材料力学实验复习课精品课件
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11
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象 构件的分类：杆件、板壳*、块体*
材料力学主要研究杆件
{ 直杆—— 轴线为直线的杆 曲杆—— 轴线为曲线的杆
{等截面杆——横截面的大小 形状不变的杆
变截面杆——横截面的大小 或形状变化的杆
等截面直杆 ——等直杆
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12
§1.2 变形固体的基本假设
在外力作用下，一切固体都将发生变形， 故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体 作如下假设： 1、连续性假设： 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质
灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
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13
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设： 认为物体内的任何部分，其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
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20
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度，引入内力集度,
即应力的概念。
F A
pm
F A
—— 平均应力
C
p lim F A0 A
—— C点的应力
p
F4
F3
F4
应力是矢量，通常分解为
C
— 正应力 — 切应力
F3
材料力学
刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社
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1
第一章 绪论
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2
第一章 绪论
§1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法及应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式
材料力学课件PPT
梁的剪力与弯矩
1
梁的剪力
解析剪力对梁的影响和剪切应力。
2
梁的弯曲
讨论梁的弯曲行为和弯曲应力。
3
横截面性能
探索截面形状对梁的强度和刚度的影响。
梁的挠度
1 挠度与刚度
2 梁的支撑条件
3 挠度计算
研究梁的弯曲变形和挠度。
解释梁的不同支撑条件对 挠度的影响。
介绍计算梁挠度的工程方 法。
杆件的稳定性
1
稳定性概念
材料力学课件PPT
材料力学课件PPT是一个全面的教学工具，涵盖了力学基础、应力与变形、杆 件的轴向受力、梁的剪力与弯矩、梁的挠度、杆件的稳定性以及结构稳定裂 解和破坏形态。
力学基础
1
牛顿力学原理
解释物体运动和力的相互作用。
2
力的向量和标量
了解力量的方向和大小。
3
运动和加速度
讨论物体的运动和加速度。
应力与变形
应力
探讨物体所受力的影响。
塑性变形
讲解材料在超出弹性范围时的塑性行为。
弹性变形
解析材料的弹性性质和应变量。
断裂
探索材料的破裂过程和强度。
杆件的轴向受力
拉力
描述由拉力引起的变形和破坏。
压力
研究由压力引起的压缩变形和破坏。
剪力
解释由剪切力引起的变形和破坏。
扭矩
探讨由扭转力引起的变形和破坏。
介绍杆件的稳定性和失稳行为。
2
纯压杆件
研究纯压杆件的稳定性和临界长度。
பைடு நூலகம்
3
压弯杆件
探讨压弯杆件的稳定性和稳定方程。
结构稳定裂解和破坏形态
稳定性裂解
解释结构在突然失去稳定性时的裂解过程。
材料力学复习_Microsoft_PowerPoint_演示文稿
除计算桡度时所需的公式给出外，其余所有公式必须 记住。
概念题为小题（25－30） 计算题未考到的内容均是出题范围：
连接件、平面弯曲的概念、弯曲切应力流与弯曲 中心；
桡曲线的大致形状、截面核心、交变应力和 疲劳破坏等等
考试时间：18周2（6月24日） 晚上6：30——8：30
地点：（由各院通知）
答疑时间：18周1、2上午、下午； 地点：高A－402室
Mx
(x)M
0 x
dx
l GI p
注意：方程中坐标一致；内力的符号要一致。
第13章 压杆稳定
一、压杆的临界力和临界应力
1、 p
——细长杆（大柔度杆）
cr
2E 2
Fcr
2 EI (l)2
l ,
i
P
2E P
2、 λP＞λ ＞λ u
——中长杆（中柔度杆）
cr a b, Fcr cr A
或直接求内力 2、分别计算
3、叠加 4、强度计算
Fx—轴向力（拉或压） Fy、 Fz—剪力（忽略不计）
Mx—扭矩 My、 Mz——弯矩（圆截面：合成）
二、组合变形的应力分析和强度计算：
1、斜弯曲（双向弯曲）
A
F1
My
Fy
Mx
F2 MzFz B Fx
2、拉（压）与弯曲
3、偏心拉伸（压缩） 4、弯扭组合 5、拉弯扭组合
二.弯曲切应力和强度计算
FS
S
* z
Izb
——统一公式
1、各种截面切应力的分布
2、切应力的方向（切应力流）与弯曲中心的 概念
3、最大应力和强度校核
第6章 弯曲变形
概念题为小题（25－30） 计算题未考到的内容均是出题范围：
连接件、平面弯曲的概念、弯曲切应力流与弯曲 中心；
桡曲线的大致形状、截面核心、交变应力和 疲劳破坏等等
考试时间：18周2（6月24日） 晚上6：30——8：30
地点：（由各院通知）
答疑时间：18周1、2上午、下午； 地点：高A－402室
Mx
(x)M
0 x
dx
l GI p
注意：方程中坐标一致；内力的符号要一致。
第13章 压杆稳定
一、压杆的临界力和临界应力
1、 p
——细长杆（大柔度杆）
cr
2E 2
Fcr
2 EI (l)2
l ,
i
P
2E P
2、 λP＞λ ＞λ u
——中长杆（中柔度杆）
cr a b, Fcr cr A
或直接求内力 2、分别计算
3、叠加 4、强度计算
Fx—轴向力（拉或压） Fy、 Fz—剪力（忽略不计）
Mx—扭矩 My、 Mz——弯矩（圆截面：合成）
二、组合变形的应力分析和强度计算：
1、斜弯曲（双向弯曲）
A
F1
My
Fy
Mx
F2 MzFz B Fx
2、拉（压）与弯曲
3、偏心拉伸（压缩） 4、弯扭组合 5、拉弯扭组合
二.弯曲切应力和强度计算
FS
S
* z
Izb
——统一公式
1、各种截面切应力的分布
2、切应力的方向（切应力流）与弯曲中心的 概念
3、最大应力和强度校核
第6章 弯曲变形
材料力学复习 PPT课件
M c y1 Iz
[sc ]
y1 y2
[st ] [s c ]
20 y
20
F
q＝F/b
A
CB
D
b
b
b
Fb/2
C截面的强度条件由最大的拉应
力控制。
Fb/4
s t max
MC y1 Iz
( F 2) 0.134 4 5493108
30 106
F 24.6 kN
B截面
s t max
T 0.2d 3
T
1930
d 3 0.2tmax 3 0.2 66.7 106 0.053 m 5.3 cm
A空 8.5 0.303 A实 28.2
可见, 采用钢管时, 其重量只有实心圆 轴的30％, 耗费的材料要少得多。
例: 作内力图。已知F1＝F2＝2 kN, Me＝10 kN·m, q＝1 kN/m。
s t max
My1 Iz
s cmax
My2 Iz
60 280
sc max
Oz
st max
s t max y1 [s t ] 1 s c max y2 [s c ] 3
y1 1 y2 3
d
60 280
y
y2
y1 y2 280 mm
由上两式确定出
Oz
y1
y
y y2 210 mm
80
120 20
y1
B截面
st
M B y1 Iz
4000 0.052 763108
27.2106 Pa 27.2 MPa [s t]
《材料力学实验》课件
明确
确保学生了解实验的目标和预期结果。
设备检查
确保所有实验设备和工具都完好无损，并处于良 好工作状态。
安全注意事项
强调实验室安全规则，确保学生遵循安全操作规 程。
实验操作流程
实验步骤讲解
详细介绍实验步骤，确保学生清楚每一步的操 作。
演示操作
教师进行实验操作演示，帮助学生更好地理解 实验过程。
实验设备介绍
实验设备主要包括试验机、测 量仪器和辅助工具等。
试验机是进行材料力学实验的 主要设备，用于施加力和测量 变形。常见的试验机有万能材
料试验机和疲劳试验机等。
测量仪器用于测量材料的各种 力学性能参数，如应变片、压 力传感器等。
辅助工具包括支架、夹具等， 用于固定试样和连接试验机与 测量仪器。
应力是指单位面积上的内 力，是描述材料在受力时 所承受的力量的重要参数 。
弹性模量是指材料在弹性 范围内应力与应变之比， 是描述材料抵抗形变能力 的参数。
应变是指材料在受力时发 生的形变，是描述材料变 形程度的重要参数。
实验原理概述
材料力学实验的目的是通过实验 测量材料的力学性能参数，如弹 性模量、泊松比、屈服强度等。
《材料力学实验》PPT 课件
目 录
• 实验目的与要求 • 实验原理 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 实验总结与展望
01
实验目的与要求
实验目的
掌握材料力学的基本原理 和实验方法。
培养实验操作技能和数据 处理能力。
了解材料的力学性能和测 试方法。
培养观察、分析和解决问 题的能力。
实验要求
实验操作问题
部分学生在实验操作过程中出现操作不规范或操作错误，导致实验结果 不准确。指导老师及时纠正学生的操作错误，并加强实验操作的规范性 培训。
确保学生了解实验的目标和预期结果。
设备检查
确保所有实验设备和工具都完好无损，并处于良 好工作状态。
安全注意事项
强调实验室安全规则，确保学生遵循安全操作规 程。
实验操作流程
实验步骤讲解
详细介绍实验步骤，确保学生清楚每一步的操 作。
演示操作
教师进行实验操作演示，帮助学生更好地理解 实验过程。
实验设备介绍
实验设备主要包括试验机、测 量仪器和辅助工具等。
试验机是进行材料力学实验的 主要设备，用于施加力和测量 变形。常见的试验机有万能材
料试验机和疲劳试验机等。
测量仪器用于测量材料的各种 力学性能参数，如应变片、压 力传感器等。
辅助工具包括支架、夹具等， 用于固定试样和连接试验机与 测量仪器。
应力是指单位面积上的内 力，是描述材料在受力时 所承受的力量的重要参数 。
弹性模量是指材料在弹性 范围内应力与应变之比， 是描述材料抵抗形变能力 的参数。
应变是指材料在受力时发 生的形变，是描述材料变 形程度的重要参数。
实验原理概述
材料力学实验的目的是通过实验 测量材料的力学性能参数，如弹 性模量、泊松比、屈服强度等。
《材料力学实验》PPT 课件
目 录
• 实验目的与要求 • 实验原理 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 实验总结与展望
01
实验目的与要求
实验目的
掌握材料力学的基本原理 和实验方法。
培养实验操作技能和数据 处理能力。
了解材料的力学性能和测 试方法。
培养观察、分析和解决问 题的能力。
实验要求
实验操作问题
部分学生在实验操作过程中出现操作不规范或操作错误，导致实验结果 不准确。指导老师及时纠正学生的操作错误，并加强实验操作的规范性 培训。
(精品)材料力学(全套752页PPT课件)
Page46
§1-5 应变
构件受外力时单 元体(微体)会产 生变形
棱边长度改变
棱边夹角改变
b’ b
a
b b’
a
用正应变(normal strain)和切应变(shearing strain) 来描述微体的变形
Page47
棱边长度改变
ab ab ab ab线段的平均正应变
ab ab
lim ab a点沿ab方向的正应变
高压电线塔
毁坏的高压电线塔
Page14
码头吊塔
Page15
单梁式导弹翼面 1－辅助梁；2－翼肋；3－桁条；4－蒙皮；5－副翼；6－后墙； 7－翼梁；8－主接头；9－辅助接头
Page16
➢ 材料力学的基本假设 材料力学研究材料的宏观力学行为 材料力学主要研究钢材等金属材料
关于材料的基本假设： 连续性假设：认为材料无空隙地充满于整个构件。
ab0 ab
a
b b’
棱边夹角改变
c’ c
直角bac的改变量——直角bac的切应变
tan
a
b
Page48
§1-6 胡克定律
应力：正应力，切应力 应变：正应变，切应变
➢ 胡克定律(Hooke’s law) 单向受力
纯剪切
b’ b
切变模量
E
G
弹性(杨氏)模量 a
Page49
思考题：求a, b, c面上的切应力，并标明方向。 a b c
胡克的弹性实验装置
1678年：
发现“胡克定律”
雅各布.伯努利，马略特：
得出了有关梁、柱性能的 基础知识，并研究了材料的 强度性能与其它力学性能。
库伦：
修正了伽利略、马略特关 于梁理论中的错误，得到了 梁的弯曲正应力和圆杆扭转 切应力的正确结果
材料力学总复习(课堂PPT)
FQ 0.5F; (0.5l x l)
Mc1 0,
FA x F (x 0.5l) M 0, M 0.5F (l x) ; (0.5l x l) 11
例 已知：简支梁AB，跨度l ，F 作用在跨中 ，且垂直 于梁轴线，不计梁重。求梁内力方程并绘内力图 。
A
FA x
FQ
F
4、形心主惯性轴，形心主惯性矩。 ……
2
一、内力分析
1、截面法求内力（方程） 2、内力正负号规定 3、内力图 例2-2[1,3]，例2-3[1,3]，例2-7[2,3]，例2-8[3,3]， 习2-5（f）[2,3]，习2-6（d、f）[2,3]。
3
内
变 力 分量
形
符号
正向图示
大小
轴向 轴力 拉力为“+”
拉压 FN
列
扭转 扭矩 矩矢指向截
平
Mx
面外法线为 “+”
衡 方
剪力 剪力之矩顺
程
平面 FQ 时针为 “+”
求
弯曲 弯矩 使梁上凹下
解
M 凸变形为
“+”
4
例 已知：如图所示，F1=18kN，F2=8kN，F3=4kN，试
绘制内力图。
解：研究AD杆，
FA
A１ B
F1
１
２C ２
３ D
F2
F3
３
Fx 0, F1 F2 F3 FA 0, FA F1 F2 F3 14kN;
C
0.5F
M
0.25Fl
B
FB
x 0.5F
解：1、求反力 易知， FA = FB = 0.5F ; 2、列剪力、弯矩方程 AC段，
FQ 0.5F; (0 x 0.5l) M 0.5F x ;(0 x 0.5l)
Mc1 0,
FA x F (x 0.5l) M 0, M 0.5F (l x) ; (0.5l x l) 11
例 已知：简支梁AB，跨度l ，F 作用在跨中 ，且垂直 于梁轴线，不计梁重。求梁内力方程并绘内力图 。
A
FA x
FQ
F
4、形心主惯性轴，形心主惯性矩。 ……
2
一、内力分析
1、截面法求内力（方程） 2、内力正负号规定 3、内力图 例2-2[1,3]，例2-3[1,3]，例2-7[2,3]，例2-8[3,3]， 习2-5（f）[2,3]，习2-6（d、f）[2,3]。
3
内
变 力 分量
形
符号
正向图示
大小
轴向 轴力 拉力为“+”
拉压 FN
列
扭转 扭矩 矩矢指向截
平
Mx
面外法线为 “+”
衡 方
剪力 剪力之矩顺
程
平面 FQ 时针为 “+”
求
弯曲 弯矩 使梁上凹下
解
M 凸变形为
“+”
4
例 已知：如图所示，F1=18kN，F2=8kN，F3=4kN，试
绘制内力图。
解：研究AD杆，
FA
A１ B
F1
１
２C ２
３ D
F2
F3
３
Fx 0, F1 F2 F3 FA 0, FA F1 F2 F3 14kN;
C
0.5F
M
0.25Fl
B
FB
x 0.5F
解：1、求反力 易知， FA = FB = 0.5F ; 2、列剪力、弯矩方程 AC段，
FQ 0.5F; (0 x 0.5l) M 0.5F x ;(0 x 0.5l)
《材料力学实验》课件
实验中遇到的问题及解决方案
问题1
01 实验设备出现故障或误差。
解决方案1
02 及时联系实验技术人员进行维
修或校准，确保设备正常运行 。
问题2
03 实验数据处理出现错误或异常
。
解决方案2
04 重新进行实验或采用不同的数
据处理方法，确保数据的准确 性和可靠性。
问题3
05 学生对实验操作不熟悉或不规
范。
解决方案3
06 加强实验前的培训和指导，确
保学生掌握正确的操作方法和 注意事项。
实验的不足与展望
不足之处
本次实验仍存在一些不足之处， 例如实验设备精度不够高、数据 处理方法不够先进等。
改进方向
未来可以对实验设备进行升级改 造，提高测试精度和稳定性；同 时可以采用更先进的数据处理和 分析方法，提高实验结果的准确 性和可靠性。
03
实验中应注意观察实验 现象，如有异常应及时 处理或报告。
04
实验后应清洗实验器具 ，保持实验室整洁。
02
CATALOGUE
实验原理
材料力学基本概念
01
材料力学是研究材料在力作用下的变形、破坏和失效行为的科 学。
02
材料力学涉及到材料的应力、应变、强度、刚度等基本概念。
材料的力学性能包括弹性、塑性、脆性、韧性等，这些性能决
03
定了材料在不同受力条件下的行为。
实验原理概述
1
通过实验测量材料的力学性能，如弹性模量、泊 松比、屈服强度等。
2
实验中需要控制应力、应变等参数，以模拟实际 工程中的受力情况。
3
通过实验数据的分析，可以评估材料的性能和可 靠性，为工程设计和优化提供依据。
材料力学2复习ppt课件
(4-3) (4-5) (4-4)
m ax
Wp
T Wp
Ip R
6
实心圆截面
πd 4 Ip 32
(A-8)
πd 3 Wp 16
空心圆截面
(4-6)
4 π D 4 Ip 1 (A-9) 3 2
3 π D 4 (4-7) W 1 p 1 6
d D
max
3 FS (6-11) 2 A
工字形截面： §6-4 梁的强度条件
FS S z ( ) I z
M max max [] (6-17) W z
§6-5 梁的合理强度设计 §6-6 双对称截面梁的非对称弯曲
Mz My max W W z y
(6-24) 16
第七章 弯曲变形
§A-2 极惯性矩
实心圆截面: 空心圆截面:
πd 4 Ip 32
(A-8) (A-9) 12
4 d πD 4 Ip 1 , D 32
§A-3 惯性矩 矩形截面:
实心圆形截面: 空心圆截面:
bh3 Iz 12 πd 4 Iz 64
(A-13a) (A-14)
4 d πD 4 (A-15) Iz 1 , D 64
对于等截面圆轴
[ ] (4-20) max
T m ax [ ] G Ip
(4-21)
9
第五章 弯曲内力
§5-3 剪力与弯矩 剪力顺时针为正，弯矩上压下拉为正。 §5-4 弯矩方程 §5-5 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 1. F（包括约束力）两侧M相等。 2. F（包括约束力）两侧FS不等，FS之差等于F。 3. 自由端无F，FS等于0。
材料力学复习省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
中性轴位置：中性轴过截面形心
正应力公式： s ( y) My
Iz
s max
M Wz
单辉祖:工程力学
28
矩形截面梁旳弯曲切应力
单辉祖:工程力学
29
惯性矩
组合公式
组合截面对任一轴旳惯性矩，等于其构成成份对同一轴旳 惯性矩之和－惯性矩组合公式
平行轴定理
I z I z0 Aa2
Cy0z0－形心直角坐标系 Oyz －任意直角坐标系 两者平行
MPa MPa
0
arctan
s 1 26 MPa s 2 0 s 3 96 MPa
39
2. 图解法 主应力旳大小与方位 ？
s x 70 MPa x 50 MPa
s y0
0 62.5 s 1 26 MPa
s 2 0
s 3 96 MPa
单辉祖:工程力学
1 MPa 106 Pa 1 N/mm2 （M－Mega 兆）
单辉祖:工程力学
6
正应变概念
正应变定义
av
u s
lim
u
s0 s
棱边 ka 旳平均 正应变
k点沿棱边 ka 方向旳正应变
正应变特点
正应变是无量纲量 过同一点不同方位旳正应变一般不同
单辉祖:工程力学
7
切应变概念
切应变定义 微体相邻棱边所夹直
[FN ] A[s ]
单辉祖:工程力学
14
例 8-7
如图所示桁架，杆AB，BC旳截面积A均为100mm2，
许用拉应力为
s t ， 2许00用M压Pa应力
为 s c 150MPa 。
A
1、若F=20kN，试校核该构造旳强度； 2、拟定该构造旳许用载荷F； 3、若F=25kN，试拟定杆旳截面积A 。
工学材料力学总复习PPT课件
B3 B B2 B3ctg
受力后B点移到 B其位移
B2B3 l2 cos l1
B B BB12 B1B 2
B1 B B1 B3 B3 B
第19页/共70页
例 求图所示等直杆AB上,下端的约束力，并求C截面 的位移。杆的拉压刚度为EA。
解: 1.平衡方程FA+FB-F=0
2.相容条件ΔBC+ΔAC=0
解: (1)绘扭矩图
2
A
B
2
TAB M 2 M1
C TAB 2kN.m
1 TBC m1 4kN.m
(2)计算IP：
T
4
IP
D4 (1 4 )
32
-2
x
I p 5.8106 m4
第30页/共70页
(3)算相对扭角
CA
BA
CB
TABl AB GI P
TBClBC GI P
CA
l GIP
y
2）如图三杆铰结，画A节点位移图, 列出变形相容条件。要注意所设的 变形性质必须和受力分析所中设定 的力的性质一致。由对称性知
1 2
1 3 cos
②
3）代入物理关系，建立补充方程
1
FN
1
1
E1 A1
FN1
E1 A1 cos
3
FN 3 3 E3 A3
FN 3 E3 A3
③
13
2
l
A
l2
向下的均布荷载
一段梁上的
q<0
外力情况
无荷载
向右下倾斜的直线
剪力图的特征
水平直线
集中力
F C
在C处有突变
集中力偶
m C
材料力学复习PPt1
Ⅰ A
MB B
Ⅱ
MC
C
轴向拉压--变形计算
100kN
A B C 75kN 50kN D
阶梯状时要分段计算
l l
1.75m 1.25m 1.50m
'
E
B
C
1
2 A2
1 A 2 A1
A
F
A'
轴向拉压--材料力学性能
1. 低碳钢的四个阶段、三个强度指标和两个塑形指标 2. 颈缩、强化、卸载规律、冷作硬化、冷作时效 3. 线弹性、屈服和强化阶段的特点
= E
----线弹性阶段切线的斜率
4. 名义屈服极限的定义
扭 转
T T Tl T 180 = ， max ， = ， = Ip Wp GI p GI p π Tl 180 =1 GI p π
Ip
Wp
网上作业题：10001、60006、60009
例 由45号钢制成的某空心圆截面轴，内、外直径之 比a = 0.5。已知材料的许用切应力[ ] = 40MPa ，切 变模量G=80GPa 。轴的横截面上最大扭矩为Tmax= 9.56 kN•m ，轴的许可单位长度扭转角[θ]=0.3 /m 。 试选择轴的直径。
FA
FB
1. 视频例题
20
y 20
134
b
180
A
C b
B b
D
C 形心
86
例 图示槽形截面铸铁梁，已知：b = 2m，截面对 中性轴的惯性矩 Iz=5493104mm4， 铸铁的许用拉 应力[ t ]=30 MPa，许用压应力[ c ] =90 MPa。试 求梁的许可荷载[F ] 。 120 q=F/b F
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① 半桥公共外补偿的实现： 将公共补偿片接在任一测量通道的第2桥臂，即BC桥臂， 并用短接片连接所有的接线柱C，并旋紧它。 ② 半桥公共外补偿特点： 多通道公用一个补偿片，节省补偿片的数量； 多通道同时测量，可以提高测量效率； 精度低； 不可实现单一内力的测量。
9、惠斯顿电桥平衡的条件是什么？惠斯顿电 桥的特性是什么？惠斯顿电桥的基本关系式 是什么？
颈缩阶段某一截面突然变细，致使颈索截面附近外圈产生较大的塑性变 形，导致塑性断裂，而中心处脆性断裂，因此形成杯锥状的断口。
塑性断裂
脆性断裂
杯锥状断口
P
P N P N=P, σ = A0= A0 K P p
K
P
K
N
PPFra bibliotek
K
= COS = COS COS=COS2
如图所示的惠斯顿电桥， 其平衡的条件是 B R1 A R2
R1R3=R2R4
基本关系式：
I1
C
UBD
仪 1 2 3 4
R4
I2
D
R3
电桥特性： 邻臂相减，对臂相加
UAC
惠斯顿电桥
10、电测中，引起温度误差的原因有哪 些？如何消除温度误差？
引起温度误差原因： 1、应变片本身热胀冷缩 2、应变片与被测材料热胀冷缩不同步 消除温度误差的方式： 外补偿：用贴在和被测试件同材料上的应变片做温度补 偿片，消除温度误差，要求温度补偿块和被测试件同材 料、同温度场；温度补偿片上只有温度应变。 自补偿：用贴在被测试件上的应变片做温度补偿片；自 补偿片除了有温度应变还有载荷引起的应变，对布片方 案有要求。
b b b b b b
7、电阻应变测量中，共有哪几种接桥方 式？各有什么特点？
接线简单， 对布片无要 半桥自补偿 求 接线相对复 测量效率高 杂 不可实现单 不需要外接 一内力测量 温度补偿片 桥路灵敏度 1， 及但需要合 精度低 理布片 可实现单一 内力测量 桥路灵敏度 2， 精度较高
半桥外补偿
全桥外补偿
接线相对复 杂 全桥自补偿 需要外接温 接线最复杂 度补偿片及 不需要外接 合理布片 温度补偿片 可实现单一 及但需要合 内力测量 理布片 桥路灵敏度 2， 可实现单一 精度较高 内力测量 桥路灵敏度 4，精度最高
8、电阻应变测量中，如果实现半桥公共（用） 外补偿？半桥公共外补偿有何特点？
11、测量金属弹性模量E的方法有哪些？
机测法借用万能试验机和引伸计 通过做拉伸实验，在弹性变形阶 段测得； 电测法：如右图 P
补偿块
P P E A bt
通过实验测出P、ε 即可计算出E。 拉伸试件及其贴片情况
12、金属弹性模量E和泊松比的测定试验 中为什么使用全桥外补偿？
平断断口
沿横截面脆性断裂
3、请描述铸铁在压缩实验实验中的断口 形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 铸铁在压缩试验中，横截面压应 力最大且剪应力为0，而45°斜截 面切应力最大且与压应力大小相 等度； 铸铁在压缩试验的过程中，近似 弹性变形，先压成鼓形，中间鼓 起来，当45°斜截面上的切应力 超过抗剪切强度极限时，横截面 的正应力还未达到抗压强度极限， 导致其最终被剪断。
= sin = cos sin = ( sin2) /2
2、请描述铸铁在拉伸实验实验中的断口 形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 铸铁在拉伸试验中，横截面拉应 力最大，45°斜截面切应力最大， 而铸铁的抗拉强度小于剪切强度； 铸铁在拉伸试验的整个过程中， 近似弹性变形，标距内各横截面 均匀变细，所以为平断断口。
4、绘制低碳钢的(σ—ε)曲线，标明并叙
述其在拉伸过程中的四个变形阶段 。
① OA：弹性变形。应力与应 变成正比，可以测量弹性 σ 模量和泊松比。 ② AC：屈服阶段。应力时增 时减，但是应变一直增大， 暂时失去抵抗变形的能力。 ③ CE：强化阶段。标距范围 σ s σp 内均匀变细，试件上发热。 ④ EF：颈缩阶段。当名义应 力开始降低，某截面突然 变细，颈缩处断裂，断口 非常烫。
1 2
6、根据拉伸、压缩和扭转三种试验结果，综 合分析低碳钢和铸铁材料的机械性质（强度 和刚度）。
① 抗拉强度：铸铁<低碳钢 ② 抗剪强度：铸铁<低碳钢 ③ 抗压强度：铸铁<低碳钢
④ 由于低碳钢是典型塑性材料，而铸铁是典型的脆性材料，所以 三种实验结束后，低碳钢的变形都比铸铁大 ⑤ 低碳钢： ⑥ 铸铁：
材料力学实验 复习课
1、“金属材料拉伸实验”可以测定材料的哪 些性能指标？
强度：
刚度：
弹性模量和泊松比（借助引伸计）等常数
2、请描述低碳钢在拉伸实验实验中的断 口形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 低碳钢在拉伸试验中，横截面拉应力最大，45°斜截面切应力最大，而 低碳钢的剪切强度小于抗拉强度；
初始翘曲
13、如何验证某一测点是否为单向应力 状态？
在该点贴一个直角应变花使 相互垂直的2个敏感栅丝分别 和横向应变和纵向应变方向 一致 通过测量横、纵向应变，并 求其比值，即泊松比；
σb
ε
5、比较低碳钢和铸铁在扭转试验的断口形式， 并解释破坏的原因。(应力+性能2方面分析）
b b b
沿横截面剪断的 圆形截面纯剪应力状态 2 1
=-450
对于低碳钢 ：
b b b
沿45°螺旋面拉断的
对于铸铁 ：
由于泊松比为待测值，不知道横向 应变和纵向应变的关系，所以不能 用自补偿；
薄板试件通常有初始翘曲，即被测 点除了待测的应变，还有温度应变 以及初始翘曲产生的应变；
半桥外补偿不能测单一内力引起的 应变； R1和R2组成全桥外补偿，分别接 到1、3桥臂，可以消除初始翘曲产 生的应变；而温度应变通过2、4桥 臂的温度补偿片消除。
9、惠斯顿电桥平衡的条件是什么？惠斯顿电 桥的特性是什么？惠斯顿电桥的基本关系式 是什么？
颈缩阶段某一截面突然变细，致使颈索截面附近外圈产生较大的塑性变 形，导致塑性断裂，而中心处脆性断裂，因此形成杯锥状的断口。
塑性断裂
脆性断裂
杯锥状断口
P
P N P N=P, σ = A0= A0 K P p
K
P
K
N
PPFra bibliotek
K
= COS = COS COS=COS2
如图所示的惠斯顿电桥， 其平衡的条件是 B R1 A R2
R1R3=R2R4
基本关系式：
I1
C
UBD
仪 1 2 3 4
R4
I2
D
R3
电桥特性： 邻臂相减，对臂相加
UAC
惠斯顿电桥
10、电测中，引起温度误差的原因有哪 些？如何消除温度误差？
引起温度误差原因： 1、应变片本身热胀冷缩 2、应变片与被测材料热胀冷缩不同步 消除温度误差的方式： 外补偿：用贴在和被测试件同材料上的应变片做温度补 偿片，消除温度误差，要求温度补偿块和被测试件同材 料、同温度场；温度补偿片上只有温度应变。 自补偿：用贴在被测试件上的应变片做温度补偿片；自 补偿片除了有温度应变还有载荷引起的应变，对布片方 案有要求。
b b b b b b
7、电阻应变测量中，共有哪几种接桥方 式？各有什么特点？
接线简单， 对布片无要 半桥自补偿 求 接线相对复 测量效率高 杂 不可实现单 不需要外接 一内力测量 温度补偿片 桥路灵敏度 1， 及但需要合 精度低 理布片 可实现单一 内力测量 桥路灵敏度 2， 精度较高
半桥外补偿
全桥外补偿
接线相对复 杂 全桥自补偿 需要外接温 接线最复杂 度补偿片及 不需要外接 合理布片 温度补偿片 可实现单一 及但需要合 内力测量 理布片 桥路灵敏度 2， 可实现单一 精度较高 内力测量 桥路灵敏度 4，精度最高
8、电阻应变测量中，如果实现半桥公共（用） 外补偿？半桥公共外补偿有何特点？
11、测量金属弹性模量E的方法有哪些？
机测法借用万能试验机和引伸计 通过做拉伸实验，在弹性变形阶 段测得； 电测法：如右图 P
补偿块
P P E A bt
通过实验测出P、ε 即可计算出E。 拉伸试件及其贴片情况
12、金属弹性模量E和泊松比的测定试验 中为什么使用全桥外补偿？
平断断口
沿横截面脆性断裂
3、请描述铸铁在压缩实验实验中的断口 形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 铸铁在压缩试验中，横截面压应 力最大且剪应力为0，而45°斜截 面切应力最大且与压应力大小相 等度； 铸铁在压缩试验的过程中，近似 弹性变形，先压成鼓形，中间鼓 起来，当45°斜截面上的切应力 超过抗剪切强度极限时，横截面 的正应力还未达到抗压强度极限， 导致其最终被剪断。
= sin = cos sin = ( sin2) /2
2、请描述铸铁在拉伸实验实验中的断口 形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 铸铁在拉伸试验中，横截面拉应 力最大，45°斜截面切应力最大， 而铸铁的抗拉强度小于剪切强度； 铸铁在拉伸试验的整个过程中， 近似弹性变形，标距内各横截面 均匀变细，所以为平断断口。
4、绘制低碳钢的(σ—ε)曲线，标明并叙
述其在拉伸过程中的四个变形阶段 。
① OA：弹性变形。应力与应 变成正比，可以测量弹性 σ 模量和泊松比。 ② AC：屈服阶段。应力时增 时减，但是应变一直增大， 暂时失去抵抗变形的能力。 ③ CE：强化阶段。标距范围 σ s σp 内均匀变细，试件上发热。 ④ EF：颈缩阶段。当名义应 力开始降低，某截面突然 变细，颈缩处断裂，断口 非常烫。
1 2
6、根据拉伸、压缩和扭转三种试验结果，综 合分析低碳钢和铸铁材料的机械性质（强度 和刚度）。
① 抗拉强度：铸铁<低碳钢 ② 抗剪强度：铸铁<低碳钢 ③ 抗压强度：铸铁<低碳钢
④ 由于低碳钢是典型塑性材料，而铸铁是典型的脆性材料，所以 三种实验结束后，低碳钢的变形都比铸铁大 ⑤ 低碳钢： ⑥ 铸铁：
材料力学实验 复习课
1、“金属材料拉伸实验”可以测定材料的哪 些性能指标？
强度：
刚度：
弹性模量和泊松比（借助引伸计）等常数
2、请描述低碳钢在拉伸实验实验中的断 口形式，并解释其形成原因？
原因（应力分析+机械性能分析）： 低碳钢在拉伸试验中，横截面拉应力最大，45°斜截面切应力最大，而 低碳钢的剪切强度小于抗拉强度；
初始翘曲
13、如何验证某一测点是否为单向应力 状态？
在该点贴一个直角应变花使 相互垂直的2个敏感栅丝分别 和横向应变和纵向应变方向 一致 通过测量横、纵向应变，并 求其比值，即泊松比；
σb
ε
5、比较低碳钢和铸铁在扭转试验的断口形式， 并解释破坏的原因。(应力+性能2方面分析）
b b b
沿横截面剪断的 圆形截面纯剪应力状态 2 1
=-450
对于低碳钢 ：
b b b
沿45°螺旋面拉断的
对于铸铁 ：
由于泊松比为待测值，不知道横向 应变和纵向应变的关系，所以不能 用自补偿；
薄板试件通常有初始翘曲，即被测 点除了待测的应变，还有温度应变 以及初始翘曲产生的应变；
半桥外补偿不能测单一内力引起的 应变； R1和R2组成全桥外补偿，分别接 到1、3桥臂，可以消除初始翘曲产 生的应变；而温度应变通过2、4桥 臂的温度补偿片消除。