材料力学实验课ppt

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三.材料力学实验绪论
1. 实验课的作用。
• 实验课是材料力学教学中的一个重要环节。
• 巩固、加深和运用讲课中的基本理论知识。
• 掌握测定材料机械性能及测定应力和变形 的基本方法。
• 学会有关的机、仪器的操作使用。
• 培养独立确定实验方案、正确处理实验结 果的能力；严肃认真的科学作风。
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三.材料力学实验绪论
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二.机、仪器使用规则
1. 在实验前必须了解所使用机、仪器的一般原理 及操作方法，实验时应严格遵守操作规程。
2. 非本实验所用机、仪器切勿任意动用。 3. 实验过程中，如发生故障，应立即停止实验，
及时报告教师；切忌自作主张，擅自处理。 4. 实验完毕后，应将机、仪器恢复到实验前状态，
关闭电源。
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• 原始实验数据：包括所用材料的力学性能指标，如：材料名称及牌 号、弹性模量E。机、仪器的量程，加载速度、应变仪的灵敏系数、 电阻片的灵敏系数、试样的几何尺寸等。
• 实验数据的处理：实验数据应列表和以曲线形式给出，注明测量单 位，给出最终实验结果。对结果应定性分析实验误差，分析主要误 差来源。
• 实验结果的讨论：应将实验中所观测到的主要现象、实验结果进行 总结归纳；并运用基本理论，分析实验中观测到的实验现象，以便 巩固和加深基本理论概念。
材料力学实验绪论课
工程力学系 材料力学实验室电测室
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一.学生实验课守则
1. 学生进入实验室应遵守实验课守则。实验时应 严肃认真，保持课堂安静。
2. 实验课前必须预习实验指导书，未经预习不得 进行实验。
3. 爱护机、仪器及其他设备，并应严格遵守操作 规程，如发生故障应及时报告任课教师。
4. 实验完毕应整理实验现场，实验设备恢复实验 前状态，实验记录必须经教师审阅后方可离开 实验室。
A
对上式微分后可得： 根据金属的物理性质有： dRddLdA
R LA
d c dV C-在常温常压条件下为常数。d V -体积变化率。
V
V
金属丝在受单向拉伸时电阻变化率
dR
R-
与轴向应变
＝ dL L
有如下关系：
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dR C dV dL dA
R
V
L
A
经变换最后可得：
d R c (1 2 ) 2
与应变成线性关系；尺寸小，重量轻，对构件的工作状
态影响极微小；
• 测量范围：0～5000 μ ε；频响好：0～5000Hz。
• 精度高、通用性好：精度在0.1～1％，可测应变、力、位移、加速度、 压力、扭矩等物理量。
（3）金属丝的应变效应: 根据物理学可知，物体的几何尺寸与电阻值有如下关系：R L
在报告中可以表达对实验的体会及对实验的意见。
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三.材料力学 实验绪论
• 实验曲线的正确画法，左图不正确，右图正确。
250 200 150 100 50
0 h/2
-50 -100 -150 -200 -250 -300
h/4
0
h/4
理论曲线
实验曲线
250
200
150
100
50
h/2
0
h/2
-50
-100
R
c (1 2 ) (1 2 ) 2 2 ( c 1 ) (1 2 ) [ 2 ( c 1 ) (1 2 ) ] 由 于 c、 在 常 温 常 压 下 为 常 数 ， 故 d R K , ( K 2 ( c 1 ) (1 2 ) 常 数
R
（二）电阻应变片： （1）应变片的分类：根据敏感元件的材料和型式可分为以下几类。
应变片
金属式
体型
丝式 箔式
薄模型
半导体式
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• 根据温度可分为：
• 低温：－30℃以下；常温：－30℃～60℃ ；中温：60 ℃ ～300 ℃；高 温：300 ℃ 以上。
（2）应变片的优点：
•
电阻变化率
R R
-150
-200
-250
h/4
0
h/4
h/2
光滑曲线
实验曲线
图1 理论曲线与实验曲线
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•实验课进度表
实验教室安排：电测在1515 （五层） 强度在 3104（一层） 理力在 3120（一层）
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三.材料力学实验绪论
5.电测法的基本原理
（一）电测应变技术在科研和生产实践中的地位： 电测技术是利用敏感元件——电阻应变片，把机械量转换成电量的一 种测量方法，由于它测量方法简便、精度高、稳定性好、便于携带、 可进行野外现场测量等特点，目前运用极为广泛。
实验目的：巩固理论概念、学会验证方法。
• 综合性实验：
工程中实际构件的形状和受力情况复杂，单凭理论计算比较困难。 通常采用实验的方法测定应力和变形。综合性实验包括：组合梁、框 架、薄壁构件、组合柱等实验。
实验目的：着重训练用电测法测定应力应变、正确使用电阻应变仪的 能力，掌握电测法的基本技术。培养学生运用基本理论确定实验方案， 分析实验现象的能力。
由上式可见，当电阻片粘贴在构件上并一起变形，金属丝的电阻变化与被 测点的应变成正比。电阻片就是利用这一原理，将机械量转换成电量进行 测量。
（4）应变片的结构形式及主要性能指标：
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三.材料力学实验绪论
3.做好实验应注意的几个问题 （1）做好预习和课前的准备工作要做到： • 课前预习，明确实验目的、原理和步骤； • 确定实验的具体方法，如要求理论计算的实验，都应进行
理论计算。 • 设计记录实验数据的表格。 （2）实验过程中应做到： • 充分动手：掌握有关的实验技术，能独立操作机、仪器。 • 充分动脑：密切结合、灵活运用基本理论知识。善于观测
实验现象和对实验结果的分析，加深对基本理论知识的理 解。电测实验：2～3人；性能实验：3～4人一组。 （3）实验结束后： 应认真做好实验报告，报告独立完成。
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三.材料力学实验绪论
4.对实验报告的要求
实验报告报告应包括以下基本内容。
• 实验名称，实验日期，实验成员姓名及学号。

• 实验目的。
• 实验设备及装置简图：应注明所用机、仪器的名称、型号、精度、 量程等，并画出实验装置简图。
2.材料力学实验的主要内容：
测定材料机械性能的实验：
拉伸、压缩、扭转、冲击等。
实验目的：巩固概念、增强感性认识，掌握实验方法。
• 验证理论的实验：
将实际问题抽象为理想模型，再根据科学假设，推导出一般性公 式。假设是否正确，理论公式是否能实际运用需要通过实验验证。弯 曲应力、压杆稳定、弯扭组合受力等实验属于验证性实验。