非常经典的工程力学实验指导书+题.
《工程力学实验》标准答案
《工程力学实验》标准答案(2006-2007学年第1学期)2007.1.12A 卷1 【单自由度系统自由振动】(15分)(1)简支梁单自由度系统的力学模型(3分)(2) 简支梁自由振动的有阻尼固有频率(3分)02375.0415=−=ΔT T T s 11.421=Δ=Tf d Hz (3) 简支梁的阻尼比(3分)029022025.0ln4151==A A δ 31062.42−×==πδς (4) 简支梁中点处的等效质量(3分)026.04'1'5'=−=ΔT T T s46.381'=Δ=ΔTf d Hz 504.0122=−Δ=Δd d f f m m kg(5) 简支梁中点处的等效刚度(3分)35268)2(222==≈=d d n f m m m k πωωN/m2 【单自由度系统强迫振动】(10分)(1)(6分) 答:单自由度系统强迫振动力学模型由质量、弹簧、阻尼和外部激振力组成,其基本方程为:t F kx x c xm ωsin 0=++&&&。
如右图所示。
(2)(4分)答:归一化的幅频特性曲线为mB B,由于0F B =,则 ()22222020244ωδωωωδ+−=mB B可见mB B跟外部激励力没有关系,只跟外部的激励频率,以及系统的固有频率0ω、阻尼系数δ有关,所以说归一化的幅频特性曲线为系统的固有特性曲线。
(注:答出其结果可得4分)在实验中测试得电压:B K K U 21=,1K 为传感器灵敏系数,2K 为放大器的灵敏系数 课件mm U UB B =与1K 、2K 都没有关系,即归一化的幅频特性曲线与测量仪器无关,是系统的固有特性曲线(注:答出其结果可得2分)。
3 【连杆质心与转动惯量测量】(15分)(1)秒表的读数误差;->提高秒表读数 (2)电子秤的精度误差;->提高电子秤精度(3)空气阻力;->尽量在空气流动少的地方做实验;甚至真空中 (4)质心对准误差;->用激光对准等. (5)g 值取舍误差(6)调节水平的误差;->用高精度的倾角仪校正 (7)水平晃动引起的误差;->该进晃动形式(8)测量绳子长度引起的误差;->应用没有伸缩性的绳子(9)周期计时的开始与结束误差;->应用秒表触发计时;取代人工 (10)线性化误差(11)连杆非对称性误差4 【拉伸与压缩】(10分)如断口到最近的标距端点的距离小于l0/3。
工程力学课后习题答案-工程力学实验课后题答案之欧阳化创编
欧阳化创编 2021..02.12工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体A,构件AB,BC或ABC的受力图,未标重力的物体的重量不计,所有接触处均为光滑接触。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)1-2 试画出图示各题中AC杆(带销钉)和BC杆的受力图(a)(b)(c)(a)1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计,各物自重除图中已画出的外均不计。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ,放在水平梁AC 的中央,如图所示。
梁的A 端以铰链固定,另一端以撑杆BC 支持,撑杆与水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆与梁的重量,求绞支座A 、B 处的约束反力。
题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得:N P F F B A 5000===2-2 物体重P=20kN ,用绳子挂在支架的滑轮B 上,绳子的另一端接在绞车D 上,如图所示。
转动绞车,物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆重不计,A 、B 、C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。
题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得:PF P F AB BC 732.2732.3=-=2-3 如图所示,输电线ACB 架在两电线杆之间,形成一下垂线,下垂距离CD =f =1m ,两电线杆间距离AB =40m 。
电线ACB 段重P=400N ,可近视认为沿AB 直线均匀分布,求电线的中点和两端的拉力。
题2-3图以AC 段电线为研究对象,三力汇交NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得:ααα2-4图示为一拔桩装置。
工程力学实验指导书(机制-材料-汽车)
工程力学实验指导书主编:高波副主编:黄士涛实验一 金属材料的拉伸实验一、试验目的1.测定低碳钢(Q235 钢)的强度性能指标:上屈服强度s u σ(eH R ),下屈服强度sL σ(eL R )和抗拉强度b σ(m R )。
2.测定低碳钢(Q235 钢)的塑性性能指标:断后伸长率δ(A )和断面收缩率ψ(Z )。
3.测定灰铸铁(HT200)的强度性能指标:抗拉强度b σ(m R )。
4.观察、比较低碳钢(Q235 钢)和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。
5. 学习试验机的使用方法。
二、设备和仪器1.WES-600S 型电液式万能试验机。
2.Q235钢和HT200铸铁试样,游标卡尺,钢直尺,划线笔。
三、试样国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm (名义尺寸)的圆形截面长比例试样。
四、实验原理1)低碳钢(Q235 钢)的拉伸实验将试样安装在试验机的上下夹头中,连接试验机和计算机的数据线,启动试验机对试样加载,计算机自动绘制出载荷位移曲线。
观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。
屈服阶段反映在F l -∆曲线图上为一水平波动线。
上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。
下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应(载荷第一次急剧下降)后波动最低点所对应的载荷。
最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。
相应的强度指标由以下公式计算:上屈服强度s u σ(eH R ) :susU 0F A σ=(1-1)图1-1 试样图1-2 低碳钢的拉伸曲线下屈服强度sL σ(eL R ): sLsL 0F A σ=(1-2) 抗拉强度b σ(m R ): bb 0F A σ=(1-3) 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ,按以下两式计算其主要塑性指标:断后伸长率δ(A ):100%u l l l δ-=⨯ (1-4) 式中0l 为试样原始标距长度,l 为试样断后的标距部分长度。
《工程力学II》拉伸与压缩实验指导书
《工程力学II 》拉伸与压缩实验指导书§1 拉伸实验指导书1、概述常温、静载作用下的轴向拉伸实验是测量材料力学性能中最基本、应用最广泛的实验。
通过拉伸实验,可以全面地测定材料的力学性能,如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有极其重要的作用。
2、实验目的2.1 测定低碳钢的下列性能指标:两个强度指标:流动极限s σ、强度极限b σ; 两个塑性指标:断后伸长率δ、断面收缩率ϕ;测定铸铁的强度极限b σ。
2.2观察上述两种材料在拉伸过程的各种实验现象,并绘制拉伸实验的F -l ∆曲线。
2.3分析比较低碳钢(典型塑性材料)和铸铁(典型脆性材料)的力学性能特点与试样破坏特征。
2.4了解实验设备的构造和工作原理,掌握其使用方法。
2.5了解名义应力应变曲线与真实应力应变曲线的区别,并估算试件断裂时的应力k σ。
3、实验原理对一确定形状试件两端施加轴向拉力,使有效部分为单轴拉伸状态,直至试件拉断,在实验过程中通过测量试件所受荷载及变形的关系曲线并观察试件的破坏特征,依据一定的计算及判定准则,可以得到反映材料拉伸试验的力学指标,并以此指标来判定材料的性质。
为便于比较,选用直径为10mm 的典型的塑性材料低碳钢Q235及典型的脆性材料灰铸铁HT150标准试件进行对比实验。
常用的试件形状如图1.1所示,实验前在试件标距范围内有均匀的等分线。
典型的低碳钢(Q235)的L F ∆-曲线和灰口铸铁(HT150)的L F ∆-曲线如图1.2、图1.3所示。
图1.2 低碳钢拉伸L F ∆-曲线 图1.3 铸铁拉伸L F ∆-曲线 F p -比例伸长荷载;F e -弹性伸长荷载;F su -上屈服荷载; F b -极限荷载F sl -下屈服荷载;F b -极限荷载;F k -断裂荷载图1.1常用拉伸试件形状低碳钢Q235试件的断口形状如图1.4所示,铸铁HT150试件的断口形状如图1.5所示,观察低碳钢的L F ∆-曲线,并结合受力过程中试件的变形,可明显地将其分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
工程力学B(二)实验指导书
《工程力学B(二)》实验指导书高孟芬编闽南理工学院光电与机电工程系2012年2月前言一、实验的内容材料力学实验是学习材料力学课程的重要组成部分,是理论联系实际的实践性教学环节,对于提高学生的实践能力、设计能力和创新能力具有重要意义。
材料力学实验内容具体包括以下三个方面。
1、测定材料的力学性质材料的各项强度指标,如屈服极限、强度极限等,以及材料的弹性性能指标,如弹性极限、弹性模量、泊松比等,都是设计构件的基本参数和依据,而这些指标一般是试验来测定的。
2、验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型,再由科学假设推导出一般性结论和公式。
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。
3、实验应力分析工程上很多构件的形状和受载情况都比较复杂,单纯依靠理论计算不易得到满意的结果,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。
通过材料力学的实验课,要求学生初步掌握变形和应变的基本测试方法及主要测试仪器的操作规程,以及实验结果整理方法等基本内容。
二、实验要求材料力学试验过程中主要是测量作用在试件上的载荷和试件产生的变形,它们往往要同时测量,要求同组同学必须协同完成,因此,实验时应注意以下几个方面。
1、实验前的准备工作实验课前,每位学生都必须进行充分的预习和实验准备,明确本次实验目的、原理和实验步骤,了解所使用的试验机、仪器等的基本构造原理,熟悉实验规则和仪器设备的操作规程,拟定好加载方案,并应写出预习报告。
实验小组成员应明确分工,以便在实验中分别进行受力、变形等参数的记录。
2、进行实验实验过程中应精心操作,细心观察,测量和记录各种实验现象和数据。
若出现异常现象应及时报告实验指导老师,并作好原始记录。
3、撰写实验报告在实验结束时要及时编写实验报告。
实验报告包括:实验名称、实验日期、实验者及同级组人员、实验目的及装置、使用的仪器设备、实验原理及方法、实验数据及其处理、计算和实验结果分析。
工程力学精选题答案
轴向拉压1.等截面直杆 CD位于两块夹板之间,如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持均衡。
设杆 CD双侧的摩擦力沿轴线方向平均散布,且双侧摩擦力的集度均为 q,杆 CD的横截面面积为 A,质量密度为,试问以下结论中哪一个是正确的?C(A)qgA ;l(B)杆内最大轴力 F N max ql ;q q(C) 杆内各横截面上的轴力F N gAl ;D2(D)杆内各横截面上的轴力 F N 0 。
2.低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式F N A 合用于以下哪一种状况?(A)只合用于≤ p;(B)只合用于≤ e;(C)只合用于≤ s;(D)在试样拉断前都合用。
a3.在A和B两点连结绳子ACB PB,绳子上悬挂物重,如图A示。
点 A 和点 B 的距离保持不变,绳子的许用拉应力为[ ]。
试问:当角取何值时,绳子的用料最省?(A)0 o;(B)30 o;C (C)45 o;(D)60 o。
P4.桁架如图示,载荷 F 可在横梁(刚性杆) DE上自由挪动。
杆 1 和杆 2 的横截面面积均为 A,许用应力均为[ ](拉和压同样)。
求载荷 F的许用值。
以下四种答案中哪一种是正确的?1F2 (A)[] A ;(B)2[] A ;23Da A CaBaE(C)[] A ;(D)2[] A 。
a5.设受力在弹性范围内,问空心圆杆受轴向拉伸时,外径与壁厚的以下四种变形关系中哪一种是正确的?(A)外径和壁厚都增大;(B)外径和壁厚都减小;(C) 外径减小,壁厚增大;(D)外径增大,壁厚减小。
6.三杆构造如下图。
今欲使杆 3 的轴力减小,问应采取以下哪一种举措?132(A)加大杆 3 的横截面面积;(B)减小杆 3 的横截面面积;(C) 三杆的横截面面积一同加大;A(D) 增大角。
F7. 图示超静定构造中,梁 AB为刚性梁。
设l 1和 l 2分别表示杆 1 的伸长和杆 2 的缩短,试问两斜杆间的变形协调条件的正确答案是以下四种答案中的哪一1A B种?(A)(B)(C)(D)l1sin2l2 sinl1cos2l2 cosl1sin2l2 sinl1cos2l2 cos;;;。
(完整版)工程力学习题解答(详解版)
工程力学答案详解1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解:1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e) A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解:1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解:1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。
解:(a)F (b)W(c)(d) D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D BF1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A,结点B;(b) 圆柱A和B及整体;(c) 半拱AB,半拱BC及整体;(d) 杠杆AB,切刀CEF及整体;(e) 秤杆AB,秤盘架BCD及整体。
解:(a)(b)(c)(d)ATF BAF(b)(e)(c)(d)(e)CAA C’CDDB2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上,F 1=445 N ,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。
解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆,(2) 列平衡方程:12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。
如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束力。
解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ,力的大小等于20KN ,如图所示。
工程力学练习册及答案
工程力学练习册及答案### 工程力学练习册及答案#### 第一章:静力学基础练习题1:已知一个物体受到三个力的作用,分别为F1=50N,F2=30N,F3=20N,且这三个力的方向分别为北偏东30°,南偏西45°,和正南方向。
求这三个力的合力。
答案:首先,将力F1和F2分解为水平和垂直分量。
F1的水平分量为F1*cos(30°),垂直分量为F1*sin(30°)。
同理,F2的水平分量为F2*cos(135°),垂直分量为F2*sin(135°)。
F3的水平分量为0,垂直分量为F3。
计算得:- F1的水平分量:50*cos(30°) = 43.30N- F1的垂直分量:50*sin(30°) = 25N- F2的水平分量:30*cos(135°) = -25.98N- F2的垂直分量:30*sin(135°) = 25.98N- F3的水平分量:0- F3的垂直分量:20N合力的水平分量为:43.30N - 25.98N = 17.32N合力的垂直分量为:25N + 25.98N + 20N = 70.98N合力的大小为:√(17.32^2 + 70.98^2) ≈ 73.71N合力的方向为:tan^-1(70.98/17.32) ≈ 82.9°,即北偏东82.9°。
练习题2:一个均匀的圆柱体,其质量为10kg,半径为0.5m,求其在水平面上的静摩擦力。
答案:圆柱体在水平面上的静摩擦力取决于作用在它上面的外力。
如果外力小于或等于静摩擦力,圆柱体将保持静止。
静摩擦力的计算公式为:\[ f_{max} = \mu N \]其中,\( \mu \) 是静摩擦系数,\( N \) 是圆柱体的正压力。
对于均匀圆柱体,\( N = mg \),其中\( m \)是质量,\( g \)是重力加速度。
工程力学实验指导
拉伸、压缩、扭转实验一.实验目的1.测定低碳钢拉伸时的屈服极限R eL ,强度极限R m ,断后伸长率A 11.3和断面收缩率Z ; 2.测定铸铁拉伸时的强度极限R m ;3.观察低碳钢拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和颈缩等),并绘出拉伸曲线; 4.观察并比较低碳钢、铸铁压缩时的变形和破坏现象; 5.观察并比较低碳钢、铸铁扭转时的变形和破坏现象;6.熟悉试验机和其他有关仪器的使用。
二.实验仪器和设备1.CSS-44100电子万能材料试验机,见图1.1; 2.CSS-44300万能材料试验机; 3.ND-500C 电子扭转试验机; 4.游标卡尺及划线机;5.拉伸试件、压缩试件、扭转试件。
三.实验原理和方法1.拉伸实验原理和方法本实验是通过拉伸试验来确定低碳钢材料的拉伸力学性能R el 、R m 、A 11.3、Z 和铸铁材料的拉伸力学性能R m 。
试验试件采用按国标(GB6397-86)加工成的标准圆截面试件,如图1.2所示,取0010L dL 0 — 试件原始标距; d 0 — 试件原始直径 。
用CSS-44100电子万能试验机对试件加载,根据(GB228-2002)对试件进行测定。
试验时,利用CSS-44100电子万能试验机的计算机操作系统,输入有关参数,从计算机显示器上可观察到试件的整个拉伸过程。
对于低碳钢,有四个阶段(弹性、屈服、强化、颈缩阶段)。
屈服阶段(B ’-C )常呈锯齿形,如图1.3所示。
上屈服点B ’受变形速度和试件形式等影响较大,而下屈服点B则图1.2 拉伸试件图1.1 电子万能材料试验机比较稳定,故工程中均以 B 点所对应的载荷作为材料的屈服载荷F s ,称为下屈服载荷F sl 。
过了屈服阶段,继续加载,曲线上升,直至到达D 点,达到最大载荷值F m ,工程中F m 即为强度极限R m 所对应的载荷。
过了D 点,拉伸曲线开始下降,这时可观察到试件在某一截面附近产生的局部变形,既有颈缩现象,直至E 点试件断裂。
工程力学习题 及最终答案
第一章第二章第三章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征?2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类?试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么?4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R。
12030200N习题2-1图页脚内容页脚内容2-2 已知F 1=7kN ,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5 二力作用如图,F 1=500N 。
为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N ,且F 2力尽量小,试求力F 2的大小和角。
245601习题2-2图(b)xy4530F 1=30NF 2=20NF3=40N A xy4560F 1=600NF 2=700NF 3=500NA 习题2-3图(a )x70F 2F 1=1.25kN A习题2-4图30F 1=500NAF 2页脚内容2-6 画出图中各物体的受力图。
(b)B (a )A (c)(d)DACDB页脚内容2-7 画出图中各物体的受力图。
2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
习题2-6图(d)习题2-7图(a )C DB DABCBABC页脚内容2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-8图P (d)PF( a )F 3M =6kN m F 3F 2页脚内容2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
( a )q 1=600N/mq=4kN/m( b )q A =3kN/m习题2-9图( c ) F 4F 3页脚内容2-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷,q 1=400N/m ,q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零,求尺寸a 、b 的大小。
工程力学习题(第2版)
一、 单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)1、用三种不同材料制成尺寸相同的试件, 在相同的试验条件下进行拉伸试验,得到的应力—应变曲线如图示。
比较三条曲线,可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料分别是( CA. a 、b 、c ;B. b 、c 、a ;C. b 、a 、cD. c 、b 、a2、在校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度时,剪切面和挤压面的面积 分别为:( A ) A. dh π;(224D dπ-C.()224D d π-;π3所用的连续条件是(AA .3c c c c x w w θθ===左右左右时,;;B .3c c x θθ==左右时,;C .3c c x w w ==左右时,。
4、单元体上的应力如图所示,其第三强度理论的相当应力为:(B ) A. 60MPa B. 70MPa C. 10 MPa D.50MPa5、两端铰支的细长压杆,当其横截面直径增加时,则:( )A .其临界压力也增加,临界应力不变;B .其临界压力不变,临界应力增加;C .其临界压力和临界应力均增加;2h 2hy 2A E 1AE a aD .其临界压力和临界应力均降低。
二、 判断题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)(F )1、力是滑移矢量,沿其作用线滑移不改变对物体的作用效果。
( T )2、一个力不可能分解为一个力偶,一个力偶也不可能合成为一个力。
( F )3、物体的形心总是与重心重合的。
( T )4、一般情况下,动摩擦系数小于静摩擦系数。
( )5、平面运动刚体的动能等于随质心移动的动能和相对于质心转动的 动能两者之和。
( T )6、点的速度合成定理指的是动点的绝对速度等于其牵连速度和 相对速度的矢量和。
( )7、平面图形随基点移动的规律与基点的选择无关。
( )8、当质点系的动量守恒时,其中各质点的动量也保持不变。
( )9、转动惯量是刚体转动时惯性的度量。
( )10、质点的惯性力并非质点本身所受的力,而是质点作用于 施力物体上的力。
工程力学练习册习题答案汇总
工程力学练习册习题答案汇总一、选择题1. 工程力学中,力的三要素不包括以下哪一项?(D)A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力的形状答案:D2. 平面汇交力系的平衡方程是以下哪一项?(B)A. ΣF = 0B. ΣF = 0,ΣM = 0C. ΣF = 0,ΣFy = 0D. ΣFy = 0,ΣM = 0答案:B3. 某物体受到两个力的作用,其合力为零,这两个力称为(C)。
A. 平衡力B. 等效力C. 共点力D. 力偶答案:C4. 在平面力偶系中,力偶的合力为(D)。
A. 零B. 力偶矩C. 两个力的合力D. 无法确定答案:D二、填空题1. 力的三要素是力的大小、力的方向和力的______。
答案:作用点2. 平面汇交力系的平衡方程是______和______。
答案:ΣF = 0,ΣM = 03. 在平面力偶系中,力偶的合力为______。
答案:零4. 某物体受到两个力的作用,其合力为零,这两个力称为______。
答案:共点力三、判断题1. 力的平行四边形法则可以用于求解力的合成与分解。
(√)2. 平面汇交力系的平衡方程只适用于平面力系。
(×)3. 在平面力偶系中,力偶的合力等于力偶矩。
(×)4. 某物体受到两个力的作用,其合力为零,这两个力一定共点。
(√)四、计算题1. 某物体受到两个力的作用,分别为 F1 = 10N,F2 = 20N,且 F1 与 F2 之间的夹角为30°。
求这两个力的合力。
答案:合力 F = √(F1^2 + F2^2 + 2F1F2cos30°) = √(10^2 + 20^2 + 2×10×20×0.866) ≈ 27.46N2. 某物体受到三个力的作用,分别为 F1 = 20N,F2 = 30N,F3 = 40N,且三个力的作用点分别为 A、B、C。
已知 A、B、C 三点构成一个等边三角形,求物体在三个力作用下的合力。
工程力学习题集(一)
3.二力平衡公理和作用与反作用定律中,作用于物体上的二力都是等值、反向、共线,其区别在哪里?
4.判断下列说法是否正确。
(1)物体相对于地球静止时,物体一定平衡;物体相对于地球运动时,则物体一定不平衡。
(2)桌子压地板,地板以反作用力支撑桌子,二力大小相等、方向相反且共线,所以桌子平衡。
题2图
3.图示一承受轴向拉力F=10kN的等直杆,已知杆的横截面面积A=100 。试求α= 、30°、45°、60°、0°的各斜截面上的正应力和剪应力。
题3图
4.图示结构中,AB为一刚杆,CD由A3钢制造的斜拉杆。已知F1=5kN,F2=10kN,l=1m,钢杆CD的横截面面积A=100mm2,钢材的弹性模量E=0.2×106MPa,∠ACD=45°试求杆CD的轴向变形和刚杆AB在端点B的铅直位移。
8.一根受扭的钢丝,当扭转角为90°时的最大剪应力为95 MPa ,问此钢丝的长度与直径之比是多少 ,G = 79 GPa.
9.试求图中各图形对z轴的面积矩。
(a) (b)
题9图
10.图示⊥形截面,图中尺寸单位为m。试求
(1)形心C的位置;
(2)阴影部分对z轴的面积矩。
题10图
11.求图示两截面对形心主轴z的惯性矩。
3.两根不同材料的等截面直杆,承受着相同的拉力,它们的截面积与长度都相等。问①两杆的内力是否相等?②两杆应力是否相等?③两杆的变形是否相等?
4.什么是平面假设?提出这个假设有什么实际意义?
5.在轴向拉(压)杆中,发生最大正应力的横截面上,其剪应力等于零。在发生最大剪应力的截面上,其正应力是否也等于零?
题11图
12.试计算图示组合截面对形心轴y、z的惯性矩。图中尺寸单位为m。
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三、使用人必须严格遵守仪器操作规程,在指导教师的指导进行操作 仪器设备,严禁擅自拆卸或改装仪器设备。发生故障、事故要立即报告, 不得隐瞒,否则一切后果由当事人承担。
四、 使用人如违反规定而损坏仪器设备或降低使用性能时,需在登记 表中做出明确记录并由当事人、指导教师及实验室管理员签字确认;同时 根据情节轻重给予批评或处分,情节严重者按照相关规定予以经济或者行 政处罚。
1.1.2 实验内容
1、观察电子万能试验机的结构,了解其简单工作原理; 2、使用电子万能试验机完成拉伸实验。
1.1.3 实验用设备仪器及材料
准备工作:电子万能试验机、标准试件、游标卡尺。
1.1.4 实验原理
1、拉伸实验原理 单向拉伸试验是在常温下以缓慢均匀的速度对专门制备的试件施加轴向载荷,在 试件加载过程中观测载荷与变形的关系,从而决定材料有关力学性能。通过拉伸试验 可以测定材料在单向拉应力作用下的弹性模量及屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面 收缩率等指标。 2、低碳钢材料拉伸时的力学性能 根据低碳钢的应力-应变曲线的特点,对照其在实验过程中的变形特征,将其整个 拉伸过程依次分为弹性、屈服、强化和缩颈四个阶段。 (1)弹性阶段。该阶段的特点是试件的变形只有弹性变形,即在这个阶段上任一 点卸载,应力-应变曲线会严格沿着原曲线返回到 0 点,试件的变形全部消失。在应力 达到弹性阶段的最大应力值时称为弹性极限。 当应力超过弹性极限后,若再卸载,则试件的一部分变形随之消失,而另一部分 变形则不能消失。前者就是弹性变形,而后者称为塑性变形。 (2)屈服阶段。当应力超过弹性极限并增加到某一数值时,应力-应变曲线形成 一段近于水平的锯齿形曲线。再此阶段内,应力值再微小范围内上下流动,几乎没有 增加,而应变却增加的很快,这表明材料已暂时失去了抵抗变形的能力。这种现象称 为材料的屈服或流动。 (3)强化阶段。经过屈服阶段以后,由于塑性变形使材料内部的晶体结构得到了 调整,其抵抗变形的能力又有所回去。要使材料继续变形,就必须加大载荷使应力增 大,这种现象称为材料的强化。强化阶段的最高点所对应的应力值称为材料的强度极 限。 强度极限是材料所能承受的最大应力,因而也是衡量材料强度的又已重要指标。 (4)缩颈阶段。应力达到最大值以后,试件的变形集中于某一局部区域,其横截 面急剧缩小,形成瓶颈状,称为缩颈现象。由于缩颈部分横截面面积急剧缩小,使试 件继续伸长所需的拉力也随之迅速下降,直至试件被拉断。 试件拉断后,弹性变形消失,而塑性变形却残留下来。材料在外力作用下产生塑 性变形而不断裂的能力,称为材料的塑性。 伸长率是以百分比表示的试件单位长度的塑性变形量,即
工程力学实验指导书(全)
工程力学实验指导书班级:学号:姓名:南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 2 实验二金属材料的压缩试验 6 实验三复合材料拉伸实验8 实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定14 实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验18 实验六弯曲正应力电测实验21 实验七叠(组)合梁弯曲的应力分析实验24 实验八弯扭组合变形的主应力测定27实验九偏心拉伸实验31 实验十偏心压缩实验34 实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验37 实验十三冲击实验40 实验十四压杆稳定实验44 实验十五组合压杆的稳定性分析实验47 实验十六光弹性实验50 实验十七单转子动力学实验56 实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验61实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验一、实验目的与要求1.观察低碳钢和铸铁在拉伸试验中的各种现象。
2.测绘低碳钢和铸铁试件的载荷―变形曲线(F―Δl曲线)。
3.测定低碳钢的拉伸屈服点σs、抗拉强度σb、伸长率ψ、断面收缩率δ和铸铁的抗拉强度σb。
4.测定低碳钢的弹性模量E。
5.观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。
6.比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的拉伸力学性能。
二、实验设备和仪器1.微机控制电子万能试验机。
2.电子式引伸计。
3.游标卡尺。
4.钢尺。
三、实验原理与方法金属材料的屈服点σs、抗拉强度σb、伸长率ψ和断面收缩率δ是由拉伸试验测定的。
试验采用的圆截面短比例试样按国家标准(GB/T 228-2002)制成,如图1-1所示。
这样可以避免因试样尺寸和形状的影响而产生的差异,便于各种材料的力学性能相互比较。
图中:d0为试样直径,l0为试样的标距,并且短比例试样要求l0=5d0。
国家标准中还规定了其他形状截面的试样,可适用于从不同的型材和构件上制备试样。
图1-1金属拉伸试验应遵照国家标准(GB/T 228-2002)在微机控制电子万能试验机上进行,在实验过程中,与微机控制电子万能试验机联机的微型电子计算机的显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―Δl 曲线),如图1-2所示。
工程力学课后习题答案-工程力学实验课后题答案
2-19 图示构架中,物体重1200N,由细绳跨过滑轮E而水平系于墙上,尺寸如图所示,不计杆和滑轮的重量。求支承A和B处的约束反力以及杆BC的内力FBC。
题2-19图
以整体为研究对象
解得:
以CDE杆和滑轮为研究对象
解得:
2-20在图示构架中,各杆单位长度的重量为300N/m,载荷P=10kN,A处为固定端,B,C,D处为绞链。求固定端A处及B,C为绞链处的约束反力。
题3-4图
3-5 均质长方形板ABCD重W=200N,用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上,并用绳EC维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。
题3-5图
3-6 挂物架如图所示,三杆的重量不计,用球铰链连接于O点,平面BOC是水平面,且OB=OC,角度如图。若在O点挂一重物G,重为1000N,求三杆所受的力。
(a) (b)
题2-12图
受力分析如图:
受力分析如图:
2-16在图示刚架中,已知 , , ,不计刚架自重。求固定端A处的约束力。
2-17在图示a,b两连续梁中,已知q,M,a,及 ,不计梁的自重。求各连续梁在A,B,C三处的约束反力。
2-13 在图示a,b两连续梁中,已知q,M,a,及 ,不计梁的自重。求各连续梁在A,B,C三处的约束反力。
题3-1图
3-2 图示力系中,F1=100N,F2=300N,F3=200N,各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化
题3-2图
3-3 边长为a的等边三角形板,用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶,其矩为M,不计板重,试求各杆的内力。
题3-3图
3-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成,在D端用球铰链连接,A、B和C端也用球铰链固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN,若各杆自重不计,求各杆的内力。
工程力学练习册习题答案汇总
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体 A ,构件 AB , BC 或 ABC 的受力图,未标重力的物体的重量不计,所有接触处均为光滑接触。
(a(b(c(d(e(f(g1-2 试画出图示各题中 AC 杆(带销钉和 BC 杆的受力图(a (b (c(a1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计, 各物自重除图中已画出的外均不计。
(a(b(c(d(e(f(g第二章平面力系2-1 电动机重 P=5000N ,放在水平梁 AC 的中央,如图所示。
梁的 A 端以铰链固定, 另一端以撑杆 BC 支持, 撑杆与水平梁的夹角为 30 0。
如忽略撑杆与梁的重量, 求绞支座 A 、 B 处的约束反力。
题 2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=P F F F F F FB A y A B x 30sin 30sin , 0030cos 30cos , 0解得 : N P F F B A 5000=== 2-2 物体重 P=20kN ,用绳子挂在支架的滑轮 B 上,绳子的另一端接在绞车D 上,如图所示。
转动绞车,物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆重不计, A 、 B 、 C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,求拉杆 AB 和支杆BC 所受的力。
题 2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin , 0030sin 30cos , 0P P F F P F F FBC y BC AB x解得 :P F P F BC AB 732. 2732. 3=-=2-3 如图所示,输电线 ACB 架在两电线杆之间,形成一下垂线,下垂距离 CD =f =1m , 两电线杆间距离 AB =40m。
电线 ACB 段重 P=400N ,可近视认为沿 AB 直线均匀分布,求电线的中点和两端的拉力。
题 2-3图以 AC 段电线为研究对象,三力汇交NF NF F F F F F FC A GA y C A x 200020110/1tan sin , 0, cos , 0=======∑∑解得:ααα2-4 图示为一拔桩装置。
工程力学必做题80
第一章1-1五个力作用于一点O,如图示。
图中方格的边长为10mm 。
试求此力系的合力。
1-2如图示平面上的三个力F1=100N,F2=50N,F3=50N,三力作用线均过A点,尺寸如图。
试求此力系的合力。
1-4如图所示的挡土墙重G1=75 kN ,铅直土压力G2=120 kN ,水平土压力F p=90 kN 。
试求三力对前趾A 点之矩的和,并判断挡土墙是否会倾倒。
1-5如图所示,边长为a的正六面体上沿对角线AH作用一力F。
试求力F在三个坐标轴上的投影,力F对三个坐标轴之矩以及对点O之矩矢。
1-7试画出下列各图中物体A,构件AB的受力图。
未画重力的物体重量不计,所有接触面均为光滑接触。
1-8试画出下列系统中各指定物体的受力图。
未画重力的物体重量不计,所有接触面均为光滑接触。
第二章2-2图示平面力系中F1=56.57 N ,F2=80 N ,F3=40 N ,F4=110 N ,M=2000 N.mm 。
各力作用线如图示,图中尺寸单位为mm 。
试求:(1)力系向O点简化的结果;(2)力系的合力的大小、方向及合力作用线的位置。
2-4如图所示的挡土墙自重G=400 kN ,土压力F=320 kN ,水压力F1=176 kN 。
试求这些力向底边中心O 简化的结果,并求合力作用线的位置。
2-5一平行力系由5个力组成,力的大小和作用线的位置如图所示,图中小方格的边长为10mm。
试求此平行力系的合力。
2-6(a)试求下列图形的形心。
图中的长度单位为cm 。
2-6(b)试求下列图形的形心。
图中的长度单位为cm 。
第三章3-1(a)梁受荷载如图示,试求支座A、B的约束力。
3-1(b)梁受荷载如图示,试求支座A、B的约束力。
3-2(a)结构受荷载如图示,试求A、B、C处的约束力。
3-3如图所示的压路机碾子重为20 kN ,半径R=40 cm 。
如用一通过其中心O的水平力F将碾子拉过高h=8cm 的石坎,试求此水平力的大小。
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《工程力学》实验指导书主编:2011年11月目录实验一拉伸和压缩实验 (3)实验二梁弯曲正应力实验 (8)实验三金属材料扭转实验 (12)实验一 拉伸和压缩实验 拉伸实验一、实验目的1.观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。
2.测定低碳钢的σs 、σb 、δ、ψ 和灰铸铁的σb 。
3.比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。
二、实验内容 1.低碳钢拉伸实验材料的机械性能指标σs 、σb 、δ 和ψ 由常温、静载下的轴向拉伸破坏试验测定。
整个试验过程中,力与变形的关系可由拉伸图表示,被测材料试件的拉伸图由试验机自动记录显示。
低碳钢的拉伸图比较典型,可分为四个阶段 :直线阶段OA ——此阶段拉力与变形成正比,所以也称为线弹性变形阶段,A 点对应的载荷为比例极限载荷Fp ;屈服阶段BC ——曲线常呈锯齿形,此阶段拉力的变化不大,但变形迅速增加,此段内曲线上的最高点称为上屈服点B ,,最低点称为下屈服点B ,因下屈服点B 比较稳定,工程上一般以B 点对应的力值作为屈服载荷Fs ;强化阶段CD ——此阶段拉力增加变形也继续增加,但它们不再是线性关系,其最高点D 对应的力值为最大载荷Fb ;颈缩阶段DE ——过了D 点,试件开始出现局部收缩(颈缩),直至试件被拉断。
图1-1为低碳钢拉伸图。
图1-1 图1-2F2.灰铸铁拉伸实验对于灰铸铁,由于拉伸时的塑性变形极小,在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂,没有明显的屈服和颈缩现象,其强度极限即为试件断裂时的名义应力。
图1-2为铸铁拉伸图。
三、实验仪器、设备1.600KN 微机屏显式液压万能试验机; 2.游标卡尺。
四、实验原理1.根据低碳钢拉伸载荷F s 、F b 计算屈服极限σs 和强度极限σb 。
2.根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b 计算强度极限σb 。
3.根据拉断前后的试件标距长度和横截面面积,计算低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ。
%100001⨯-=L L L δ %100010⨯-=A A A ψ五、实验步骤(一)实验准备1.打开计算机,双击计算机桌面上的TestExpert 图标,试验软件启动。
2.打开控制系统电源,系统进行自检后自动进入PC-CONTROL 状态。
3.软件联机并启动控制系统:(1)点击“联机”按钮.出现联机窗口,当此窗口消失证明联机成功。
(2)按下启动按钮,控制系统“ON ”灯亮后,软件操作按钮有效。
4.测量并记录试件的尺寸:在刻线长度内的两端和中部测量三个截面的直径d 0,取直径最小者为计算直径,并量取标距长度L 0。
5.调节横梁位置并安装试样。
(二)进行实验 1.设置试验条件。
2.开始试验:(1)按下“试验”按钮,试验机开始按试验程序对试件进行拉伸。
仔细观A Fss =σ0A F bb =σ4200d A ⋅=π察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况,特别注意观察屈服阶段的特点、颈缩阶段的发生和发展,直至试件拉断,取下试件并观察断口。
(2)对灰铸铁试件,则装夹后按下“试验”按钮,试验机开始按试验程序对试件进行拉伸,仔细观察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况,直至拉断,取下试件并观察断口。
3.浏览拉伸曲线,记录屈服载荷F s 和最大载荷F b ,或打印试验报告。
(三)断后延伸率δ和截面收缩率ψ的测定(1)试件拉断后,将其断裂试件紧密对接在一起,在断口(颈缩)处沿两个互相垂直方向各测量一次直径,取其平均值为d 1,用来计算断口处横截面面积A 1。
(2)将断裂试件的两段紧密对接在一起,尽量使其轴线位于一直线上,若断口到邻近标距端点的距离大于L 0/3,则用游标卡尺测量断裂后两端刻线之间的标距长度即为L 1。
(3)若断口到邻近标距端点的距离小于或等于L 0/3,要求用断口移中法计算L 1的长度。
则应按下述方法来测量拉断后试件标距部分的长度L 1。
利用在试验前将试件标距部分等分成10个小格,即以断口O (图1-3a )为起点,在长段上量取基本等于短段的格数得B 点。
当长段所余格数为偶数时,则由所余格数的一半得C 点,将BC 段长度移到标距的左端,则移位后的L 1为: 如果在长段取B 点后所余下的格数为奇数(图1-3b ),则取所余格数加1之半得C 1点,减1之半得C 点,则移中(即将BC1或BC 移到试件左侧)后的L 1为:BCOB AO L 21++=BC BC OB AO L +++=图1-3a六、实验报告要求1.实验报告应包括:试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2.完成以下要求(1)根据测得的低碳钢拉伸载荷F s、F b计算屈服极限σs和强度极限σb。
(2)根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b计算强度极限σb。
(3)根据测得拉断前后的试件标距长度和横截面面积,计算出低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ;由于灰铸铁拉伸塑性变形量很小,断后延伸率和截面收缩率一般就不必测定。
(4)绘制两种材料的拉抻图(F-ΔL图)。
(5)绘图表示两种材料的断口形状。
七、实验注意事项1.实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程,严禁开“快速”档加载。
开动万能试验机后,操作者不得离开工作岗位,实验中如发生故障应立即停机。
2.加载时速度要均匀缓慢,防止冲击。
八、思考题1.低碳钢和铸铁在常温静载拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同?2.测定材料的力学性能有何实用价值?3.你认为产生试验结果误差的因素有哪些?应如何避免或减小影响?压缩实验一、实验目的1. 观察与分析低碳钢、灰铸铁在压缩过程中的力学现象并绘制压缩图。
2. 测定压缩时低碳钢的的σs,灰铸铁的σb。
3. 比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。
二、实验内容1.低碳钢压缩实验但不象拉伸时那样有明显的屈服现象。
因此,测定压缩的屈服载荷F s 时要特别细心观察。
在缓慢匀速加载下,试验机的测力指针会突然停留、或倒退、或指针转速突然减慢。
如果指针停留,则以指针所指载荷作为屈服载荷F s ;如果指针倒退,则以指针所指最低载荷作为屈服载荷F s ; 如果指针转速突然减慢,此时主动指针所指载荷即作为屈服载荷F s 。
过了屈服点,塑性变形迅速增加,试件横截面面积也随之增大。
而增大的面积能承受更大的载荷,因此,压缩曲线迅速上升,见自动绘图仪绘出低碳钢压缩图(图2-1)。
低碳钢试件最后可压成饼状而不破坏,所以无法测定最大载荷F b 。
图2-1 图2-22.灰铸铁压缩实验灰铸铁试件受压缩时,在达到最大载荷F b 前会出现较大的弹性变形才发生破裂,此时测力指针迅速倒退,由随动指针可读出最大载荷F b ,自动绘图仪绘出铸铁压缩图(图2-2)。
灰铸铁试件最后被压成腰鼓形,表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹。
三、实验仪器、设备1.600KN 微机屏显式液压万能试验机; 2.游标卡尺。
四、实验原理1.根据低碳钢的压缩屈服载荷F s 计算压缩屈服极限σs 。
2.根据铸铁的压缩最大载荷F b 计算压缩强度极限σb 。
F b=σF s =σ五、实验步骤1.测量并记录试件高度及横截面直径。
2.根据估计的最大载荷选择测力盘刻度档,配以相应摆锤,调整指针使对准零点,调整绘图装置。
3.将试件两端涂上润滑剂,然后放在试验机活动台支承垫中心处。
4.开动试验机,使活动台上升,当试件与上支承垫接近时应把油门关小减慢活动台上升速度,以免上升速度太快引起冲击载荷。
当试件与上支承垫接触受力后,要控制加载速度,使载荷缓慢均匀增加,注意观察测力指针和绘图装置所绘的压缩曲线,从而判断试件是否已达屈服阶段,及时记录屈服载荷F s,超过屈服载荷后,继续加载,低碳钢试件被压成腰鼓形即可停止。
5.铸铁试件加压至试件破坏为止,记录最大载荷F b。
六、实验报告要求1.实验报告应包括:试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2.完成以下计算(1)根据测量的低碳钢的压缩屈服载荷F s计算压缩屈服极限σs。
(2)根据测量的铸铁的压缩最大载荷F b计算压缩强度极限σb。
七、实验注意事项1.实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程,严禁开“快速”档加载。
开动万能试验机后,操作者不得离开工作岗位,实验中如发生故障应立即停机。
2.加载时速度要均匀缓慢,防止冲击。
八、思考题1.比较低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时所测得的σs和σb的数值有何差别?2.仔细观察铸铁的破坏形式并分析破坏原因。
实验二梁弯曲正应力实验一、实验目的1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律。
2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
二、实验内容1.加载载荷梁发生纯弯曲变形。
2.测试应变值。
3.验证正应力公式。
三、实验仪器、设备1.组合实验台中纯弯曲梁实验装置。
2.XL2118系列力&应变综合参数测试仪。
3.游标卡尺、钢板尺。
四、实验原理1.在纯弯曲条件下,根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设,可得到梁横截面上任一点的正应力,计算公式为I z yM∙=σ式中M为弯矩,I z为横截面对中性轴的惯性矩;y为所求应力点至中性轴的距离。
为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片(如图3-1)。
图3-1 应变片在梁中的位置2.实验可采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。
加载采用增量法,即每增加等量的载荷△P ,测出各点的应变增量△ε,然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i ,依次求出各点的应变增量εσ∆∙=i i E 实实将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。
五、实验步骤1.设计好本实验所需的各类数据表格。
2.测量矩形截面梁的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点距离a 及各应变片到中性层的距离y i 。
见附表13.拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P 0(一般取P 0 =10%Pmax 左右),估算P max (该实验载荷范围P max ≤4000N ),分4~6级加载。
4.根据加载方案,调整好实验加载装置。
5.按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
加载。
均匀缓慢加载至初载荷P 0,记下各点应变的初始读数;然后分级等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值εi ,直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表26.作完实验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。
附表2 (实验数据)六、实验报告要求1.实验报告应包括:试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。
2.完成以下计算 (1)实验值计算根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值____ε∆i ,代入胡克定律计算各点的实验应力值,因1µε=10-6ε,所以 各点实验应力计算:106_____11⨯∆-⨯==εεσi E E 实实(2)理论值计算 载荷增量 △P= 500 N弯距增量 △M=△P·a/2=31.25 N·m 各点理论值计算:Iy ziiM∙∆=理σ(3)绘出实验应力值和理论应力值的分布图分别以横坐标轴表示各测点的应力σi实和σi理,以纵坐标轴表示各测点距梁中性层位置y i,选用合适的比例绘出应力分布图。