材料力学实验课程教学大纲
材料力学教学大纲(48学时)
《材料力学》教学大纲制订单位：机械工程学院安全工程系执笔人：李晋一、课程基本信息1．课程中文名称：材料力学2．课程英文名称：Mechanics of materials3．适用专业：非金属材料专业4．总学时：48学时（其中理论40学时，实验8学时）5．总学分：3学分二、本课程在教学计划中的地位、作用与任务本课程是非金属材料管理专业的一门专业基础课，通过本门课程的学习，可以使学生掌握基本受力构件的强度、刚度和稳定性控制方法，从而为工程项目决策提供基本技术手段。
三、理论教学内容与教学基本要求（40学时）1、第一章绪论（2学时）材料力学的任务。
变形固体的基本假设。
外力及其分类。
内力、截面法和应力的概念。
变形与应变。
杆件变形的基本形式。
2、第二章拉伸、压缩与剪切（4学时）轴向拉伸与压缩的概念与实例。
轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力。
直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。
材料在拉伸时的力学性能。
材料在压缩时的力学性能。
失效、安全系数和强度计算。
轴向拉伸或压缩时的变形。
轴向拉伸或压缩时的变形能。
拉伸、压缩静不定问题。
3、第三章扭转（4学时）扭转的概念与实例。
外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图。
纯剪切。
圆轴扭转时的应力。
圆轴扭转时的变形。
4、第四章弯曲内力（4学时）弯曲的概念与实例。
受弯杆件的简化。
剪力和弯矩。
剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。
载荷集度、剪力和弯矩间的关系。
5、第五章弯曲应力（4学时）纯弯曲。
纯弯曲时的正应力。
横力弯曲时的正应力。
弯曲剪应力。
提高弯曲强度的措施。
6、第六章弯曲变形（6学时）工程中的弯曲变形问题。
挠曲线的微分方程。
用积分法求弯曲变形。
用叠加法求弯曲变形。
简单静不定梁。
提高弯曲刚度的一些措施。
7、第七章应力状态和强度理论（6学时）应力状态概述。
两向和三向应力状态的实例。
两向应力状态分析—解析法。
两向应力状态分析—图解法。
三向应力状态。
广义虎克定律。
强度理论概述。
四种常用强度理论。
8、第八章组合变形（6学时）组合变形和叠加原理。
《材料力学》课程教学大纲
《材料力学》课程教学大纲学分：4.5 总学时：72 理论学时：62 实验/实践学时：10一、课程性质与任务《材料力学》是车辆工程的专业基础课。
本课程共72学时，4.5学分，考试课。
《材料力学》是由基础理论课过度到设计课程的技术基础课。
它是变形固体力学的基础，又是有关专业后续课程的需要。
通过本课程的学习，使学生建立起正确的变形固体力学基本概念，掌握分析工程中强度、刚度、稳定性问题的基本方法，提高工程计算能力和实验分析能力等方面均有重要作用，它与其它课程共同完成培养高级工程技术人员的任务。
二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1．掌握构件强度、刚度、稳定性的基本概念，掌握杆件四种基本变形及组合变形的定义，能熟练判定杆件的变形种类。
2．掌握用截面法求杆件内力的基本方法，能熟练地求解任一指定截面的内力，并能绘制杆件的内力图。
3．熟悉等截面杆件横截面上应力的分析方法（基本变形）：实验-假设-变形几何关系、物理、静力平衡；能熟练求解四种基本变形有关的应力计算、分布及危险点判定和强度计算。
4．掌握组合变形构件强度分析方法-叠加法，了解其原理和使用条件，熟练掌握组合变形构件的强度计算问题。
5．掌握各基本定理、定律及假设（剪应力互等定理、剪切虎克定律、广义虎克定律、强度理论等），并能熟练应用。
6．掌握并能熟练求解基本变形构件的变形、位移问题，并能进行相关的刚度计算。
7．掌握一点应力状态的表示方法，能熟练地从受力构件中取原始单元体，并能用解析法、图解法求解相关问题。
8．掌握静不定问题的基本概念，掌握用变性比较法求解一次静不定问题。
9．掌握压杆稳定的基本概念，并能熟练地进行稳定计算。
10．熟悉动载荷问题的分析方法，并能熟练求解相关问题；掌握交变应力的基本概念，会进行疲劳强度计算。
11．掌握与平面图形有关的几何量（静矩、形心、惯性矩等）的基本概念及计算，了解形心轴、主惯性轴等概念。
12．初步掌握静载下材料机械性能的测试方法、电测实验原理及测试方法。
《材料力学》课程教学大纲
《材料力学》课程教学大纲适用于本科机械设计制造及其自动化专业学分3.5 总学时：56 理论学时：48 实验/实践学时：8一、课程的性质、任务和要求《材料力学》是工科专业基础课，必修。
本课程共56学时，3.5学分。
《材料力学》课程的主要任务是：通过该课程的学习，要求学生掌握等直杆件的强度、刚度及轴向受压杆件的稳定性的计算等；能运用强度、刚度及稳定性条件对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等简单计算工作；初步了解材料的机械性能及材料力学实验的基本知识和操作技能；初步学会应用材料力学的理论和方法解决一些简单的工程实际问题；为学习有关的后继课程打好必要的基础。
学习本课程后，应达到下列基本要求：1．对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识；2．能熟练地画出杆件在基本变形下的内力图，进行应力和位移、强度和刚度的计算；3．掌握应力状态理论和组合变形下杆件的强度计算；4．了解压杆的稳定性概念，会计算轴向受压杆的临界力和临界应力；5．了解低碳钢和灰口铸铁的基本力学性能及其测定方法；6．掌握简单超静定问题的求解方法；7．掌握电测实验应力分析的基本原理和方法。
二、本课程与其它课程的关系、主要参考教材本课程的先修课程为：高等数学、工程图学、理论力学。
选用教材：《材料力学Ⅰ》（第5版），刘鸿文主编，高等教育出版社，2010参考书目：[1]《材料力学Ⅰ》（第5版），孙训方主编，高等教育出版社，2009[2]《材料力学Ⅰ》（第3版），单辉祖，高等教育出版社，2009[3]《材料力学》，Timoshenko（铁木辛柯）编，科学出版社，1978三、课程内容1．绪论主要内容：材料力学的任务及研究对象；变形固体的基本假设；力与内力、截面法与应力、线变形和角变形的概念；杆件变形的基本形式。
2．拉伸、压缩与剪切主要内容：轴向拉伸与压缩的概念与实例；直杆横截面上的内力、应力及斜截面上的应力计算；安全系数与许用应力的应用、拉压杆件的强度计算；轴向拉伸与压缩时杆件的纵向变形、线应变、横向变形计算；泊松比、虎克定律、弹性模量，抗拉(压)刚度、应力集中的概念；金属材料拉伸和压缩时的力学性能；简单拉(压)超静定问题、热应力和装配应力的解法；剪切和挤压的实用计算。
《材料力学》实验教学大纲
《材料力学》实验教学大纲一、实验课程基本信息课程名称：材料力学实验英文名称：MaterialMechanicsExperiment课程编号：10D3113B课程性质：非独立设课课程类别：专业核心课课程总学时：6课程总学分：课内实验开设实验项目数：3适用专业：机械设计制造及其自动化专业、机械电子专业开课系部：机电工程系二、实验课程的性质、课程目标与及其对毕业要求的支撑1、课程性质材料力学实验是《材料力学》课程的实验教学环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新能力具有极其重要的作用。
2、课程目标课程目标1：通过本实验课程的学习和实际操作，巩固和加深学生对材料力学理论知识的理解，提高学生的实验水平，增强学生的实践能力；提高学生应用实验的手段与方法独立分析问题、研究和解决工程问题的能力。
课程目标2：通过实验提高学生建立力学模型或者修正完善力学模型的能力；通过实验培养学生对一些新材料和新结构的研究能力。
课程目标3：培养学生理论联系实际、实事求是的作风四、实验内容、要求和所用设备1、实验内容和要求：（1）材料拉伸实验：观察分析低碳钢的拉伸过程，测定低碳钢的强度、塑性指标;测绘低碳钢试件的载荷一变形曲线（Q-A/曲线）；测定低碳钢的拉伸屈服点4、抗拉强度%、伸长率8、断面收缩率3。
（2）材料扭转实验：观察低碳钢的扭矩-扭转角曲线（7一0曲线）及变形现象和破坏形式；测定低碳钢的剪切屈服极限八和剪切强度极限r ft。
（3）材料冲击实验：观察分析并比较低碳钢和铸铁两种材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌；测定低碳钢和铸铁的冲击韧度。
2、实验主要设备和台件数实验报告是反映实验工作及实验结果的书面综合资料。
通过实验报告的书写，能培养学生综合表达科学工作成果的文字能力，是全面训练的重要组成部分，必须认真完成。
写实验报告要做到字迹工整，图表清晰，结论简明。
一份完整的实验报告，应由以下内容组成：1、实验名称，实验日期，环境温度等。
04002002《材料力学》实验教学大纲1
04002002《材料力学》实验教学大纲课程编码：04002002课程名称：材料力学学时学分：课程总学时80，其中实验学时6，课程总学分5。
先修课程：高等数学（微积分、常微分方程等）、物理的力学部分、理论力学等。
适用专业：农业水利工程、水利水电工程、水文与水资源工程、土木工程、给排水工程、热能与动力工程、工程管理等专业。
一、课程性质和任务材料力学是由基础理论课过度到专业课程的技术基础课。
通过该课程的学习，要求学生对材料的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础知识；对杆件的基本变形具有较熟练的计算能力、一定的分析能力和初步的实验能力。
二、教学目的及要求通过该实验课程，使学生亲自动手操作，以达到熟悉仪器、验证和巩固一般常用材料力学性能的过程。
要求学生掌握低碳钢拉伸时δ—ε曲线及四个阶段的特点，计算低碳钢的延伸率和断后伸长率，熟悉应变仪的操作等。
三、实验内容与学时分配四、教学方法及课程考核办法采用先进的试验机，实验室现场试验，结合理论教学内容让学生进行实验操作。
实验课成绩是材料力学课程平时成绩的重要组成部分。
实验课成绩根据实验操作、考勤和最后的实验报告等进行综合评分。
实验课实验操作及考勤占实验课总成绩的30%，完成的实验报告成绩占实验课总成绩的70%。
五、主要参考书目[1] 孙训方，方孝淑，关来泰编，材料力学（第四版）（Ⅰ、Ⅱ），高等教育出版社，2002[2] 范钦珊主编，材料力学，高等教育出版社，2000年[3] 刘鸿文、吕荣坤，《材料力学实验》，高等教育出版社，1998[4] 同济大学材料力学教研室，《材料力学教学实验》，同济大学出版社，1994.6[5] 范钦珊等编，《工程力学》（静力学和材料力学），高等教育出版社，2005.7《建筑材料》实验教学大纲课程编码：04001015课程名称：建筑材料（Construction Material）学时学分：课程总学时48，其中实验学时8，课程总学分3先修课程：化学、物理学、工程水文和工程地质及材料力学适合专业：水利水电工程、农业水利工程、给排水工程、土木工程及工程管理专业一、课程性质和任务该课程是一门实践性较强的技术基础课，本课程的任务是掌握如何在工程实际中，正确使用各种材料，以达到既安全可靠、经久耐用，又经济合理的目的。
2024 807材料力学大纲
一、概述材料力学作为一门重要的工程学科，对材料的结构、性能和力学行为进行研究，对于工程设计、材料选取和加工工艺具有重要意义。
本篇文章将介绍2024 807材料力学的大纲，包括课程内容、教学目标和教学方法等方面。
二、课程内容1. 材料的基本性能：介绍材料的物理性质、化学性质和机械性能，包括硬度、强度、韧性等指标。
2. 材料的结构与组织：讲述材料的晶体结构、晶粒大小、相变和相图等内容，为后续的力学分析和性能预测提供基础。
3. 材料力学基础：包括受力分析、应力、应变、弹性力学、塑性力学等内容，为学生建立对材料力学的整体认识。
4. 材料的力学行为：介绍材料在外力作用下的力学响应，包括拉伸、压缩、扭转、弯曲等载荷条件下的受力情况。
5. 材料的破坏与损伤：讲解材料的疲劳、断裂、蠕变等破坏机制，帮助学生理解材料在长期使用中可能出现的问题。
三、教学目标1. 建立学生对材料力学基本概念的认识，包括应力、应变、弹性极限、屈服点等概念。
2. 培养学生运用材料力学知识进行工程实际问题分析与解决的能力，包括结构设计、材料选取和加工工艺等方面。
3. 培养学生的实验能力和数据处理能力，让学生能够进行材料性能测试和实验数据分析。
4. 培养学生的创新意识和团队合作能力，通过小组讨论和实践课程，激发学生对材料力学的兴趣和热情。
四、教学方法1. 经典案例分析：通过真实的工程案例，讲解材料力学在实际工程中的应用，激发学生的学习热情，并引导学生将理论知识应用到实际问题中。
2. 实验教学：设置相关的材料力学实验课程，让学生亲自操作设备，进行材料性能测试和数据采集，培养学生的实验能力和数据处理能力。
3. 课堂讨论：鼓励学生在课堂上提出问题和观点，进行案例讨论和知识共享，促进学生之间的思维碰撞和交流。
4. 作业和实践：设置各种形式的作业，包括理论题、实验报告、课程设计等，让学生在实践中巩固和应用所学知识。
五、总结2024 807材料力学大纲的目标是通过系统的课程设置和多种教学方法的组合，培养学生对材料力学的整体认识和工程实际问题分析解决的能力。
材料力学实验课程教学大纲
材料力学实验课程教学大纲课程名称：材料力学/ Mechanics of Materials课程代码：05123122课程类别：专业/必修学时数：12学分：1.0先修课程：高等数学、理论力学等开课单位：建筑工程学院适用专业：土木工程；土木类（中德联合培养）一、课程的性质、目的和任务材料力学实验是材料力学教学中的一个重要环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新精神具有极其重要的作用。
通过材料力学实验不仅丰富了学生的书本知识，而且增强了学生的实践能力；更重要的是，提高了学生应用实验的手段与方法去分析、研究和解决工程问题的能力；提高了学生建立或者修正完善力学模型的能力。
通过力学实验还可以培养学生对一些新材料和新结构的研究能力。
通过实验课的系统训练，学生应掌握材料力学实验的基本知识，熟练掌握实验报告的书写方法，掌握简单设计性实验报告的书写方法，掌握实验数据处理及误差分析方法；了解实验设备、仪器的基本工作原理，掌握它们的操作方法；掌握材料力学实验中的基本实验方法，能应用材料力学知识解释、分析拉伸、扭转、弯曲等实验中所发生的应力和应变变化的规律；初步具备对材料力学实验过程的设计能力，即能独立完成实验的全过程，具有一定的动手能力和思维判断能力。
二、教学内容、教学基本要求及教学重点与难点1．万能试验机操作及拉伸示范实验、拉伸试验了解万能试验机的构造原理和使用方法，结合具体机型认识主要部件及其作用；了解游标卡尺原理及能正确使用游标卡尺。
正确测定低碳钢的P s，P b值，准确测量试验前后的l0，d0，l，d；根据试验测定值计算σs，σb，ψ，δ。
教学重点与难点：了解试验设备——万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项；观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、强化、颈缩及断裂）；测定低碳钢的强度和塑性指标：屈服极限σs、强度极限σb、伸长率δ和截面收缩率ψ；观察材料在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图（P─ΔL曲线）。
《材料力学》教学大纲
《材料力学》教学大纲一、课程基本信息中文名称：材料力学英文名称：Mechanics of Materials课程编码：10S1115B、10S3115B、10S4115B课程类别：专业核心课程总学时：48（理论学时42；实验学时6）总学分：3学分适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、智能制造工程先修课程：高等数学、大学物理、理论力学开课系部：机电工程系二、课程性质、课程目标及其对毕业要求的支撑1、课程性质《材料力学》是变形固体力学的重要基础分支之一，是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础和计算方法的重要技术基础课。
它支撑着机械工程、土木工程、水利工程、航空航天工程等众多领域，是一门理论与实验，知识、能力与素养相结合的课程。
2、课程目标通过材料力学的学习，使得学生掌握杆件在常见荷载条件下的强度、刚度及稳定性计算方法等，能运用强度、刚度及稳定性理论对杆件进行校核、截面设计及载荷确定等基本计算工作；掌握材料的力学性能及材料力学实验的基本知识和操作技能，使学生初步会用材料力学的理论和分析方法，解决一些工程实际问题。
课程思政目标：在思政教育方面，本课程以改革开放中我国装备制造业涌现出“大国重器”背后所涉及的材料力学问题为切入点，让学生掌握其背后的科学精神、创新精神和工匠精神，在培养学生力学思维的同时，让学生具备作为未来工程师的社会责任感、民族自豪感和国家荣辱观，进而让学生能够利用所学知识投入到祖国的装备制造业中，进而培养学生自主学习、团队协作精神，将国家的发展需求与个人专业领域相结合来实现人生价值，以此达到力学基础教育与思政教育的有机融合。
通过本课程的学习，要求学生达到以下具体目标：课程目标1：通过材料力学的学习，让学生掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法；掌握研究杆件内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法；掌握分析构件的强度、刚度和稳定性等问题的理论与计算。
课程目标2：具有熟练的计算能力以及对常用材料的基本力学性能及其测定方法有初步认识，能够基于力学原理来设计方案、完成实验，分析与解释数据、并通过综合分析得到合理有效的结论。
《材料力学》教学大纲
《材料力学》教学大纲一、课程概述材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等力学性能的学科。
它是工科学生必修的专业基础课程之一，为后续的机械设计、结构力学、工程力学等课程提供必要的理论基础。
通过本课程的学习，学生应掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，具备对工程构件进行强度、刚度和稳定性分析的能力，为今后从事工程设计和科学研究工作打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料力学的基本概念，如内力、应力、应变、弹性模量、泊松比等。
理解拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形形式下的应力和应变分布规律。
掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能，如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
熟悉梁的弯曲理论，包括弯曲内力、弯曲应力和弯曲变形的计算方法。
了解组合变形和压杆稳定的基本概念和分析方法。
2、能力目标能够对简单的工程构件进行受力分析，绘制内力图。
能够根据材料的力学性能和构件的受力情况，进行强度、刚度和稳定性的计算和校核。
具备运用材料力学知识解决工程实际问题的能力。
培养学生的逻辑思维能力和创新能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风。
提高学生的工程意识和创新意识，培养学生的团队合作精神。
三、课程内容1、绪论材料力学的任务和研究对象。
变形固体的基本假设。
内力、截面法和应力的概念。
应变的概念和线应变、切应变的计算。
2、拉伸、压缩与剪切轴向拉伸和压缩的概念。
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力和应力计算。
材料在拉伸和压缩时的力学性能，包括低碳钢和铸铁的拉伸试验、应力应变曲线、屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
轴向拉伸和压缩时的变形计算，胡克定律。
剪切和挤压的实用计算。
3、扭转扭转的概念。
圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩和扭矩图。
圆轴扭转时横截面上的应力计算。
圆轴扭转时的变形计算，扭转角和单位长度扭转角的计算。
扭转时的强度和刚度条件。
4、弯曲内力弯曲的概念和梁的分类。
材料力学实验教学大纲
＜＜材料力学》实验教学大纲课程总学时：63学时学分总：3.5学分实验学时：9学时实验个数：9个课程性质：必修适用专业：农机、机师、运输大纲执笔人：林成厚大纲审定人：李进京一、实验课的性质与任务材料力学实验包括以下三方面内容：（一）、验证理论性的实验。
材料力学中的一些公式都是在简化和假设的基础上推导的。
因此必须通过实验对根据假设推导的公式加以验证，才能确定公式的使用范围。
（二）、材料机械（力学）性质试验。
材料力学公式只能算出在外载荷作用下构件内应力的大小。
为了建立强度条件必须了解材料的强度、刚度、韧度、硬度等特性，这就需要通过拉伸、压缩、扭转、冲击、疲劳等试验来测定材料的强度极限、弹性模量、疲劳极限等力学参数。
（三）、应力分析实验。
工程中很多实际构件的受力情况，无法用材料力学的公式进行计算，因此要通过实验应力分析加以验证。
二、实验目的和要求当学生学习材料力学试验时，不仅要学习材料力学理论基础知识，且通过实验帮助我们的学生深化理论，更重要的是要了解材料力学实验的特殊性，即实验技术、机器仪器的操作、现代技术在材料力学实验中的应用以及实验方法等，以培养动手能力，严肃认真的精神和良好的科学习惯。
（一）目的1．测定低碳钢的屈服极限(流动极限)ζs，强度极限ζb，延伸率δ和截面收缩率ψ。
2．测定铸铁的强度极限ζb。
3．观察拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
（二）设备1．万能试验机或拉力试验机。
2．游标卡尺。
（三）原理及装置材料的机械性质ζs 、ζb 、δ和ψ是由拉伸试验来确定的。
为此，应首先用测试材料制备试件。
试件可制成圆形或矩形截面。
圆形截面试件如图1.1所示。
试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度l 0称为“标距”。
两端较粗的部分是头部，为装入试验机夹头中传递拉力之用。
试件头部形状可根据试验机夹头的要求而定，可制成圆柱形（图1.1）、阶梯形（图1.2）或螺纹形（图1.3）。
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材料力学实验课程教学大纲郭空明 2015-6课程编号： 课程名称：材料力学英文名称：Experiment of Material Mechanics是否独立设课： 否 课程性质： 必修□√ 选修□课程类别： 基础□ 专业基础□√ 专业□ 实验项目数：2必做实验项目数： 2 选做实验项目数：0开放实验项目数： 0 综合性、设计性实验数：0开课学期： 开课院系：机电工程学院 电子机械系 课程总学时： 4 实验学时：4课程总学分： 实验学分：一、本实验课程的教学目标与任务材料力学实验是《材料力学》课程的实验教学环节。
通过本实验课程的学习和实际操作，使学生巩固和加深材料力学的理论知识，提高学生的实验水平，培养学生独立分析问题、解决问题的能力和理论联系实际、实事求是的作风。
二、本课程与其他课程的联系和分工本课程是《材料力学》课程的重要组成部分。
三、实验课程内容和基本要求课程内容：低碳钢拉伸实验、铸铁拉伸实验、低碳钢扭转实验、铸铁扭转实验。
基本要求：要求课前认真预习《材料力学》相关知识，实验前将该指导书连同实验报告打印并带至实验室（每组带一份），并带刻录光盘（每组一张）。
实验过程中正确操作、实验后对数据进行分析，并上交实验报告（每人一份）。
四、教学安排及方式实验名称 实验性质 主要内容和基本要求 学时每组人数拉伸实验 验证 1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限、强度极限、伸长率和断面收缩率； 2、测定灰铸铁的抗拉强度； 3、观察低碳钢与灰铸铁在拉伸时的变形和破坏现象；4、比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能2 6扭转实验 验证 1、测定低碳钢剪切时的屈服极限、强度极限； 2、测定灰铸铁的抗剪切强度； 3、观察低碳钢与灰铸铁在扭转时的变形和破坏现象；4、比较低碳钢与灰铸铁在扭转时的力学性能2 6五、考核方式操作30%，实验报告70%，满分10分，计入《材料力学》课程总成绩。
六、推荐教材及参考方案[1] 刘鸿文、吕荣坤，《材料力学实验》，高等教育出版社，1998[2] 同济大学材料力学教研室，《材料力学教学实验》，同济大学出版社，1994.6材料拉伸实验指导书郭空明 2015-6一、实验目的1、测定低碳钢材料（塑性材料）拉伸时的屈服极限、强度极限、延伸率和截面收缩率。
2、测定铸铁材料（脆性材料）拉伸时的强度极限 。
3、观察两种材料拉伸过程中的各种现象、拉断后的断口情况，分析二者的力学性能。
4、熟悉万能材料试验机和其它仪器的使用。
二、实验原理1 标准试件根据国标《金属拉伸试验方法》中的规定，进行试件的加工和测量。
金属材料拉伸实验常用的试件形状如图1所示，图中L0段称为标距，一般所说试件的变形就是指这一段的变形。
d为标距段直径， 两端是试验机夹持的部分。
图 1 拉伸试件图试样的横截面原始面积按照以下原则确定：在标距两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径，取三处测量直径平均值中的最小值来计算试样横截面原始面积S。
对拉断后的低碳钢试件，要测量断裂后的标距Lu。
按国标中的规定，断口应处在标距中间的1/3长度内。
实验前，应将标距分成10等份，并刻划0-10标记线。
如果断口离标距端点的距离大于1/3L，只要将拉断后的两段试样对拼在一起，直接测量标距两端点距离即可得Lu。
如果断口离标距端点的距离小于或等于1/3L，由于试件夹持段较粗而影响颈缩部份的局部伸长，使延伸率δ的值偏小，必须用下述的“断口移中法”来确定Lu。
将拉断的试件断口紧密对齐（如图2所示），以断口O为起点，在长段上取基本等于短段格数得B点，若剩余格数为偶数（图2(a)），取其一半为C点，则移位后的Lu=AB+2BC；若剩余格数为奇数（图2(b)），取剩余格数减1后的一半为C点和剩余格数加1后的一半为C1点，则移位后的Lu=AB+BC+BC1。
(a)(b)图2 断口移中法若断口在标距外，则试验无效，应重做。
2 低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质低碳钢拉伸特性曲线如图3(a)所示。
a）低碳钢b) 铸铁图 3 低碳钢和铸铁的拉伸特性曲线低碳钢拉伸曲线主要分以下几个阶段（详细可参考材料力学教材）：（1）弹性阶段。
（2）屈服阶段，通常选择下屈服点为屈服极限，屈服极限按公式S 0/F S 确定。
（3）强化阶段，抗拉强度按公式0/b F S 确定。
（4）局部变形阶段，试件发生颈缩，直至拉断。
试件拉断后，断面收缩率按公式100%u S S S -⨯计算，其中S u 为颈缩处的最小横截面面积。
断后伸长率按公式100%u L L L -⨯计算。
铸铁整个拉伸过程中的变形很小，无屈服、颈缩现象，拉伸图(图3(b))无直线段，曲线很快达到最大拉力，试件突然断裂，设断裂载荷为F b ，则抗拉强度为F b /S 0。
三、 实验仪器1 微机控制电子万能试验机（型号：DNS-100）2 游标卡尺四、 实验内容及步骤1 核对试样是否与要测试的材料相符，然后检查外观是否符合要求。
对低碳钢材料打标距，并划分10等分。
本试验采用的试件标距长度100mm。
2 试验前用游标卡尺测量低碳钢、铸铁材料的直径。
计算截面积。
3 打开计算机和试验机，打开“TestExpert ”软件，直接点击登陆。
进入软件后，在左侧的试验按钮组点击“联机”按钮（1行1列）。
系统可能会提示传感器1未插入，忽略之。
4 联机后，试验按钮组的“启动”按钮便可点击（1行2列），点击之，会听到一声响，试验机启动成功。
5利用手控盒（顺时针为加速），将横梁做适当移动，以方便安装试件，注意不要按下手控盒的旋钮（按下为制动）。
6安装试件。
先安装下端，之后利用手控盒令横梁缓缓上移，再安装上端。
保证试件夹紧。
注意试件上移时，要令上端夹头自然下垂，不要用手扶。
7点击菜单栏中的“方法M”，选择实验方式“低碳钢（或铸铁）拉伸试验方法”。
点击试验按钮组的“开始实验”按钮（3行2列），会提示输入试件尺寸，无视之，直接点“确定”。
8试件拉断后，会提示“本次试验是否有效”和输入试验名称。
若断口在标距外，则无效。
实验名称：班号+组号+材料+实验方法，如：1304011第1组铸铁拉伸。
9之后界面会直接进入“数据处理”。
点击菜单栏的excel图标，可以用excel打开数据。
将数据另存在桌面上，命名方法：班号+组号+材料+实验方法。
注意前12行为试验参数，从第13行开始为试验数据。
10取出试件，对于低碳钢材料，需要测量断后标距和颈缩处直径。
11整理现场。
将桌面上的实验数据利用刻录软件刻录到自带光盘中。
五、按以下格式写出实验报告（打印出来之后，手填，每人交一份）实验一 拉伸实验实验日期 年 月 日姓名、班级、学号一、实验目的二、实验设备（规格、型号）三、实验记录及数据处理 1．测定低碳钢拉伸时的力学性能直 径 d 0 ( mm )横截面1 横截面2 横截面3 ( 1 ) ( 2 )平均( 1 )( 2 )平均( 1 )( 2 )平均试 样 尺 寸实 验 数 据实验前：标 距 mm 直 径 mm 横截面面积 2mm 实验后：标 距 mm 最 小 直 径 mm最小横截面面积 2mm屈服载荷 kN最大载荷 kN屈服应力 MPa抗拉强度 MPa伸 长 率断面收缩率实验前试样草图实验后试样草图实验前：实验后（画出形状与断口特征）：3．测定灰铸铁拉伸时的力学性能直径d0( mm )横截面1 横截面2 横截面3 ( 1 ) ( 2 ) 平均( 1 ) ( 2 ) 平均( 1 ) ( 2 ) 平均四、基于输出的数据，利用软件绘制低碳钢和铸铁的力-变形曲线。
打印并黏贴在实验报告纸上。
五、分析比较两种材料拉伸机械性能以及破坏的原因低碳钢灰铸铁材料扭转实验指导书郭空明 2015-6一、实验目的1、测定低碳钢材料（塑性材料）扭转时的屈服极限、强度极限。
2、测定铸铁材料（脆性材料）扭转时的强度极限 。
3、观察两种材料扭转过程中的各种现象、拉断后的断口情况，分析二者的力学性能。
4、熟悉扭转试验机和其它仪器的使用。
二、实验原理1 标准试件按国家标准采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。
如材料的屈服剪应力和抗剪强度等。
圆截面试样须按上述国家标准制成(如图1所示)。
试样两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。
图1 扭转试件试验前在标距两端及中间三处横截面上相互垂直的两个方向测量直径，取三处测量直径平均值中的最小值来计算试样的截面抗扭系数。
2 低碳钢和铸铁扭转时的力学性质低碳钢和铸铁试件的扭转角-扭矩曲线如图2所示。
a ）低碳钢 b) 铸铁图 2 低碳钢和铸铁的扭转曲线低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段(oa 段)、屈服阶段(ab段)和强化阶段(cd 段)构成，但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。
由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时试验段的扭转角可达数千度。
低碳钢屈服和近似破坏时的切应力分布与弹性阶段不同，因此需要用公式s s p 0.75/T W τ=和b b p 0.75/T W τ=计算材料的屈服剪应力和抗剪强度，其中W p 为截面的抗扭截面系数。
铸铁试件的扭转图如图3，整个扭转过程中的扭转角很小，无屈服现象，扭转图无直线段，试件突然断裂，断裂载荷为T b ，抗扭强度为b p T W ，其中W p 为截面的抗扭截面系数。
三、实验仪器1 微机控制电子扭转试验机（型号：NWS —1000）2 游标卡尺四、实验内容及步骤1 核对试样是否与要测试的材料相符，然后检查外观是否符合要求。
试验前用游标卡尺测量低碳钢、铸铁材料的直径。
2 打开计算机和试验机，打开“Torsion ”软件，直接点击登陆。
进入软件后，在左侧的试验按钮组点击“联机”按钮（1行1列）。
3联机后，试验按钮组的“启动”按钮便可点击（1行2列），点击之，会听到一声响，试验机启动成功。
4利用手控盒（顺时针为加速），将夹头做适当转动，以方便安装试件，注意不要按下手控盒的旋钮（按下为紧急制动）。
5安装试件。
先安装右端，之后将左端夹头往右推，再安装左端。
保证试件夹紧。
6点击菜单栏中的“方法M”，选择实验方式“低碳钢（铸铁）扭转试验”。
点击试验按钮组的“开始实验”按钮（3行2列），会提示输入试件尺寸，无视之，直接点“确定”。
本试验默认采用顺时针转动。
7当低碳钢试件经过屈服阶段后，右键点击速度通道，将速度调快，但要注意设置完后，需要点击试验按钮组的“顺时针”按钮，速度才会变化。
8试件扭断后，会提示“本次试验是否有效”和输入试验名称。
实验名称：班号+组号+材料+实验方法。
9之后界面会直接进入“数据处理”。
点击菜单栏的excel图标，可以用excel打开数据。
将数据另存在桌面上，命名方法：班号+组号+材料+实验方法。