验指导书（上册）华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程专业教研室.言本教材为建筑环境与设备工程专业实验教材（上册）。
根据课程的要求，本册结合建筑环境与设备工程实验室新建实验台，编写了七个教学实验项目。
对实验的目的、实验系统、实验原理及实验过程、实验结果整理等都作了较详尽的叙述，同时重点介绍了几种仪表的使用方法。
本实验教材配合建筑环境与设备专业本科三年级及四年级实验教学使用。
本试验指导书注重培养学生的创新意识和动手能力，从开机、运行调整、实验数据读取、停机到实验数据整理整个实验过程，全部由学生自己动手完成。
本教材由华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程教研室荆有印、杨先亮、魏兵、高月芬、梁秀俊编写。
由于时间仓促，编者水平有限，难免有不当之处，敬请使用本教材的教师及同学批评指正，并提出建议，以期再版时进行修订。
学生实验守则为培养学生严肃认真、实事求是的科学作风，培养学生理论联系实际的学风，使学生掌握基本实验方法和科学实验技能，培养学生的创新意识和动手能力，实验教学的保证顺利进行，特制定学生实验守则如下：1.上实验课前必须进行充分预习实验指导书中有关内容方可进行实验操作。
2.不准迟到、早退、旷课、因故缺课必须履行请假手续，并应按指定时间及时补做，旷课不准补做，本次实验成绩按零分记。
3.注意维护实验室整洁，实验室内严禁吸烟、吃东西和乱扔废纸等。
4.遵从教师指导，严守课堂纪律。
实验室内不准大声喧哗，注意保持肃静。
严禁在实验室进行与实验无关的活动。
5.爱护仪器设备，未经教师允许不准擅自动用仪器设备。
在使用仪器前，应了解其性能及操作方法，遵守操作规则，注意安全。
6.发现所用仪器设备等有异常情况，应及时报告指导教师处理，学生不得调换或动用非本组实验仪器设备，发现仪器设备损坏或丢失，要报告指导教师并进行登记。
凡违纪造成损失需按规定赔偿。
7.必须实事求是地作出记录，实验记录必须经指导教师审查签字，并将仪器设备按原样整理完毕，清扫实验室并得到教师许可后方可离开实验室。
《工程力学》实验指导书
《工程力学》实验指导书上海海洋大学金属材料拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢（如Q 235钢这种典型塑性材料）的下列力学性能指标：下屈服强度R ec （或称屈服极限、屈服点σs ）、抗拉强度R m （或强度极限σb ）、断后伸长率A 和断面收缩率z 。
2．测定铸铁（典型脆性材料）的抗拉强度R m （或强度极限σb ）。
3．观看塑性与脆性两种材料在拉伸过程中的各种现象。
4．比较并分析低碳钢和铸铁的力学性能特点与断口破坏特点。
二、实验仪器和设备1．万能材料试验机，拉力试验机，电子式拉力试验机。
2．电子引伸计。
3．游标卡尺。
4．试样划线器。
三、实验试样大量实验说明，实验时所用试样的形状、尺寸、取样位置和方向、表面粗糙度等因素，对其性能测试结果都有一定阻碍。
为了使金属材料拉伸实验的结果具有符合性与可比性，国家制订有统一标准。
本实验按照GB/T228-2002 eqv ISO6892—1998《金属材料 室温拉伸试验方法》第六章试样的要求制备试样。
拉伸试样系由夹持、过渡和平行三部分构成。
试样两端较粗段为夹持部分，其形状和尺寸可依实验室现有使用试验机夹头情形而定；试样两夹持段之间的平均部分为实验测试的平行部分；而夹持与平行二部分之间为过渡部分，通常用圆弧进行光滑连接，以减少应力集中。
拉伸试验可分为机加工试样和不经机加工的原状全截面试样。
通常采纳机加工的圆形截面试样如图1（a ）所示，亦可采纳矩形截面试样如图1（b ）所示。
图中L c 为试样平行段长度，L 0为试样原始标距（或称测量伸长变形的工作长度），d 为圆形试样平行部分的原始直径，a 为矩形试样平行部分的原始厚度，b 为矩形试样平行部分的原始宽度，S 0为试样平行部分原始横截面面积，r 为过渡弧半径。
拉伸试样分为比例和非比例标距两种。
比例试样系按公式0S K L =运算确定的试样，式中系数K 通常为5.65或11.3，前者称为短试样，后者称为长试样。
建筑力学规定实验指导书
建筑力学规定实验指导书专业：班级：小组：姓名：XX科技职业学院2014年3月目录1.实验守则 (2)2.实验项目实验一金属材料的拉伸与压缩实验 (3)实验二梁的纯弯曲正应力实验 (13)实验守则１.实验前，预习实验指导书和有关理论。
２.进入实验事不得高声喧嚷，不得擅动机器、仪器；不做与本实验无关的事项。
３.实验时应严肃认真，遵守操作规程和注意事项；仪表安装、测试线路连接完成后，必须严格检查无误后才能进行实验。
４.机器、仪表发生故障，应立即报告指导人员及时检查处理。
若有违反操作规程而造成机仪损坏的学生，将按学校有关规定处理，包括赔偿损失。
５.实验完毕后，应将仪器、工具清理归还，实验记录经指导教师阅后方得离开实验室。
实验一金属材料的拉伸与压缩实验拉伸与压缩实验是建筑力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
拉伸实验这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电液伺服液压万能试验机（见图 1.1）自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
图1.1 电液伺服液压万能试验机一、实验目的1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限、下屈服强度、强度极限、延伸率、断面收缩率等等）。
3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。
二、实验原理拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。
在单向拉伸时—（力——变形）曲线的形式代表了不同材料的力学性能，利用：F S σ=0L L ε∆= 可得到-曲线关系。
三、实验所用的设备、仪器和工具1、300KN 电液伺服液压万能试验机一台2、游标卡尺一支3、记号笔一支4、低碳钢、铸铁试件各一个四、试件试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。
工程力学实验指导
实验一拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验之一。
由本实验所测得的结果，可以说明材料在静拉伸下的一些性能，诸如材料对载荷的抵抗能力的变化规律、材料的弹性、塑性、强度等重要机械性能,这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。
一、实验目的要求1) 测定低碳钢的流动极限、强度极限、延伸率、截面收缩率和铸铁的强度极限。
2) 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（LF ∆-曲线）。
3) 比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。
二、实验设备和仪器材料试验机、游标卡尺、两脚标规等三、拉伸试件金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。
图中工作段长度称为标距,试件的拉伸变为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件,即d l 5=或d l 10=。
对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件.其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=,为标距段内的截面积.四、实验方法与步骤 1、低碳钢的拉伸实验：1) 试件的准备:在试件中段取标距d l 10=或d l 5=在标距两端用脚标规打上冲眼作为标志，用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径（在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。
2) 试验机的准备;首先了解材料试验机的基本构造原理和操作方法,学习试验机的操作规程.根据低碳钢的强度极限及试件的横截面积，初步估计拉伸试件所需最大载荷，选择合适的测力度盘，并配置相应的摆锤，开动机器，将测力指针调到“零点",然后调整试验机下夹头位置,将试件夹装在夹头内。
3) 进行实验：试件夹紧后，给试件缓慢均匀加载,用试验机上自动绘图装置,绘出外力和变形的关系曲线（L F ∆-曲线）如图所示。
从图中可以看出，当载荷增加到点时，拉伸图上段是直线,表明此阶段内载荷与试件的变形成比例关系,即符合虎克定律的弹性变形范围。
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工程力学实验指导书（建环、给排水、包装工程）2016年 9月目录实验一金属材料的拉伸实验 (2)实验二金属材料的压缩实验 (5)实验三弯曲正应力电测实验 (8)实验一金属材料的拉伸实验一、实验目的和要求1、 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。
2、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ；强度极限b σ，伸长率δ和截面收缩率φ3、测定铸铁的强度极限b σ。
4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。
5、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。
二、实验装置和原理实验仪器设备：CMT 微机控制电子万能实验机、游标卡尺、拉伸试件。
试件制备：实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成，如图1-1所示。
这样可以避免因试件尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。
图中：d 0为试件直径，L 0为试件的标距，并且短比例试件要求L 0=5d 0。
图1-1实验原理：试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。
试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。
试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。
低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。
铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。
抗拉强度σb 较低，无明显塑性变形。
与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 。
、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。
图1—2三、实验步骤和数据处理实验步骤：1．测量试件的初始直径d0和初始标距长度l0：在试件标距段的两端和中间三处测量试件直径，每处直径取两个相互垂直方向的平均值，做好记录。
三处直径的最小值取作试件的初始直径d0。
测量低碳钢试件的初始标距长度l0。
2．依次打开实验机、计算机，按软件启动方式进入软件POWERTEST3.0界面。
4．在输入用户参数窗口选择实验方案。
金属拉伸实验（引伸计）。
并设置好用户参数、图形坐标、结果参数等。
5．输入试件尺寸、试件标距及相关实验参数，可以一次输入一根试件的尺寸，也可以一次输入所有试件尺寸。
6．在实验机上装夹低碳钢试件：先用上夹头卡紧试件一端，试件端头部分伸入V形夹具2/3的位置，然后提升实验机移动横梁，使试件下端缓慢插入下夹头的V形夹具中，锁紧下夹头。
并设置好限位圈的位置。
7．点击主机小键盘上的试件保护键，消除夹持力。
8．在试件的实验段上安装引伸计，引伸计的接线端朝下。
注意安装后须轻轻拔出引伸计定位销钉。
9．实验力清零、位移清零。
10．运行实验，软件自动切换到实验界面。
11．观察实验过程，当变形达到实验方案设置的引伸计切换点时，即低碳钢达到了屈服点，程序有提示窗口，实验进入力保持状态，取下引伸计，然后关掉提示窗口，实验继续运行，直到试件被拉断。
由于实验力小于最小入口力实验机自动停机。
12．实验结束，在实验教师指导下，根据变形和力、位移和力的图形读取实验数据，并取下被拉断的试件，观察破坏断口，测量相关尺寸。
13．铸铁的拉伸实验不用使用引伸计，其他的实验步骤同低碳钢的拉伸实验相同。
14．经实验指导教师检查实验结果后，结束实验并整理实验现场。
数据处理：取下拉断的试件测量试件断后最小直径d1和断后标距l1，由下述公式0A Fs s =σ ， 0A F b b =σ ， %100001⨯-=l l l δ ，%10001⨯-=A A A ψ 可计算低碳钢的拉伸屈服点σs 。
、抗拉强度σb 、伸长率δ，和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度σb 。
四、 实验注意事项1．为避免损伤实验机的夹具，同时防止铸铁试件脆断飞出伤及操作者，应注意夹持试件时，横梁移动速度要慢，使试件下端缓慢插入下端的V 形夹具中，试件下端不要夹持过长，进入夹槽2/3即可，以免损坏移动横梁。
2．为保证实验顺利进行，实验时要读取正确的实验条件，严禁随意改动计算机的软件配置。
3．装夹、拆卸引伸计时，要注意插好定位销钉，到了引伸计的切换点时要注意拔出定位销钉，以免损坏引伸计。
实验二金属材料的压缩实验一、实验目的和要求1、测定低碳钢的压缩屈服点σs和铸铁的抗压强度σc。
2、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况，并分析其破坏原因。
二、实验装置和原理实验仪器设备：CMT微机控制电子万能实验机、数显游标卡尺、压缩试件。
试件制备：金属材料的压缩试件一般制成如图2—1所示的圆柱形。
且试件不宜过长（过长容易被压弯），也不宜过于粗短（过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大）。
所以，国家标准一般规定：h0=(1～2) d0式中：h0——压缩试件的高度d0——压缩试件的原始横截面直径图2—1实验原理：实验机的下压板是个球面承垫，当试件两端稍有不平时，球面承垫可以转动而调节压力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向压缩。
试件在开始压缩之前，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面，试件在压缩过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线图。
进行低碳钢压缩实验时，为测取材料的压缩屈服点σs。
，应缓慢加载，同时仔细观察F—Δl 曲线的发展情况，由直线变为曲线的拐点处所对应的载荷即为屈服载荷Fs。
材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试件的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试件压成饼形也不会发生断裂破坏，如图2-2所示。
因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb，压缩实验载荷—变形曲线如图2-2所示。
图2-2图2-3铸铁在压缩到强度极限载荷Fb 之前要产生较大的变形。
试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至破裂。
铸铁破坏时，由于剪应力的作用，破坏面出现在与试件轴线约成45°～50°的斜面上。
如图2-3所示。
因此，可知上述破坏是由最大切应力引起的。
仔细观察试件断口的表面，可以清晰地看到材料受剪切错动的痕迹。
三、实验步骤和数据处理实验步骤：1. 测量试件尺寸：用数显游标卡尺测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次，取其平均值作为试件原始直径d 0的值。
测量试件原始高度h 0的值一次。
2. 把试件放置在实验机球形支承座的中心位置上，设置限位保护，将限位杆上的挡圈调整到合适位置。
3．依次打开实验机主机、计算机。
按软件启动方式进入软件POWERTEST3.0界面。
4．在输入用户参数窗口选择实验方案，金属压缩实验。
并设置好用户参数、图形坐标、结果参数等。
5．输入试件尺寸及相关实验参数，可以一次输入一个试件的尺寸，也可以一次输入所有试件尺寸。
6．实验力清零、位移清零。
通过小键盘调节横梁位置，通过肉眼观察，直到上压盘离试件上平面还有一定缝隙时停止。
7．位移清零。
运行实验，软件自动切换到单图界面，观察实验过程。
注意铸铁破坏时，即出现裂缝时要及时关机，否则试件会压成粉末，损坏实验机。
实验结束，在实验教师指导下读取实验数据，并观察破坏的情况，比较两种不同材质的异同。
8．经实验指导教师检查实验结果后，退出实验软件，依次关闭计算机、实验机，清理实验现场。
数据处理：由于低碳钢的压缩实验不会发生断裂破坏，因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb ，只能根据公式计算屈服强度，即0A Fs s =σ。
铸铁是脆性材料，没有屈服强度只有抗压强度Fb ，即0A F bb =σ。
四、 实验注意事项1、请尽量将试件放在压盘的中心，如放偏的话对实验结果甚至是实验机都有影响。
2、请小心调节横梁，当横梁接近时用小键盘慢上慢下键调节，以免速度过快，不小心顶坏力传感器。
特别小心手不要放在压盘中间，以免造成事故。
3、压缩实验在进行中，人不要正对着实验机的方向观察实验，以免发生危险。
实验三 弯曲正应力电测实验一、 实验目的和要求1、学习使用应变片和电阻应变仪测定静态应力的基本原理和方法。
2、测定梁在纯弯曲下的弯曲正应力及其分布规律，验证弯曲正应力公式的适用范围。
二、实验装置和原理实验仪器设备：微机控制DZ8008电子材料实验台、微机控制BZ8001型多功能采集仪、纯弯曲梁、电阻应变片、连接导线及钢尺。
实验装置：本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁，其实验装置如图3—1所示。
图4—1 纯弯曲梁7、可调节底盘 8、压头 9、承力下梁 10、压力传杆器 11、蜗杆升降机构1、定位标尺2、弯曲梁3、支座4、加载杆5、手轮6、实验台后片架108911176电阻应变仪5432实验原理：电测法基本原理：是用电阻应变片测定构件表面的线应变，再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种应力分析实验方法。
本实验的加载方式如图4—2所示。
由材料力学可知，钢梁CD 段将承受纯弯曲，其弯矩大小为Pa M ∆=图3—2横截面上弯曲正应力公式为ZI My=σ 式中y 为被测点到中性轴Z 的距离，I Z 为梁截面对Z 轴的惯性矩。
123bh I Z =通过组合实验台架上的加载手轮对简支梁加载，在纯弯曲段段对称于中性层每隔4h 一个与轴线平行的电阻应变片，应变片3粘贴在梁的中性层处。
当梁受载时，应变片随梁变形而变形，由电阻应变仪测得各点处的应变值实ε，在弹性范围内，由胡克定律知应力应变关系：实实εσE =式中E 为钢梁的弹性模量。
由弯曲应力公式ZI My=σ，又可算出各点应力的理论值。
于是可将实测值和理论值进行比较。
实验采用增量法。
每增加等量载荷ΔP ，测得各点相应的应变增量Δ实ε一次。
因每次ΔP 相同，故Δ实ε应是基本上按比例增加。
三、实验步骤和数据处理实验步骤：1．试件准备测量钢梁横截面尺寸，准确地把钢梁搁在DZ8008电子材料实验台的支座上，测量两端支座到受力点段的距离，两者应严格相同。
如图4—1所示。
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本实验采用1/4桥接线法，将公共线接在A 接线柱上，其余的线按顺序都接在B 接线柱上。
3．正式实验：打开“BZ2205C 静态应变采集分析系统”软件，先将实验机预热20分钟，串口选择设置为串口2，设置灵敏系数为2，本实验采用的是十个测点静态应变采集仪。
在开始实验前，先查看设置是否正确，然后平衡、测量，开始加载测量，根据材料的许可应力和实验装置的有关尺寸，拟定实验机加载方案，用加载手轮加载，本实验以力控制，初载荷P0=0.5kN ，初载测量完成之后，要在进行一次平衡和测量，使应变值为0，然后开始正式加载，加载速度为10N/S ，每增加ΔP=0.5kN ，保载40S ，依次记录各点相应的应变值，并应随时检查每级Δε是否大致相同。