力学实验指导书(实验7)

合集下载

2018流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书

杨英俊

2018.

实验一平面上静水总压力测量实验 (4)

实验二恒定总流动量方程验证实验 (7)

实验三流态演示与临界雷诺数量测实验 (10)

实验四沿程水头损失测量实验 (13)

实验五文透里流量计率定实验 (16)

实验六局部水头损失测量实验 (19)

实验七恒定总流能量方程演示实验 (22)

前言

流体力学是一门重要的技术基础课，它的主要研究内容为流体运动的规律以及流体与边界的相互作用，它涉及到建筑、土木、环境、水利造船、电力、冶金、机械、核工程、航天航空等许多学科。在自然界中，与流体运动关联的力学问题是很普遍的，所以流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。例如水利工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等，因此流体力学是高等学校众多理工科专业的必修课。

流体力学课程的理论性强，同时又有明确的工程应用背景。它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。因此，掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。

流体力学和其它学科一样，大致有三种研究方法。一是理论方法，分析问题的主次因素，提出适当的假定，抽象出理论模型（如连续介质、理想流体、不可压缩流体等），运用数学工具寻求流体运动的普遍解。二是实验方法，将实际流动问题概括为相似的实验模型，在实验中观察现象、测定数据，并进而按照一定方法推测实际结果。第三种方法是数值计算，根据理论分析与实验观测拟订计算方案，通过编制程序输入数据，用计算机算出数值解。三种方法各有千秋，既是互相补充和验证，但又不能互相取代。实验方法仍是检验与深化研究成果的重要手段，现代实验技术的突飞猛进也促进了流体力学的蓬勃发展。因此，流体力学实验在流体力学学科及教学中占有重要位置，也是在学习流体力学课程中一个不可缺少的重要教学环节。目前，针对我院各专业本科生，流体力学实验包括以下7个实验：

《土力学》实验指导书

周玲编

思源学院城市建设分院

教学实验注意事项.............................错误!未定义书签。实验一土的密度试验 ........................错误!未定义书签。实验二土的含水量试验 .....................错误!未定义书签。实验三土的颗粒分析试验 .. (7)

实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13)

实验六土的直接剪切试验 (16)

实验七土的击实试验19

参考资料：

1、《土工试验方法标准》 GB/T 50123-1999

2、《公路土工试验规程》 JTG E40-2007

3、《中华人民共和国行业标准土工试验规程》SL 237-1999

教学实验注意事项

为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点：

一、作好实验前的准备工作：

1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。

2．弄清与本次实验有关的基本原理。

3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。

4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。

二、遵守实验室的规章制度：

1．实验时应严肃认真，保持安静。

2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。

3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。

4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。

三、认真做好实验：

1．注意听好教师对本次实验的讲解。

2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。

《流体力学》实验指导书

教学实验2012-10

流体力学

实验指导书

实验一能量方程实验

实验二雷诺数实验

实验三沿程阻力实验

实验四局部阻力实验

实验五文丘里流量计实验实验六孔板流量计实验实验七皮托管测速实验实验八离心泵综合实验

实验一能量方程实验

1、实验目的

观察流体流经能量方程实验管时的能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。

2、实验装置

图1 能量方程实验装置示意图

1.储水箱

2.上水调节阀

3.溢流回水管

4.实验管段

5.背后恒压水箱

6.测压管组

7. 测压管固定板

8.静压及全压测点接头

9.流量调节、切断阀10.计量水箱11.接水杯12.量筒

3、实验前准备工作

开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水；打开调节阀门，排除管内气体；关闭调节阀门，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。检查各个测压管液面高度是否相同，如不同，首先排除测压管及连接的胶皮管中空气，确保测压管中无空气泡时，检查各个测压管液面高度是否相同，如还不同，则应调整标尺，使各个测压管液面高度相同。检查实验过程调节流速的调节阀门9，其应该调节灵活。

4、实验方法

（1）、能量方程实验

调节出水阀门至一定开度，使测压管组各液柱在测压板适当位置，测定能量方程实验管的六个断面六组测压管的液柱高度，并用体积法测定流量。

改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。

根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图2-2），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。

图2-2水头线

可以看出，能量损失沿着流体流动方向增大的；C1与C6比较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但C6点的压力能头比C1增大了，这是由于位置能转化而得来的；C1与C4比较，其位置能头相同，但C4点比C1点的压力能头大，这是由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；C5与C4比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。

流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书

实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12

实验装置简介及实验安排

实验装置：

流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。实验装置如图1-1所示。

1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板；

7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管；

11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。

图1-1 多功能流体力学综合实验台

针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，

即伯努利方程验证实验和雷诺实验。在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。

在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。

实验学时分配：

实验一：伯努利方程验证实验 2学时

实验二：雷诺实验 2学时

实验分组：

每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。

实验一：伯努利方程验证实验

一、实验目的

1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程；

流体力学实验指导书

流体力学实验指导书(新版)(总24

页)

--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--

--内页可以根据需求调整合适字体及大小--

《水力学》

实验教学指导书及报告

姓名：班级：学号：

唐山学院土木工程系

序言

水力学是应用性较强的专业技术基础课。从学科的发展来看，水力学属于技术基础学科，实验方法和实验技术是促进其发展的重要研究手段。由于流体运动的复杂性，水力学的研究及应用就更加离不开科学实验，其发展很大程度上取决于实验技术的进步。因此，水力学实验是巩固和加深理论知识的学习、探求流体运动规律、解决工程实际问题的重要环节，通过实验教学，掌握各种实验方法，规范操作，提高实验技能。

一、实验教学目的：

（1）观察流动现象，增强感性认识，提高实验分析能力。

（2）根据实测资料验证水力学基本理论，以加强和巩筑理论知识的学习。

（3）学会使用基本的测量仪器，掌握测量技术。

（4）培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。

（5）培养严谨踏实的科学态度和合作精神，为未来进行研究和实际工作打下基础。

二、实验教学要求：

（1）每次实验前，预习教材中有关内容及实验指导书，了解本次实验的目的、原理、步骤和所要验证的理论。

（2）认真听取指导教师讲解，弄清实验方法和步骤后，方能动手实验。

（3）实验中，应注意观察实验现象，细心读取实验数据，并做相应的记录，原始数据不得任意修改。

（4）实验小组内每位学生亲自动手、相互配合、共同完成实验。

（5）实验态度严肃、方法严密，一丝不苟进行操作。

（6）实验完毕应清理设备及实验室，实验设备摆放整齐。

《理论力学》实验指导书

实验一求振动系统的刚度系数和固有频率

一、实验目的：

1、了解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定；

2、求取振动系统的固有频率；

3、了解考虑弹簧质量时，对振动周期的影响并进行等效质量的计算。

二、实验设备和仪器

1、 TME— 1 理论力学多功能实验装置；

2、 100g 砝码 1 个， 200g 砝码 2 个；

3、砝码托盘一个；

三、实验原理

弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此，施加不同的力，得到不同的变形，可以得到系统的刚度系数。

四、实验方法和步骤

1、将砝码托盘钩挂在“弹簧质量系统”的塑料质量模型上

2、记录此时塑料质量模型上指针所在的初始位置；

3、将 100g 的砝码放置于砝码托盘上，读取指针的位置并做记录；

4、按 100g 的增量变换砝码，直到砝码重量达500g，并记录相应的指针位置；

5、在坐标上画出系统变形与砝码重量之间的关系曲线；

6、计算振动系统的刚度系数和固有频率。

五、数据记录与处理

1、系统刚度系数的测定

指针位置变形量刚度系数平均刚度系数0g

100g

2、系统固有频率的计算

六、注意事项

1、实验前，应通过调节弹簧固定端的调节螺栓使系统的模型保持水平；

2、读数时眼睛应平视，以尽量减小读数误差；

七、思考题

1、在考虑弹簧质量的情况下，系统的等效质量是否等于塑料模型的质量加四根弹簧的质

量？

2、试分析系统的误差。

实验二、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线

一、实验目的

1、了解风激励对空中输电线产生的振动响应, 认识共振的危害性；

土力学实验指导书

土木工程

2018年

实验一土的含水量实验

实验二土的容重和干密度实验

实验三 A、液限、塑限实验

B、塑限实验

实验四土的抗剪强度实验

实验五土的固结实验

实验六土的渗透实验

实验一土的含水量实验

一、目的

本实验之目的在于测定土的含水量，借与其它实验配合计算土的干密度，孔隙比及饱和度等；

并查表确定地基土的承载力。

b5E2RGbCAP

二、解释

含水量为土在105℃~110℃

下烘至恒重时所失去水分的质量

和到达恒值后干土质量的比值，

用百分数表示

三、仪器设备

<1）有盖的称量盒数只；

<2）天平、感量0.01克；

<3）烘箱

<4）有干燥剂<）干燥器。

四、操作步骤

<1）选取具有代表性的土样15~20克

<3）将烘好的试样同称量盒一并放入干燥器内，让其冷却至室

温。

<4）从干燥器内取出试样，称盒加干土质量。

<5）本实验称量应准确至0.01克以上，同一实验进行两次平行

测定，取其算术平均值。

<6）按下列公式计算含水量

×100 %

式中：——为含水量，用%；

W1——称量盒加湿土质量，克；

W2——称量盒加干土质量，克；

W——称量盒质量，克。

本实验须进行2两次平行测定，其平行误差规定为：

<1）当含水量小于40%时，允许平行误差1%；

<2）当含水量等于或大于40%，允许平行误差2%。

五、注意事项

<1）使用称量盒前，应先检查盒盖和盒底号码是否一致，发现不一致时应另换相符者进行称量。

<2）使用天平时不准用手拿砝码，记重量时不要忘读某一砝码，也不要将砝码的质量读错。1克=1000毫克。5PCzVD7HxA <3）烘干土从烘箱内取出时，切勿外露在空气中，以免干土吸收水蒸气。

(课件)流体力学实验指导书

2.缓慢关闭（逆时针方向）流量调节阀，排出测试管段内空气，直到测压计的所有玻璃管水位高度一致。
3.缓慢打开流量调节阀到一适当开度（应预先估计，使阀在全关到全开即：00-900范围，能调出6-8 个不同开度），同时观察测压计。当液柱稳定后关闭放水阀，记录所测管段进出口玻璃管液位及计量水箱接纳一定容积水所用时间。
预习和思考题
1.为什么取2320作为临界雷诺数？ 2.流速、管径、管长等与雷诺数的关系？ 3.雷诺数意义是什么？
实验报告要求
1.写出实验目的、内容、步骤 2.记录实验数据并进行处理 3.作出流量与雷诺数的坐标图
实验四沿程阻力实验
中国矿业大学（北京）朱红青
实验目的
1.观察和测试流体在等直管道中流动时的能量损失情况
2.掌握管道沿程阻力系数的测定方法
3.了解阻力系数在不同流态、不同雷诺数下的变化情况
实验仪器
雷诺实验涉及的水箱、雷诺试管、阀门、伯努利（能量）方程实验管道、孔板流量计试验管道、文丘里管、局部阻力试管、皮托管和计量水箱等、并自备秒表和温度计。
实验步骤
1.首先缓慢打开（顺时针方向）流量调节阀、溢流阀、放水阀，再开启水泵给各水箱上水，使各水箱处于溢流状态，以保证测量水位稳定。
实验注意事项
1.实验过程中如测压管液面波动不稳，应对各测压管液面同时测读
2.每次调节流量应缓慢，调节后应稳定一段时间后再进行测读

8年级物理力学的所有实验

一、测力和测重实验

1. 带钩秤测重。使用带钩秤测量不同质量的物体的重量,掌握秤的使用方法。

2. 电子天平测重。使用电子天平测量不同质量的物体的重量,了解电子天平的使用方法。

3. 对物体施力。使用力钳在不同位置施加于物体,观察物体的移动情况,了解万有引力下物体受力的变化。

二、平面运动实验

1. 球体滚动下坡道。观察球体在凹槽内下坡道的滚动情况,了解滚动下坡的速度变化规律。

2. 手推车平坦运动。推动手推车在水平地面滑动,观察其速度变化,了解外力消失后物体慢速移动的特点。

3. 弹簧直线运动。拉伸和释放弹簧,观察其在不同拉伸程度下的动能和位能变化。

三、垂直运动实验

1. 水平抛物体下落。观察抛下不同质量的球体下落轨迹,了解万有引力作用下不同质量物体下落是一致的。

2. 丝振荡。观察重物悬挂在丝上的往复运动周期,了解周期只与重物质量和振荡长度有关。

这个是8年级力学实验可能涵盖的主要内容,希望对你有用。如果需要可以根据实际情况进行修改完善。

材料力学实验指导书

工程力学教研中心编

前言

材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分。科学史上许多重大发明是依靠科学实验而得到的，材料力学中的一些理论和公式也是建立在实验、观察、推理、假设的基础上，它们的正确性还必须由实验来验证。学生通过做实验，用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，以达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。材料力学实验包括以下三个方面的内容。

一、测定材料的力学性质。材料的力学性质通常是通过拉伸、压缩、扭转、断裂韧性测试等试验来测定的。通过这些试验，学会测量材料力学性能的基本方法。在工程上，各种材料的力学性能是设计构件时不可缺少的依据。

二、验证理论公式的正确性。在理论分析中，将实际问题抽象为理想模型，并做出某些科学假设（如弯曲中的平截面假定等），使问题简化，从而推出一般性结论和公式，这是理论研究中常用的方法。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。

三、实验应力分析。在工程实践中，很多构件的形状和受载情况比较复杂，单纯依靠理论计算不易得到正确的结果，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。

实验须知

1．实验前必须预习实验指导书中相关的内容，了解本次实验的目的、要求及注意事项。

2．按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。3．进入实验室后，不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备，损坏仪器要赔偿。4．保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌面上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。

土力学实验指导书

一、含水率试验（烘干法）

（一）试验目的

测量土的含水率，以介绍土的含水情况，就是排序土的孔隙比、液性指数、饱和度和其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。

（二）试验原理

含水率充分反映土的状态，含水率的变化将并使土的一系列物理力学性质指标随之而异。这种影响整体表现在各个方面，例如充分反映在土的甜度方面，并使土沦为柔软的、Bellary的或流动的；充分反映在土内水分的饱和状态程度方面，并使土沦为稍烫、积沙或饱和状态的；充分反映在土的力学性质方面，能够并使土的结构强度减少或增大，密切或结石，形成压缩性及稳定性的变化。测量含水率的方法存有研磨法、酒精冷却法、炒作干法、微波法等等。

（三）仪器设备

1．烘箱：使用温度能够维持在105～110℃的电热烘箱。2．天平：秤500g，分度值0.01g。3．其它：干燥器、秤盒等。

（四）操作步骤

1．湿土秤：挑选出具备代表性的试样15～20g，放进盒内，立即砌不好盒盖，称出盒与湿土的总质量。

2．烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105～110℃下烘干至恒重后，将试样取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。烘干时间随土质不同而定，对粘质土不少于8h；砂类土不少于6h。

（五）试验注意事项

1．刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；2．称重时精确至小数点后二位。

（六）计算公式

按下式计算土的含水率：

mo―盒质量，g；

m?m?m2?100%?1?100%msm2?m0

式中：ω―含水率，计算至0.1%

m1―盒保鲜土质量，g；m2―盒提干土质量，g；m1－m2―土中水质量，g；m1－mo―

《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。

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)

土力学实验指导书

2．煮沸排气：将蒸馏水注入比重瓶内，约至瓶的一半高处，摇动比重瓶，并将比重瓶放在砂浴上煮沸，使土粒分散排气。煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不少于 30 分钟；粘土及粉质粘土应不少于 1 小时。煮沸时不要使土液从瓶内溢出。
3．注水称量：将蒸馏水注入比重瓶内至近满，待瓶内悬液温度稳定后及瓶内土悬液澄清时，盖紧瓶塞，使多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦干瓶外的水分，称出瓶、水、土总质量。称量后立即测定瓶内水的温度。
三、仪器设备
1．比重瓶：容重 100ml 或 50ml； 2．天平：称量 200g，分度值 0.001g； 3．其它：烘箱、蒸馏水、温度计、筛、漏斗、滴管等。
四、操作步骤
Baidu Nhomakorabea
1．取样称量：取通过 5mm 筛的烘干土样约 15g（如用 50ml 的比重瓶，可取干土约 12g）用玻璃漏斗装入洗净烘干的比重瓶内，称瓶与土的质量。
目录
实验一试样的制备................................................................................................ 3 实验二含水率实验（烘干法）............................................................................ 5 实验三密度实验（环刀法）................................................................................ 7 实验四比重实验（比重瓶法）............................................................................ 9 实验五颗粒分析实验——筛析法（筛分法）..................................................11 实验六界限含水率实验——液限、塑限联合测定法......................................13 实验七直接剪切实验（快剪法）...................................................................... 15

土力学实验指导书

《土力学》实验教学指导书

实验项目一：土的物性实验

一、实验目的

1、测定土的天然密度，以便了解土的疏密状态与其它实验配合计算土的干密度、孔隙比及饱和度等物理性质指标；

2、测定粘性土的液限和塑限从而计算塑性指数和液性指数，评价粘性土地基的容许承载力；并按塑性指数或塑性图进行土的分类。

二、实验设备

环刀、天平、切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林、烘箱、干燥器；铝盒；液、塑限联合测定仪等。

三、实验原理

1、环刀法测土的密度

土的密度是单位体积土的质量。土单位体积中固体颗粒的质量称为土的干密度；土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度；在计算自重应力时，须采用土的重力密度，即重度，是指单位体积土的重量。

ρ=(m2－m1)／V

；式中：ρ――土的湿密度（g/cm3）

m1――环刀的质量（g）；m2――环刀加土的质量（g）。

(1-1)

v―环刀体积（cm3）

ρd=ρ／(1＋0.01w)

式中：ρd――土的干密度（g/cm3）；

(1-2)

ρ――土的湿密度（g/cm3）；

。w――土的含水量（％）

2、烘干法测土的含水量

土的含水量是土中水的质量与干土质量的比值，烘干法是根据加热后水份蒸发的原理，将已知质量的土样放入烘箱内，在100～105℃温度条件下烘干至恒重时，失去的水的质量与干土质量的比值，即是含水量，用百分数表示。

w0=（

－1）×100md

（1-3）

式中：w0―土的含水量（%）

m0―湿土的质量（g）md―干土的质量（g）

含水量实验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水量小于40%时，不得大于1%，当含水量大于、等于40%时，不得

材料力学实验指导书(工科类专业)

实验一拉伸实验

一、实验目的

1.测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ

10）和断面

收缩率Z （ψ）。

2.测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。

3.比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。

注：括号内为GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、设备及试样

1.电液伺服万能试验机。

2.0.02mm 游标卡尺。

3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。

4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。非比例试样0L 与0S 无关。

三、实验原理及方法

低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

ΔL （标距段伸长量）

低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线）

以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服

强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。

F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。同样，试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距ＬO 得到名义应变，也叫工程应变，用ε表示。σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。

理论力学实验指书(定稿)

理论力学实验指导书

机械工程系

余江沈小云编

广东海洋大学

2007年4月

前言

科学和经济的发展，市场经济体系的建立，人才聘用的市场化，都对大学生的实际能力提出了很高的要求。培养和训练大学生的分析问题、解决问题的能力，培养和训练大学生的实践动手能力，是课程建设和课程教学的基本目标，为此，我们突破长期以来《理论力学》课程教学无实验的状态，初步建设了理论力学实验室，开展了《理论力学》实践教学活动。

《理论力学实验》作为《理论力学》新教学体系的重要组成部分，目的是通过这样一组实践教学环节的实施，开阔学生的眼界，加强《理论力学》的工程概念，了解这门课程与工程实际的紧密联系，培养、锻炼学生的创新思维和科研能力。通过参观图片和实物、实验演示以及学生自己观察、分析和动手实践达到实验的目的。

目前，《理论力学实验》主要包括以下三项内容：

1．静力学、运动学和动力学创新应用实验。

2．动力学参数测定实验

3．运动学和动力学计算机模拟仿真实验。

目前我校理论力学实验室主要开设有关动力学参数测定部分的实验。

动力学参数测定实验

一、实验目的

1．加深对动力学参数的理解。

2．掌握动力学参数测定某些方法。

3．锻炼分析能力、实验方法设计能力和实验操作能力。

二、仪器设备

1．ZME－1型理论力学多功能实验台。

2．常规测量仪器。

三、实验内容

1．求重心的实验方法。

2．固有频率的测定和分析。

3．转动惯量的测定和误差分析。

4．非均质复杂物体转动惯量的测定。

5．四种载荷的区别和实验。(选做)

6．自激振动实验。(选做)

四、实验要求

1．做好实验前的准备工作：把实验台移至工作位置，将水平尺放在桌上，调节撑地螺杆使台面纵向、横向都显水平，接上电源，准备好风速仪和转速仪表。2．实验时应严肃认真、积极思考、独立操作。