材料力学创新实验
“材料力学”课程中创新意识和实践能力的培养
基础力学课程在培养大学生 ，特别是低年级工科大学生的基础理论知识 、实验测试能力和工
程实 践认识 等方 面有着重 要 的作 用 。在 基础 力学课 程教 学 中 ，关 于学 生创新 能力 的培养模 式 、教 学 内容和模 式改 革都 已经 进行 了大量研 究 】 。所 有这些 工作 都希望 达到一 个共 同 的 目标 ：学生
作 鬻 蔟 ９一蝥 蓠 武人 副 曩茎 最 流 动学 工 海数 模 研 者 介季 迎 大罄 罂 界奎 登 ２ 男 河 邑 。教 姜事 ｒ 力 和程 冰值 式 究 简 顺 （ ，北 １ ） ７ 学 授 主从 颗 体 ，要 粒
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高等理科教育
“ 料 学” 程 创 意 和 践 力 培 材 力 课 中 新 识 实 能 的 养
高等理 科教育
２ ８ 第５ （ ０ 年 期 总第８期） ０ １
“ 料 力学 ＂ 课 程 中 材 创 新 意识 和实 践 能力 的培养
季顺迎
（ 大连理工 大学
武金瑛
金立强
大连 １６２ ） １０３
工程力学系 ，辽宁
摘
要
文章针 对 “ 料 力学 ” 课 程 的基 本特 点 和教 学过程 中的 实际情 况 ，提 出了大 学 生 材
创新意识和实践能力培养的三个基本途径 ，即课程论文、工程认知和独立实验设计。该培养模式 对学生在拓宽知识范畴、激发学习兴趣、巩 固 基础知识等方面取得 了良 好教学效果。 关键词 材料力学 创新意识 实践 能力 研究型教学 中图分类 号 Ｇ ４ ． ６２０ 文献标 识码 Ａ 作为当代高校教育改革的一个重要 内容 ，以传授知识为主要特征的教学 （ 传统）型教学正 向以培 养认 知能力 为主要 特 征 的研 究 （ 新 ） 型 教 学转 变 ¨ Ｊ 创 。它 旨在通 过教 学 与 研究 、实践 的结合 ，引导学生创造性地运用基础知识 ，自主地发现、研究和解决 问题 ， 在研讨中积累知识、 培养能力和锻炼思维 。它是素质教育和知识教育的紧密结合，同时也是教师研究型教学与学 】
材料力学实验教学改革
材料力学实验教学改革一、引言材料力学是材料科学与工程中的重要学科之一，其实验教学一直是培养学生动手能力和实践能力的重要途径。
在当前的教学实践中，存在着一些问题，如实验内容滞后、设备陈旧、教学手段单一等，影响了学生的学习体验和实际操作能力的提高。
对材料力学实验教学进行改革，更好地配合现代化的教学理念和需求，提高教学效果，对于培养学生的实验能力和创新精神具有重要意义。
本文将围绕材料力学实验教学改革进行深入探讨。
二、改革的背景1. 实验内容滞后：随着材料科学技术的不断发展，新材料、新工艺层出不穷，然而传统的材料力学实验内容滞后于时代发展，不能满足学生的实际需求。
2. 设备陈旧：部分学校的材料力学实验室设备陈旧，性能滞后，难以支持面向未来的实验教学需求。
3. 教学手段单一：传统的实验教学主要依赖于实物实验，缺乏新型的虚拟实验、仿真实验等多样化教学手段，难以激发学生的学习兴趣和创新潜力。
三、改革的内容与措施1. 实验内容更新：结合材料科学技术的最新发展，对材料力学实验内容进行更新，引入新材料、新工艺的实验项目，使实验内容与时代发展保持同步。
2. 实验室设备更新：着力改善实验室设备，引入先进的材料力学实验设备，提高实验室的综合实验能力，确保能够满足未来教学发展的需求。
3. 加强实验室建设：对实验室进行整体规划和设计，使实验室布局更加合理，实验环境更加安全舒适，为学生的实验学习提供良好的条件。
4. 多元化教学手段：引入虚拟实验、仿真实验等多种教学手段，为学生提供更加丰富的实验学习体验，激发学生的学习兴趣和创新潜力。
四、改革的意义与影响1. 提高学生的实验操作能力：通过更新实验内容、设备和教学手段，可以更好地提高学生的实际操作能力，培养学生的动手能力和实践能力。
2. 激发学生的学习兴趣：多元化的教学手段能够激发学生的学习兴趣，提高实验教学的吸引力和趣味性，使学生更加积极主动地参与其中。
3. 增强学生的创新精神：开展前沿的实验项目和使用先进的实验设备，有利于激发学生的创新思维，培养学生的创新精神和科研能力。
材料力学实验中培养大学生的创新能力
912013年Vol.28No.6南昌教育学院学报高等教育收稿日期：2013-05-16作者简介：王甲春（1972-），男，吉林镇赉县人，副教授，从事工程测试技术研究。
基金项目：厦门理工学院教育教学改革与建设项目（JG201030）；福建省教育厅项目（JA12256）。
大学生创新能力的培养越来越引起世界各国的重视，大学本科教育阶段不仅是课程知识的学习，还要有能力的培养与科学素质的训练。
对工科院校来说，理论教学与实验环节都是必不可少的教学内容，我国目前在许多高校开展了一系列的措施来加强理论与实验能力的培养，加强学生实践环节，旨在通过这些来全面改善目前我国大学生创新能力的培养和知识的学习相比，明显不足的现状。
材料力学作为一门工科教育的基础课程，由理论课和实验课组成，是理论分析和实验研究并重且同工程实际结合比较紧密的技术基础课。
在培养学生的工程能力和科学素质方面起着重要的作用[1-3]，材料力学实验不仅具有传授材料力学知识为验证力学理论服务的作用,更为重要的是肩负着全面培养掌握科学实验的基本技能、基本方法和独立进行实验解决、分析工程实际问题的综合能力[4-5]。
材料力学实验课是工程实际结合非常紧密的以实验技术手段为主的课程，它的特点就是工程实测性强，实验所用的仪器设备不管是大型的材料试验机，还是小型的传感器所涉及的测量仪器和工程实际中的仪器设备相同，实验原理和测试方法基本上可以直接用于实际的工程测量，实验设计与测试的过程就是解决工程实际问题的过程，因此材料力学实验在培养未来大学生动手能力，创新能力等方面有着得天独厚的优势，材料力学实验教学的内容和形式不断进步，使之成为培养学生创新能力的重要平台，本文在材料力学实验课程教学的内容和手段上进行了有益的尝试，把材料力学实验课教学与材料科学，计算技术相结合起来，提高学生的兴趣，培养学生的动手能力,自主学习和创新能力[6]，培养分析问题和解决工程问题的能力。
一、新型材料的制备与测试材料力学实验应体现现代相关学科的交叉性，现代学科已高度精细化与协作化，相关学科之间基本上能做到相互渗透、相互服务[7－8]。
材料力学实验报告模板
材料力学实验报告
报告标题：_________________________
一、实验目的
（简要说明实验的主要目的和预期达到的学习效果）
二、实验原理
（描述实验的理论基础，包括相关的材料力学理论和公式）
三、实验设备和材料
（列出进行实验所需的主要设备、工具和材料）
四、实验步骤
（详细描述实验的操作步骤，包括准备工作和具体的实验流程）
五、实验数据和结果
5.1 实验数据
（记录实验过程中收集的所有数据，可使用表格形式呈现）
5.2 实验结果
（根据实验数据计算出的结果，包括必要的图表和计算过程）
六、结果分析
（分析实验结果，对比理论值和实际值的差异，解释可能的原因）
七、实验结论
（总结实验结果，得出结论，评价实验的成功与否及其科学意义）
八、实验心得和建议
（个人对实验的感想，包括实验过程中的体会、遇到的问题及建议）
九、参考文献
（列出实验报告中引用的所有参考文献）
报告人：_________________________
学号：_________________________
班级：_________________________
日期：__________年__________月__________日。
材料力学创新实验教学的思考与探索
技术 ， 增强力学分析意识 ， 提高力学分析能力具有重要意义 。
１ 材 料 力学 实验 教 学 的现 状 与 问题
除部分条件较好的高校在综合实验上做 了一定尝试外 ， 还未
见 到真正意义上 的组合设计实验装置 。
２ 材 料 力 学 实验 教 学 改 革 的 出路
加强实践教学 ， 高创新 能力 ， 提 是高 校人才 培养模式 改
革的重点和难点。材料 力学 实验教 学是 涉及面较 大的理 工 科专业的重要基础实践教学环节 ， 强和改进这一教学环 节 加 对巩固力学概念 ， 加深理 论认识 ， 了解力学 检测方 法与检 测
诿， 实验教学处于被动应 付状态 ， 教学质量 得不 到保 障。 １４ 综合设 计性实 验项 目展。减少验 证性 、 示性 实 ． 演 验， 增加综合性 、 计性 实验 是实 验教 学 改革 的重 要方 向。 设 但 由于力学实验加载测试方面的特殊 性 ， 在综合 设计实验开
长期 以来 ， 材料力学实验是作为材料 力学 课程教学的组 成部分配置资源 ， 组织教学的。开设 的实验项 目主要有材料 拉伸 和压缩 ， 弹性模量测定 ， 材料扭转 与剪切模量测定 ， 曲 弯 正应力 ， 弯扭组合 ， 以及 冲击 、 劳、 弹演示 实验 等。学时 疲 光
一
首先要确立一种观念 ， 即加强实践 教学 ， 培养创新 能力 ， 既想和理 念。应该从那 种单 纯书院式 的课堂 教
要原因。
在独立设课的“ 学时 ” 问题 上争论 也没有多 大意义 。由于各
１２ 独立设课困难。实验教学示范 中心 建设的评估指 ． 标体系要求“ 实验 ” 独立设课 ， 许多高校也进行 了这 方面 的尝
板形圆框拉伸实验的创新研究
收稿日期：2021-04-20基金项目：全国大学生创新创业训练项目“共享单车自动停放”；安徽省教学研究项目（2019jyxm0175）；安徽省精品线下开放课程（2019kfkc050）；安徽省工程力学专业卓越工程师培养创新项目（2020zyrc054）；安徽省级“六卓越、一拔尖”卓越人才培养创新项目.作者简介：董继蕾，女，安徽池州人，安徽理工大学力学与光电物理学院助理实验师；崔怀海，卢小雨，罗吉安，安徽理工大学力学与光电物理学院（安徽淮南232001）.2021年第6期第42卷总第315期学报板形圆框拉伸实验的创新研究董继蕾，崔怀海，卢小雨，罗吉安摘要：结合材料力学实验教学改革实践，设计了创新实验教学项目——板形圆框的拉伸实验.以自制板形圆框试件为研究对象，首先对板形圆框试件进行理论分析，计算出板形圆框试件0º~60º内表面和外表面应力的理论值；然后设计实验方案并操作，测量出板形圆框试件0º~60º内表面和外表面的切向应变，确定零应变位置，将应力理论值与实验值进行比较；最后测定板形圆框试件A-A 截面分别由轴力引起的应变和弯矩引起的应变.将该创新实验应用于实践教学，不仅可以培养学生的力学分析能力和创新思维，而且对于推动教育创新、开展研究性教学具有重要意义.关键词：创新实验；材料力学；拉伸实验；应力分析中图分类号：C642.423文献标志码：A文章编号：1008-7974（2021）06-0046-06DOI ：10.13877/22-1284.2021.06.0092016年我国召开了全国科技创新大会，会上提出我国将在2020年进入创新型国家行列，2030年进入创新型国家行列，2050年成为创新强国.培养创新型人才已成为国之所需，而高校教育又是国家培养创新型人才的主要途径之一，高校的实验教学在培养学生的知识创造能力、知识应用能力和创新实践能力方面发挥着举足轻重的作用［1-8］.创新型实验教学是高校本科生专业教学中的重要内容，也是实现通识教育和创新人才培养目标的重要环节［9-12］.高校材料力学实验教学是力学、土木、机械、安全、地质、车辆、材料和环境等工科专业实践教学的重要组成［13-15］.目前，多数院校的材料力学实验课程内容多年来变化不大，而且课时很少，开设的内容一般包括：低碳钢和铸铁的轴向拉伸、压缩和扭转实验；桥路接法；测弹性模量和剪切弹性模量实验；矩形截面梁的纯弯曲实验；弯扭组合实验；压杆稳定性实验等.这些常规性材料力学实验已完全董继蕾，等：板形圆框的拉伸实验的创新研究不能满足高等教育培养创新型人才的要求.常规实验一般都是在材料力学理论课学习之后进行，虽然可以起到巩固学生材料力学理论知识、启发学生独立思考的作用，但是与设计实验的初衷不符，更不符合创新型人才的培养目标，所以需要对材料力学实验教学进行改革，在开设基本常规实验的基础上，设计一些材料力学创新型实验课程，以满足学生创新能力培养的要求.根据材料力学实验教学的培养目标，设计一个材料力学创新型实验——板形圆框的拉伸实验，在该创新型实验教学中，学生根据实验目的独立分析问题，设计实验方案，粘贴电阻应变片，进行桥路连接，分析实验数据，通过该创新实验可以培养学生解决实际问题、提炼科学问题能力和科技创新能力.1正应力分析铝合金板形圆框试件的结构和尺寸如图1所示，弹性模量E=70GPa，泊松比μ=0.3.图1圆框试件结构和尺寸在圆框试件上、下圆孔处分别施加向上和向下的拉应力F，如图2所示.整圆框的受力简图如图3（a）所示，二分之一圆框受力简图如图3（b）所示，四分之一圆框受力简图如图3（c）所示.图2圆框试件受力图（a）（b）（c）图3圆框试件受力简图取一小段圆环，受力分析如图4所示.图4圆环受力分析图圆环的剪力为：Q(φ)=F2sinφ.（1）圆环的轴力为：FN(φ)=F2cosφ.（2）圆环的弯矩为：M(φ)=MA-F2R(1-cosφ)，（3）其中：M A为A-A截面的扭矩，R=59mm为圆环的轴线半径.2021年第6期学报为了计算A-A 截面的扭矩值，在A-A 截面上施加逆时针的单位力矩M o()φ=1.由莫尔积分：θA =∫π2M ()φ⋅M o ()φ⋅R d φ=R EI [M A π2-FR 2π2+FR 2]=0.则A-A 截面的扭矩：M A =FR (12-1π).（4）将式（4）代入式（3），则圆环的弯矩：M (φ)=M A -F 2R (1-cos φ)=FR 2(cos φ-2π).（5）圆框的截面对中性轴的静矩为：S =A ⋅e =A (R -r )，（6）其中：A 为圆框截面面积，e 为圆环轴线与中心层之间的距离，r 为圆框中性层曲率半径.圆框的外半径R 1=65mm ，内半径R 2=53mm ，则圆框厚度：h =R 1-R 2=12mm ，圆框截面面积：A =t ⋅h =168mm 2，圆框中性层曲率半径：r =hln R 1R 2=58.796mm ，圆框的截面对中性轴的静矩：S =A ⋅e =A (R -r )=168×()59-58.796×10-9m 3=34.26×10-9m 3.圆框截面上任意一点的正应力公式：σ=MySρ+F N A，（7）其中：y 为点到中性轴的距离（点在靠近圆环内边缘一侧时为正），ρ为该点到曲率中心的距离.2应力理论值在圆框0°至60°区域的内表面和外表面分别取6个点，分别记为N 4、N 5、N 6、N 7、N 8、N A 和W 4、W 5、W 6、W 7、W 8、W A ，其中内表面和外表面对应位置的两个点与圆心在一条线上，具体位置如图5所示.图5圆框内外表面所选取的测试点位置将上述12个点位置分别代入式（7），得到这12个点位置处应力的理论值，如表1所示.3实验分析在所选测试点位置分别粘贴电阻应变片，分别记为R 白4、R 白5、R 白6、R 白7、R 白8、R 白A 和表1圆框内外表面所选取的测试点应力理论解点位置应力理论值/MPa点位置应力理论值/MPaN A37.195W AN 431.328W 4N 524.178W 5N 614.464W 6N 72.516W 7N 8-11.375W 8董继蕾，等：板形圆框的拉伸实验的创新研究R 绿4、R 绿5、R 绿6、R 绿7、R 绿8、R 绿A ，其中内表面和外表面的6个电阻应变片的一端连接在一起，共用一条引出线，另一端分别引出.其粘贴位置如图6所示.图6圆框试件贴片位置图首先将圆框试件安装至拉压实验装置的上、下夹具间，再将各应变片按单臂半桥公共补偿接线方法接至电阻应变仪各通道上.如图7所示.图7单臂半桥公共补偿接线法加载方案：初始载荷P 0=0.30KN ，P max =2.30KN ，ΔP =1.00KN ，共分二次加载，当加载载荷为P 0=0.30KN 时，将各通道初始应变均置零，逐级加载，记录各级载荷作用下每片应变片的读数应变.重复三次测量.实验数据如表2所示.根据表2的数据，利用MATLAB 一次线性拟合，内表面的应变关系函数（切向应变变化趋势）表达式为：ε=-846.28φ+740.20.（8）外表面的应变关系函数（切向应变变化趋势）表达式为：ε=658.07φ-548.19.（9）由式（8）可得：内表面零应变的位置为：φ=0.8747（50.12°）.由式（9）可得：外表面零应变的位置为：φ=0.8330（47.73°）.根据胡克定律σ=E ·ε，得到圆框试件各测点应力实验值如表3所示.根据误差公式：η()σ=||||||||σ理-σ实σ理，（10）计算出圆框试件各测点应力的理论值和实验表2圆框试件各测点应变实验值单位：με应变片位置R 白A R 白4R 白5R 白6R 白7R 白8R 绿A R 绿4R 绿5R 绿6R 绿7R 绿8第1次实验0.3KN 00000000000 1.3KN 50341531416734-186-368-297-209-10416 2.3KN 100882963033368-369-735-589-413-21032第2次实验0.3KN 00000000000 1.3KN 50341531616836-185-367-296-206-10517 2.3KN 100782863233566-366-734-597-417-21133第3次实验0.3KN 00000000000 1.3KN 50441431516833-187-366-295-208-10415 2.3KN 100782862933669-367-732-595-415-20831增量平均值----ΔR503.50414.17315.17167.3333.89-183.67-367.50-297.00-207.50-104.83-16.002021年第6期学报值的相对误差如表4所示.由表4可知：圆框试件各测点应力的理论值和实验值的相对误差均在20%范围内，属于正常实验误差，误差的来源有以下两点：电阻应变片粘贴的位置存在误差、电阻应变仪的测量误差.将A-A 截面内表面和外表面的电阻应变片分别按双臂半桥和对臂全桥接线方法接至电阻应变仪上.双臂半桥和对臂全桥接线法的实验数据如表5所示.根据表5数据分别计算A-A 截面由轴力和弯矩引起的正应力.应变由轴力和弯矩共同作用产生.记弯矩引起的正应力为σM ，轴力引起的正应力为σN ，则有：σM=12EεM =12×70×109×871.17×10-6Pa =30.49MPa ，σN =12EεN =12×70×109×139×10-6Pa =4.87MPa .在圆框正上方和正下方分别施加载荷，将过圆心的水平截面记为A-A 截面，圆框试件内表面某点的应变值随着该点所在径向与A-A 截面夹角的增大而减小，内表面零应变的位置为：φ=0.8747（50.12°）；圆框试件外表面某点的应变值随着该点所在径向与A-A 截面夹角的增大而增大，外表面零应变的位置为：φ=0.8330（47.73°）.由此可知，内、外表面的零应变位置不在过圆心的线上，板形圆框试件零应变的位置随着曲率半径增大与A-A 截面夹角越来越小.圆框试件内、外表面应力的理论值和实验值的相对误差均在20%表3圆框试件各测点应力实验值应变片位置应力实验值/MPa 应变片位置应力实验值/MPaR 白A35.245R 绿A-25.725R 白428.992R 绿4-20.790R 白522.062R 绿5-14.525R 白611.713R 绿6-7.338R 白72.368R 绿71.120R 白8-12.857R 绿812.705表4圆框试件各测点应力的理论值和实验值的相对误差应变片位置理论值/MPa 实验值/MPa 相对误差/%应变片位置理论值/MPa 实验值/MPa 相对误差/%R 白A37.19535.2455.24R 绿A-26.891-25.7254.34R 白431.32828.9927.46R 绿4-22.106-20.7905.95R 白524.17822.0628.75R 绿5-16.276-14.52510.76R 白614.46411.71319.02R 绿6-8.355-7.33812.17R 白72.5162.3685.88R 绿71.2721.12011.95R 白8-11.375-12.85713.03R 绿812.71012.7050.04表5A-A 截面双臂半桥和对臂全桥应变实验值载荷/KN 0.31.32.3----A -A 截面双臂半桥1με086817402με087217423με08751745A -A 截面对臂全桥1με01362752με01382793με0138280董继蕾，等：板形圆框的拉伸实验的创新研究以内，属于正常实验误差，误差的来源有以下两点：电阻应变片粘贴的位置存在误差、电阻应变仪的测量误差.截面由轴力引起的正应力为4.87MPa，由弯矩引起的正应力为30.49MPa.4结语通过以上对材料力学创新实验——板形圆框拉伸实验的介绍可以发现，学生在进行该创新型实验理论分析时需要运用到大量的材料力学理论知识，可以培养学生查找相关文献的能力和将理论知识运用到实践中的能力.在设计实验方案时，学生不仅需要设计实验方案，还需要在多个设计方案中选择最优的设计方案并操作，通过此项操作可以提高学生的分析问题能力、动手实践能力和创新性思维能力.在进行实验数据分析和得出实验结论的过程中，可以提高学生的综合实践能力，增强学生的探索意识和创新精神.材料力学创新实验的设立改变了传统材料力学实验教学模式，强调“以学生为主体”“以学生发展为本位”，以培养学生的力学思维和创新能力为目标，提高学生的兴趣和参与度，使学生具有更敏锐的知识创新思维和能力.参考文献：［1］董继蕾.材料力学实验［M］.合肥：中国科学技术大学出版社，2019：132.［2］牟萍，谢晓梅，文宁.材料力学设计性试验的设计与实现［J］.实验技术与管理，2007，24（4）：106-107.［3］刘鸿文.材料力学［M］.第4版.北京：高等教育出版社，2004：68.［4］金保森，卢智先.材料力学试验［M］.北京：机械工业出版社，2003：122.［5］王琦.电测法在应变测量中的应用简述［J］.潍坊高等职业教育，2009，5（4）：67-68.［6］梁立凯.电阻应变片测量中温度为误差的补偿方法［J］.呼伦贝尔学院学报，2001（2）：72-73.［7］秦莲芳.基础力学实验［M］.北京：北京航天航空大学出版社，2015：150.［8］戴福隆.实验力学［M］.北京：清华大学出版社，2010：143.［9］郑秀瑶，谢大洁.应力应变电测技术［M］.北京：国防工业出版社，2003：54.［10］张如一，陆耀桢.实验应力分析［M］.北京：机械工业出版社，1981：62.［11］王菊凤，龙波，黄徐瑞晗，等.静态电阻应变仪测量值的不确定度分析［J］.计量与测试技术，2017，44（4）：76-80.［12］雷一鸣.电阻应变计应变传递研究及误差分析［J］.科学与技术工程，2011，11（32）：8096-8100.［13］潘欢迎，张学海，鲁涛涛，等.对创新性实验教学的思考［J］.教育教学论坛，2012（2）：209-210．［14］赵存有，刘训涛，曹贺.工程流体力学课程创新实践平台的构建［J］.实验技术与管理，2012，29（9）：135-137．［15］白璐，田晓柱，牛炳韬，等.大学生创新性实验对创新型人才培养的研究［J］.实验室研究与探索，2015，34（4）：161-164．（责任编辑：王海波）。
材料力学实验
材料力学实验材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分，通过实验可以了解材料的性能和行为，为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
本文将从材料力学实验的基本原理、常用实验方法和实验注意事项等方面进行介绍。
首先，材料力学实验的基本原理是通过施加外力或加载，观察材料的变形和破坏过程，从而得到材料的力学性能参数。
常用的力学性能参数包括弹性模量、屈服强度、断裂强度、延伸率等。
这些参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在材料力学实验中，常用的实验方法包括拉伸实验、压缩实验、弯曲实验、硬度测试等。
拉伸实验是最常用的一种实验方法，通过在材料上施加拉力，观察材料的拉伸变形和破坏过程，得到材料的拉伸性能参数。
压缩实验和弯曲实验则是用来研究材料在压缩和弯曲载荷下的性能。
硬度测试是通过在材料表面施加一定载荷，测量材料的硬度值，从而间接得到材料的强度。
在进行材料力学实验时，需要注意一些实验细节和注意事项。
首先，要选择合适的实验样品，并保证样品的制备质量和几何尺寸符合要求。
其次，在实验过程中要严格控制加载速度和加载方式，避免因为加载速度过快或不均匀而导致实验结果的误差。
另外，还需要注意实验环境的影响，如温度、湿度等因素对材料性能的影响，需要进行相应的修正和控制。
总之，材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分，通过实验可以得到材料的力学性能参数，为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
在进行材料力学实验时，需要严格遵守实验原理和方法，并注意实验细节和注意事项，以保证实验结果的准确性和可靠性。
希望本文的介绍对于材料力学实验有所帮助，也希望大家能够在材料力学实验中取得理想的成果。
材料力学实验教学的改革与创新
Ｗ Ｅ ｉ ｏ ｇ ，ＧＡ ｊｎ—ｌ ｎ ，Ｓ Ｎ Ｘｉｏ—ｍｅ Ｎ Ｌ —ｈ ｎ Ｏ ｉ ｉ ｇ ａ ＨＥ ａ ｌ ’
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温利 红 ，高金 良 ，沈晓梅
（ 兴学 院 ， ． 嘉 ａ工程 训练 中心 ； ． ｂ 建筑 工 程学 院 ，浙江 嘉 兴 ３４０ ） １０ １
摘
要 ：该文对 当前材料力 学实验教 学中存在 的不足进行 了总结并分析 了原 因。指 出材料力 学实验教 学
的 目的是培养 学生的动手能 力和创新 能力 ，介 绍了材料 力学实验教 学改革 中的一些举措 ，分析 了结合 实验 教
需要 ，显著提高了教学质量和水平 ，保证了力学实验教学任务的顺利完成。
１ 改革 的背景
众所周知 ，材料力学是工科专业的一门重要的专业基础课 ，实验是材料力学课程教学的重要组成 部分 ，是培养学生动手能力和创新能力的重要环节 ，对加深基本理论和基本概念 的理解有非常重要的 作用 。且材料力学实验与工程实际密切相连 ，有的教学实验直接在工程中得到应用 ，因而 ，材料力学 实验环节 的教学是学生从书本走 向实践 的重要一环 ，实验教学环节的成 败将直接影响课程 的教学质 量¨ 。通过几十年的建设和发展 ，在几代力学教学工作者的共同努力下 ，材料力学实验课程 的知识 ］ 结构和课程体系已 １ ３ 趋稳定 ，在工科的人才培养 中发挥了积极的作用 ，但是依然存在课程的实验内容 简单 ，模式单一 ，知识面窄等问题 ，缺少对学生解决工程实际力学问题能力的培养 ，实验内容多而教 学课时少的矛盾 １益突出。我们 已经跨入新世纪，科学技术发生着 １新月异的变化 ，新材料 、新技术 ３ ３
材料力学扭转实验报告
材料力学扭转实验报告1. 实验目的。
本实验旨在通过材料力学扭转实验，探究材料在受力情况下的扭转性能，了解材料的力学特性和扭转变形规律，为工程应用提供理论依据。
2. 实验原理。
材料在受到扭转力矩作用下，会产生扭转变形。
根据弹性力学理论，扭转角度与扭转力矩成正比，而与材料长度和材料性质有关。
材料的扭转刚度可用扭转角度与扭转力矩的比值来表示，即扭转角度和扭转力矩的比值为材料的剪切模量G。
3. 实验装置。
本实验采用材料力学扭转实验机进行测试，实验机由电机、扭转传感器、数据采集系统等部分组成。
在实验中，通过控制电机输出的扭转力矩和测量相应的扭转角度，可以得到材料的扭转刚度和剪切模量等参数。
4. 实验步骤。
（1）将待测试的材料样品装入扭转实验机夹具中，保证样品的两端固定。
（2）设置实验机的扭转力矩和扭转角度采集参数。
（3）启动实验机，施加不同的扭转力矩，记录相应的扭转角度。
（4）根据实验数据计算材料的扭转刚度和剪切模量。
5. 实验结果与分析。
通过实验数据处理和分析，得到了材料在不同扭转力矩下的扭转角度数据。
根据实验结果，可以绘制出材料的扭转曲线，进一步分析材料的扭转特性和力学性能。
6. 结论。
通过本次材料力学扭转实验，得到了材料的扭转刚度和剪切模量等重要参数，为了解材料的力学性能提供了重要参考。
同时，实验结果也为工程应用提供了理论基础，具有一定的实用价值。
7. 实验心得。
本次实验通过操作实验装置、处理实验数据等环节，对材料力学扭转实验有了更加深入的认识，增强了对材料力学知识的理解和应用能力。
综上所述，本次材料力学扭转实验取得了一定的成果，为深入研究材料的力学性能和工程应用提供了重要参考，具有一定的理论和实用价值。
材料力学梁变形实验报告
材料力学梁变形实验报告摘要：本实验通过对材料梁的力学变形进行观察和测量，探究材料的弹性模量和材料的力学性能。
实验中首先通过对材料梁的弯曲变形进行测量，然后根据测得的数据进行计算，得到梁的弹性模量。
实验结果表明，材料的弹性模量与材料的组成、结构、力学性质等因素密切相关。
一、引言材料力学是材料科学中的基础学科，它研究材料在受力状态下的变形和破坏规律。
梁变形实验是材料力学中常用的实验方法之一，通过对材料梁的弯曲变形进行观察和测量，得到材料的力学性能参数。
本实验通过测量材料梁的弯曲变形及应力分布，计算得到材料的弹性模量。
二、实验目的1.了解梁的变形形式及弯曲变形的原理；2.学习使用拉力计、游标卡尺等仪器进行梁的变形测量；3.掌握利用实验数据计算弹性模量的方法。
三、实验原理1.梁的变形形式：在受力作用下，材料梁会发生弯曲变形。
弯曲变形的形式有单弯、双弯和多弯等。
本实验主要研究悬臂梁的单弯变形。
2.材料梁的弹性模量：弹性模量（也叫杨氏模量）是表征材料在弹性变形过程中，单位应力引起的单位应变的比值。
根据悬臂梁的变形情况，可以得到梁的应力-应变关系，从而计算得到杨氏模量。
四、实验装置和材料1.实验装置：支座、拉力计、游标卡尺；2.实验材料：金属梁。
五、实验步骤1.将金属梁放在实验台上，通过支座固定好；2.在梁的一端挂上拉力计，给拉力计施加一个水平方向的力；3.记录拉力计示数并转化为应力值；4.在梁上取几个不同位置的点，使用游标卡尺测量其垂直方向的位移；5.记录并计算梁的表观应变；6.将得到的应力和应变数据进行处理，绘制应力-应变曲线，并计算得到梁的弹性模量。
六、实验数据和结果1.实验数据：记录拉力计示数、梁上点的位移值；2.实验结果：绘制应力-应变曲线，根据曲线计算得到梁的弹性模量。
七、实验讨论1.实验误差：在实际实验中，由于仪器误差、操作误差等因素，测量的数据可能不够准确，从而影响结果的可靠性。
2.实验结果分析：通过计算得到的梁的弹性模量可以用于评价材料的力学性能，比较不同材料的强度、刚度等指标。
面向力学专业的材料力学课程的教学改革研究与实践
面向力学专业的材料力学课程的教学改革研究与实践1. 引言1.1 背景介绍现正值科技高速发展的时代，材料力学作为力学专业的重要课程之一，对学生的综合素质和工程应用能力具有重要的影响。
传统的材料力学课程存在着教学内容过于理论、缺乏实际案例分析以及教学方法单一等问题，难以满足当前社会对工程人才的需求。
针对材料力学课程的教学进行改革是十分迫切的。
材料力学课程的教学改革不仅涉及课程内容的更新与优化，还需要探索符合学生学习特点和发展需求的教学方法和手段。
通过对材料力学课程的现状进行深入分析，发现存在的问题和不足，探讨教学改革的方向和路径是十分必要的。
通过实践案例的分享和效果评估，可以更加客观地评价教学改革的成效，为今后的教学改革提供借鉴和参考。
本文旨在对面向力学专业的材料力学课程的教学改革进行深入研究与实践，探讨如何优化课程内容、改进教学方法，提高教学质量和效果，为培养适应社会需求的优秀工程人才提供理论支持和实践经验。
希望通过本文的研究与实践，能够为材料力学课程的教学改革提供有益的借鉴和启示。
1.2 研究意义材料力学课程的教学改革研究具有重要的意义。
随着科技发展的日新月异，材料力学在工程和科学领域中扮演着极为重要的角色。
对材料力学课程进行教学改革，不仅有助于提高学生对该领域的理解和应用能力，还能够培养学生的创新思维和实践能力。
传统的教学模式往往较为传统和死板，难以激发学生的学习兴趣和动力，而教学改革能够使课程更加生动有趣，更好地满足学生的学习需求。
通过教学改革研究与实践，可以不断提高教师的教学水平和教学方法，促进教学创新和发展。
开展关于面向力学专业的材料力学课程的教学改革研究与实践，对于提高教学质量，培养高素质人才，推动学科发展具有积极的意义和作用。
2. 正文2.1 材料力学课程现状分析材料力学课程作为力学专业的重要课程之一，一直扮演着培养学生对材料本质和性能的认识与掌握的重要角色。
通过对材料的力学性质和行为进行系统化的学习，学生可以更好地理解材料在不同环境和加载条件下的行为。
材料力学实验教学的创新与探索
却没有做到实处 ， 这与实验教学的硬件环境有很 大关 系 ， 笔者对
此 有一 些建 议 。
３ 结语
高职 院校课程改革是一项需要每一位教师在平时的教学中 不断总结 、 不断积 累、 不断创新 的工作 。在立基于 ｗｅ ｂ的实验教学系统。 这个系统可 以分为几
个功能模块 ： 习模块 、 学 实验模块 、 考试模块 、 师答 疑模块 。实 教 验课上 ， 由教 师安排实验项 目， 学生完成实验 ， 并通 过网络提交 程序代码 、 实验结果和实验报告 。考核时 ， 也可通过考试模块提 供在线 的考核 ， 要求学生 在规定时间内完成程序的编 写、 调适和 运行等工作 ， 向系统提交源代码和运行结果 ， 师可通过 网络随 教 时检查学生的实验与考试情况 ， 大大提高了实验 的效 果 ， 不再受 到时 间 和空 间的 限 制 。 其二 ， 分开设置理论课与实验课。现在的教学中 ， 大多将 Ｃ
的试验标准 ， Ｇ ， ８ ２０ （ 即 Ｂ１２ － ０ ２ 金属材料室温拉伸试验方法 》 ｒ２ 、
Ｇ ／ ３４ ２０ 《 属 材 料 室 温 压 缩 试 验 方 法 》 和 Ｇ Ｉ ＢＴ ７ １－ ０ ５ 金 ＢＴ １ １８ ０７ 金属材料 室温扭转试验方法》 ０ ２￣２ ０ ｛ 。这些新规范在引用
成实验课的萎缩 ， 往往造成学生对 于实验课 的不重视 ， 认为它不
重要 。如果能够将 Ｃ语言分为理论和实验作为两门独立 的课程
来设置 ， 于实验课也设一定的学分与学时要求 ， 对 要求学生在期 末考核时必须 同时达标 ， 这样可以提高学生对实验的重视程度 ， 也 可 以加 强 学 生 的动 手 实践 能 力 。 第一作者 简介 ： 胡倩文 ， ，９ ２年 ５月生 ，０ ４年毕业 于 女 １８ ２０
材料力学实验》课程心得
《材料力学实验》课程心得班级：姓名：学号：《材料力学实验》课程心得材料力学是一门专业基础课，它是结构力学、机械原理、机械振动等课程的基础。
材料力学课程是研究物体材料工艺一般规律的学科，它既是高等院校工科专业的一门核心技术基础课程之一，又是一门能直接用于工程实际的应用学科，材料力学对工科学生学习后续专业知识（机械原理、机械设计、弹性力学等）过渡起到桥梁作用，也在开发学生智力、培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力和创新能力以及解决工程实际问题的能力方面有重大影响。
作为黑科技的一名学生，在参加材料力学实验的学习中，我深刻地体验到，材料力学实验是材料力学课程重要的、不可缺少的组成部分，是实践性教学和启发性教学的重要环节，“而材料力学在工程技术人才培养中的重要性是不可动摇的”。
力学学科具有鲜明的基础性和实用性, 随着科学与技术的发展, 理论力学课程面临着深化基础理论与加强工程实际应用的双重任务。
结合机械类各专业的特点, 加强工程概念和实践性内容, 在例题、思考讨论题、理论与实践的应用方面增添具有工程背景的问题；理论力学是各工程专业的基础学科, 需要和各专业课有紧密的联系中，同样，各专业课内容也要和理论力学课相沟通。
两类学科的交叉与相溶应是教学体系改革的良好途径。
通过材料力学的实验，我明白了很多的道理，实践出真知，纸上得来终觉浅，只有透过实验加上理论的知识，才能学习到更多地知识，而单单只学习课本上的知识，只会纸上谈兵，和实验学习的更本不是一回事。
我认为对该课程的传统教学模式进行改革，能够改变原有的被动学习模式，在活跃课堂气氛, 启迪思维, 使能在较短时间内获得更多更扎实的知识方面有积极作用，也能显著提高综合素质。
经过做了多次的实验，我意识到了过于强调设计性、综合性实验的比例自从全面推进素质教育以来，实验教学内容也在不断地进行改革和创新，增加综合性和设计性实验以提高学生的思维方式和创新能力是实验教学内容改革的方向。
实验2 梁的弯曲
力学创新实验——实验二实验题目：关于梁弯矩控制的校核实验小组成员:王志伟20104340刘灿20104344陈晨20104336席冠华20104327 指导老师：高芳清2012年月日实验二——关于梁弯矩控制的校核实验实验方案：1、通过弯矩控制的梁，其根本原因是由弯矩产生的最大正应力超过了材料的容许应力，通过假设控制弯矩的大小，计算可以得到[]σ以及[]τ。
通过材料力学的理论知识可以计算出纯弯曲梁的最大正应力产生在距离中性轴最远的部位，其大小可通过式（1-1） 计算出来。
2 、为了检验是否是最大弯矩控制，同时需要检验剪力产生的可能破坏。
通过材料力学的理论知识可以知道最大剪应力发生在中性轴处，理论最大值大小可通过式（1-2）计算。
z I My =σ …… （1-1）bI FSz *=τ …… （1-2）其中2b y =;*S 为半截面对中性轴的一次距。
3加载方式、剪力弯矩图4、可以通过应变片测定出梁上边沿或下边沿处的轴向线应变，测定的应变为1ε，应变片粘贴方式如图（1）。
连接方式为半桥连接11εεεεε=-+=t t d ；在中性轴处正负 45的线应变分别为2ε、3ε，应变片粘贴方式如图（2）。
连接方式为半桥连接则232εεε+=d图（1）图（2）5 、测得的1ε可通过式（1-3）算出实际σ，同理经过剪应力与正应力的变换关系可以算出剪应力的大小，在纯剪切状态下45方向正应力等于 0方向的切应力。
正负45方向的正应力大小可通过式（1-4）计算出来。
11εσE = ……（1-3）τ=σ=νε+1E ……（1-4）其中ε为读数的一半即232εεε+=。
6、测得的σ与理论值比较在适当范围内符合要求然后所测最大值与[]σ比较在一定的比例范围内梁没有破坏。
选取接近屈服时的正应力以及切应力。
如果τ小于1σ，则梁受弯矩控制；如果τ大于1σ，则梁受剪力控制。
7 应变片的半桥连接方式：实验仪器：1．多功能试验台 2．应变片 3 电阻应变仪 4 钢板尺实验报告：梁计算长度：L = 42cm 宽度：b = 2.5cm 高度：h = 5cm 厚度：a = 1mm*S =33102.1mm ⨯ z I = 4410875.4mm ⨯铝合金相关材料常数:1 实验记录表格：表1-12 计算相应应力并与理论值比较 1）、计算最大正应力：理论正应力：zi i I h M 2=σ实测正应量力：E i i εσ=2）、计算最大切应力： 理论切应力：bI S F z z i i =τ实测切应力：)1(μεστ+÷==E i i i3、实验、数据分析，以及实验总结。
《材料力学实验》大班科学教案
《材料力学实验》大班科学教案大班科学教案一、教学目标1.理解材料力学基础知识，学会常见材料的力学行为和性质测试方法；2.掌握实验数据的处理和分析方法，进一步提高实验设计和报告撰写能力；3.培养实验操作技能和团队合作精神，提高实验认真细致及实验安全意识。
二、教学内容1.材料的机械试验方法和设备介绍；2.实验中常见材料的力学行为与性质测试；3.实验数据处理和分析方法；4.实验设计和报告撰写规范。
三、教学过程1.材料机械试验方法和设备介绍了解试验设备的构成、原理和工作方式，熟悉实验室的安全操作规程，了解实验中的常见安全事故及对策。
2.实验中常见材料的力学行为与性质测试通过对材料的拉伸、压缩、剪切等力学行为的测试，了解材料破坏机理的基本规律和特征。
在实验中，可以使用的材料包括金属材料、塑料、橡胶、混凝土等。
3.实验数据处理和分析方法在实验过程中，需要认真记录实验数据，并用计算机对数据进行处理和分析。
需要学习使用常用的计算机统计和分析软件，如Excel、Matlab等，并掌握数据的可视化展示方法。
4.实验设计和报告撰写规范在实验前，需要认真制定实验设计方案，并根据实验结果和分析撰写实验报告。
需要掌握实验报告的格式规范、内容要求和论证方式。
四、教学方法1.讲授与实验相结合的教学方法；2.学生自主探究与教师指导相结合的教学方法。
五、教学效果评估1.实验操作技能和实验数据分析与处理能力方面：根据实验成果和报告，进行评分，同时将实验和分析报告与教学大纲和教学目标进行对比，评估学生的水平；2.实验认真细致及实验安全意识方面：评估学生在实验过程中的纪律性、负责任性和安全意识。
六、教材推荐1.《现代力学实验》；2.《材料力学实验》；3.《大学物理实验指导》。
七、结语通过材料力学实验的学习，不仅可以学到知识，还可以锻炼技能和培养素质。
学生需要具备合理的实验设计和操作，能够准确地搜集和分析数据，制定符合规范的实验报告，掌握实验安全规范，以及团队合作精神。
专题12 力学创新型实验题(原卷版)-2023年高考物理实验题专项突破
专题12力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。
2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。
②立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。
③加强探究性思考，运用物理方法科学设计。
典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。
弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。
已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L 。
接通打点计时器电源。
从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T （在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A 点）。
从打出A 点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。
由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。
典例2：（2021·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
材料力学实验教学改革
材料力学实验教学改革一、实验内容更新为了适应科技发展和人才培养需求，实验内容应不断更新。
引入新的实验项目，淘汰过时内容，保持实验内容的前沿性和实用性。
同时，加强与科研、工程实践的结合，提高实验的挑战性和综合性。
二、教学方法改革传统的教学方法往往以教师为中心，忽视了学生的主动性和创造性。
改革教学方法，采用启发式、探究式、讨论式等多种教学方法，鼓励学生主动参与、独立思考。
利用多媒体、网络等手段，丰富教学手段，提高教学效果。
三、实验手段创新随着科技的进步，新的实验手段不断涌现。
引入先进的实验设备和仪器，提高实验精度和效率。
同时，注重实验手段的创新，鼓励学生自主设计实验方案，培养其创新能力和实践能力。
四、评价体系优化传统的评价体系往往只注重实验结果，忽视了过程和能力的评价。
优化评价体系，注重学生的实验过程、操作技能、分析解决问题的能力等方面的评价。
采用多种评价方式，如实验报告、小组讨论、口头报告等，全面反映学生的实验能力。
五、实验室建设与管理加强良好的实验室环境和设施是实验教学的基础。
加强实验室建设，更新实验设备，提高设备完好率。
同时，加强实验室管理，建立健全的实验室管理制度，确保实验室安全、有序运行。
六、学生创新能力培养创新能力是现代人才必备的素质。
在实验教学中，注重培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。
鼓励学生自主选题、自主设计实验方案，培养其独立思考和解决问题的能力。
七、教师教学能力提升教师的教学能力直接影响实验教学的质量。
加强教师培训和交流，提高教师的教学水平。
鼓励教师开展教学研究，探索适合学生的教学方法和手段。
同时，建立有效的激励机制，激发教师的教学热情和创造力。
八、实验教材编写与完善优秀的实验教材是实验教学的基础。
编写内容新颖、结构合理、符合人才培养需求的实验教材。
定期对教材进行修订和完善，以适应科技发展和教学需求。
同时，注重教材的实践性和可操作性，提高教材的质量和实用性。
九、实验课程思政建设在实验教学中融入思政元素，培养德才兼备的高素质人才。
改革材料力学实验教学培养学生创新能力
三相正 弦交 流 电路 的特 点 ， 电流 表 、 电压 表 的使 用 方法 ， 进迁 移能 力 的提 高 。其次 面对 几种可 行 的 促 方案 ， 引导学 生从性 能稳 定性 、 间价值 、 时 金钱 投入 和道德 要求 方 面综 合 考 虑方 案 的可 行性 。通 过本 次实 验 ， 生进 一 步认 识 了相 电 压 、 电压 的概 念 学 线 和 中线 的作 用 （ 保证 三 相 不 对 称 负 载 的 每 相 电 压 维持 对称 不变 ） 。在做 完 这次 实 验 后 ， 师还 鼓 老 励学 生进 行思 考和 调查 ： 实验 中为什 么要 通过 三相 调压 器将 ３０ ８ Ｖ的市 电线 电压 降 为 ２０ 的线 电压 ２Ｖ 使用， 以此促 进学 生知识 的进 一 步迁 移 。 （ 收稿 日期 ：０ ６ ０ １ ） ２０ ，５，７
材料 内容 。在 弹性模量 Ｅ和剪切 模 量 Ｇ测量 实 验
实 验原理 和 实验部 步骤 ， 然后 学生 按部 就班 地把 实
验 作完 。这 种教 学方 法 过 多 的强 调 了 教 师 的主 体
摘
河 南洛 阳
要： 从改革 实验室 内容 、 学手段 及方 法、 教 成绩评 定等三 方面入手 ， 述 了对学生进行创新 能 论
力的培养 。
关键词 ： 实验教学 ； 创新能 力； 改革
“ 新是 一个 民族 进 步 的灵 魂 ， 一个 国家 兴 创 是 旺发 达 的 不竭 动力 。 ２ ” １世 纪 是 知识 经 济 的时 代 ，
参考 文献 ：
［ ］ 袁照兰 ． １ 电工 电子技 能实训 教程 ［ ． Ｍ］ 西安 ：西安 出版社 ，
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材料力学创新性实验
班级：
姓名：
学号：
偏心力作用时主应力的测量
一、实验目的
1)测定圆柱梁在偏心力作用下,其表面某点处的主应力大小和方向 2)掌握使用桥路的接法
二、实验设备
1)多功能电测实验装置
2)智能全数字式静态应变仪 3）游标卡尺、钢尺
三、实验原理
1）试样相当于受到轴力P 和一个力矩M 的作用，其中M=P*d 。
对于轴力P ，在截面处产生压应力σ1=P/A 。
对于弯矩M ，在截面处产生的正应力为
Z
Y
试样截面
O d
L
P
P
M P
应变片
温度补偿片
实验原理简图
M
)5,4,3,2,1(2=I ∙=
Z
i y M i
i
σ
那么截面处的正应力
)5,4,3,2,1(i
21=I ∙∙P +
A
P =
+=i y d Z
i
i σ
σσ理
式中
64
4
D
π=
I Z
4
2
D
π=
A
2）实验采用半桥接线，粘贴在圆柱梁中间截面处的上下表面，中性轴和离上下表面h/4的五个应变计为工作片，应变计的两个引出导线分别接到应变仪上5个通道的A,B 接线柱上，测出载荷作用下各点的应变ε，根据胡克定律
)
5,4,3,2,1i (i =∙=实实εσE
式中 E —材料的弹性模量
3)梁在弯曲时,相邻横截面是绕中性轴做相对转动的,中性轴处正应力为零.梁在收到压应力时会有压应力,而纯弯曲时会产生以中性轴对称的压应力和拉应力,分析可知,横梁在收到弯曲和受压时,其中性轴不会与圆柱梁的中心线重合.根据σ=0可以确定其位置.
四、实验步骤
1）测量圆柱试样的直径D ，长度L,力P 的偏心距d 。
2）把梁上的工作应变计分别接在电阻应变仪各通道的A,B 端接线柱上，温度补偿应变计接在B,C 端接线柱上，把相应5个通道上的C 接线柱用导线短接。
3）接通应变仪的电源，预热5分钟左右，根据智能全数字静态应变仪的操作方法设置应变仪的各项参数：通道数，灵敏系数及力传感器标定系数。
然后对应边和力进行调零。
4）先预加少量载荷（0.1KN 左右），之后按应变仪面板上的（测量）按钮（调零），然后按增量法加载方式开始正式加载。
每增加一级载荷，分别记录应变仪上相应通道各点处的应变值，直到加载完毕。
实验至少做两次，取线性好的一组作为本次实验的数据。
5）实验完毕，关掉电源，卸去载荷，整理仪器。
五、实验结果处理
1）理论应力计算公式
Z
i
y
d I ∙∙P +
A
P =
理σ
2）实际应力公式
实
实εσ∙=E
3）应力相对误差公式
%
100-⨯σ
σ
σ
将理论值和实测值进行比较，来验证正应力公式的正确性。
4）确定中性轴的坐标
d
y A I -
=Z
六、实验记录表
载荷（KN ） 电阻应变仪读数（με） 累计
（P ）
增量（Δ
P ）
测点1
测点2
测点3
测点4
测点5
累计 增量 累计 增量 累计 增量 累计 增量 累计 增量
ΔP=。