材料力学实验教案
材料力学实验教案
材料力学实验课程教案授课时间2015年5 月5 日第9 周周二第7-8 节授课章节实验五材料轴向拉伸、压缩试验教学目的、要求通过本次教学，使学生们掌握电子万能试验机的操作方法和工作原理。
进一步了解脆性材料和塑形材料在拉伸压缩时的不同。
教学重点及难点1、拉伸试件的夹持方法；2、试验机的操作方法；3、移位法量取试件拉断后的长度。
教学方法及手段因为知识点不多，边讲解实验仪器和实验方法，边演示仪器操作。
教学内容及过程作为本实验课程的第一节课，首先做自我介绍。
然后介绍本实验课程的性质和上课要求，以及学生关心的成绩评定问题。
然后开始讲解实验内容：本次实验有低碳钢的拉伸实验，铸铁的拉伸、压缩实验。
一、实验目的1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；观察铸铁在压缩时的破坏现象。
3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标和塑性指标；测定压缩时铸铁的强度极限。
4. 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
讲解完实验目的后，讲解应力和断面收缩率和伸长率的计算公式。
二、实验仪器微机控制电子万能试验机；游标卡尺介绍试件和实验原理。
三、实验步骤1、拉伸实验步骤：（1）试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。
（2）试验机准备：按试验机 计算机 打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。
按照“软件使用手册”，运行配套软件。
教学内容及过程（3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。
若夹具已安装好，对夹具进行检查。
（4）夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。
（5）开始实验：点击主机小键盘上的试样保护键，消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。
《材料力学》课程教案2
《材料力学》课程教案2（二）拉伸、压缩的超静定问题设教学安排 ● 新课引入如图所示的两杆组成的桁架结构受力，由于是平面汇交力系，可由静力平衡方程求出两杆内力。
如果为了提高构件安全性，再加一个杆，三杆内力还能由静力平衡方程求出吗？● 新课讲授一、 静定结构（一）提出问题1和2两杆组成桁架结构受力如图所示，角度已知，两杆抗拉刚度相同，2211A E A E =，求两杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程）⇒=∑0x 021=-ααSin F Sin F N N ⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，两个未知数，可以求解。
引出静定结构：约束反力(轴力）可以由静力平衡方程完全求出。
二、 超静定结构和超静定次数（一）继续提问在现实中为了增加构件的安全性，往往可以多加一个杆，在问题一的基础上在中间再加一个3杆，抗拉刚度为33A E ，如图所示，求3杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程） ①静平衡方程：平面汇交力系，只能列两个平衡方程⇒=∑0x21=-ααSin F Sin F N N⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，三个未知数，解不出。
引出超静定结构：约束反力(轴力）不能由静力平衡方程完全求出。
超静定次数：约束反力（轴力）多余平衡方程的个数。
上述问题属于一次超静定问题。
三、超静定结构的求解方法（一）继续提问，引导学生深入思考：超静定到底能不能求解？实际上F 一定，作用于每个杆上的力都是确定的。
还需再找一个补充方程，材料力学是变形体，受力会引起变形，力和力的关系看不出， 先把变形关系找到，再转化成力的关系。
（重点）②几何方程——变形协调方程：要找变形关系，关键是画变形图（难点）。
节点在中间杆上，左右两杆抗拉刚度相同，角度相同，即对称，因此中间杆仅沿竖直方向产生伸长，确定最终位置。
材料力学实验教案
授课章节：实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授课班级授课日期课题低碳钢拉伸时力学性能的测定时数21.测定低碳钢的屈服极限σ，强度极限σ，延伸率δ和截面收缩率ψ；教学目的S b2.了解液压式万能实验机的工作原理和使用方法；及要求3.会使用引伸计。
教学重点观察低碳钢在实验时的性能和变形断裂特点难点教学方法及教具试验机的使用和实验结果的处理教学方法：讲授、演示、实验教具：液压式万能试验机时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配用课件讲100min 实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授实验原理、实验方一、实验目的法、实验步1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性模量E；2.测定低碳钢的屈服极限σs骤，然后实b，强度极限σ，延伸率δ和截面际演示，再收缩率ψ；分组进行3.掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法；时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配掌握RP—1型试验机自动处理系统的使用。
二、实验设备1、设备名称：液压式万能试验机2、型号：WE—1000A〔600〕3、精度〔或分辨率〕：1%4、最大负荷：200千牛顿A(0～200kN)500千牛顿(A+B)(0～500kN)1000千牛顿(A+B+C)(0～1000kN)实验内容：测量试样尺寸；调整试验机；安装试样及引伸仪；进行预拉；加载；取下试样，恢复原状；测量；数据处理。
根据实验讲解，试验机的组成，工作原理。
实验方法、实验步骤。
先演示，再分组做作业及参考文献课后小结作业：认真填写实验报告参考文献：刘鸿文、吕荣坤主编?材料力学实验?授课章节：实验二弯曲正应力实验授课班级授课日期课题弯曲正应力实验时数2教学目的1.测定梁在纯弯曲和横力弯曲下的弯曲正应力；及要求2初步掌握电测方法。
.My教学重点验证正应力公式I难点正确掌握实验方法教学方法及教具方法：讲授、演示、实验教具：简易加载设备、数字静态应变仪、测力仪四、进行分组实验课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕实验二弯曲正应力实验一、实验目的1、验证梁的弯曲正应力在横截面上的分布规律及计算公式；2、学习用数字电阻应变仪测量应变〔应力〕的电测课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕方法。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
《材料力学》课程教案1
《材料力学》课程教案1（一）轴向拉伸或压缩时的变形教学安排 ● 新课引入工程当中的构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。
之前学习了轴向拉伸或压缩时杆的内力，应力，也就是强度问题。
今天转而讨论刚度问题。
工程当中构件因不满足刚度要求而失效的例子比比皆是，所谓刚度就是构件抵抗变形的能力，即一根杆件在设计好了之后，在正常的使用情况下，不能发生太大的弹性变形。
要想限制变形，首先应计算出变形。
如何计算？● 新课讲授一、纵向变形 （一）实验：杆件在受轴向拉伸时，在产生纵向变形的同时也产生横向变形。
纵向尺寸有所增大，横向尺寸有所减少。
思考：如图所示，杆件的纵向变形（axial deformation ）的大小？ 实验结论：F l ∝∆、l l ∝∆、A l 1∝∆AlF l ⋅∝∆⇒ 需引入比例常数，方可写成等式。
比例常数？ （二）推导：杆件原长为l ，受轴向拉力F 之后，杆件长度由l 变成l 1，杆件纵向的绝对变形l l l -=∆1。
为了消除杆件长度对变形的影响，引入应变的概念ε。
当变形是均匀变形时，应变等于平均应变等于单位长度上的变形量，因此l l∆=ε。
学过的有关于ε的知识，即拉伸压缩的胡克定律（Hook’s law ）：当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比，写成表达式即：εσ⋅=E )(p σσ<，σ（stress)，ε(strain)。
杆件横截面上的应力：AF A F N ==σ 将应力和应变两式代入胡克定律中，得到：l lE AF ∆⋅=结论：纵向变形l ∆的表达式：EAFll =∆ )(p σσ< ——胡克定律（重点）含义：①E ——弹性模量，反映材料软硬的程度。
单位MPa 。
②在应力不超过比例极限时，杆件的伸长量l ∆与拉力F 成正比，与杆件的原长l 成正比，与弹性模量E 和横截面积A 成反比。
EA ——抗拉刚度，EA 越大，变形越小。
③两个胡克定律，一个是描述应力和应变的关系，一个是表示力和变形的关系，但本质上都是一样的。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，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、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
材料力学教案
第一章绪论一、教学要求：1．了解材料力学的任务；2．理解对变形固体的基本假设；3．理解内力、应力、应变等基本概念；4．了解杆件变形的基本形式。
二、基本内容1、材料力学的任务材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则，以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题，为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。
材料的力学性能：如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。
它们都需要用实验测定。
构件的承载能力：强度、刚度、稳定性。
构件：机械或设备，建筑物或结构物的每一组成部分。
强度：构件抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。
刚度——构件抵抗变形的能力。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
2、变形固体的性质及基本假设变形固体——在外力作用下发生变形的物体。
基本假设：1) 连续性假设：认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。
（某些力学量可作为点的坐标的函数）2) 均匀性假设：认为固体内到处有相同的力学性能。
3) 各向同性假设：认为无论沿任何方向固体的力学性能都是相同的。
3、杆件变形的基本形式基本变形1. 轴向拉伸或压缩：在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下，直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。
2. 剪切：在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下，直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。
3．扭转：在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。
4．弯曲：在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。
组合变形：当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。
MPF三、重点难点及教学提示重点：材料力学的任务；变形固体的概念及其基本假设；变形的基本形式。
在讲述本章的内容时，注意强调基本概念，加深理解。
第二篇材料力学教案
第二篇材料力学绪论1．材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。
2. 构成构件的材料是可变形固体。
3. 对材料所作的基本假设是：均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。
4. 材料力学研究的构件主要是杆件。
5. 内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间的相互作用；显示和确定内力的基本方法是截面法；应力是单位面积上的内力。
6. 对于构件任一点的变形，只有线变形和角变形两种基本变形。
7. 杆件的几种基本变形形式是：拉伸（或压缩），剪切，扭转以及弯曲。
一、材料力学的任务各种机械和工程结构都由若干构件组成。
当构件工作时,都要承受力的作用。
为确保构件正常工作,须满足以下要求:(1)有足够的强度保证构件在外力作用下不发生破坏。
这就要求构件在外力作用下具有一定抵抗破坏的能力,称为构件的强度。
(2)有一定的刚度保证构件在外力作用下不产生影响其工作的变形。
构件抵抗变形的能力即为构件所具有的刚度。
(3)有足够的稳定性某些细长与薄壁构件在轴向压力达到一定数值时,会失去原有形态的平衡而丧失工作能力,这种现象称为构件丧失了稳定。
因此,对这一类构件还要考虑具有一定的维持原有形态平衡的能力,这种能力称为稳定性。
综上所述,为了确保构件正常工作,一般必须满足下列三方面要求,即构件应具有足够的强度、刚度和稳定性。
在构件设计中,除了上述要求外,还需要满足经济要求。
构件的安全与经济即是材料力学要解决的一对主要矛盾。
由于构件的强度、刚度和稳定性与构件材料的力学性能有关,而材料的力学性能必须通过实验来测定;此外,还有很多复杂的工程实际问题,目前尚无法通过理论分析来解决,必须依赖于实验。
因此,实验研究在材料力学研究中是一个重要的方面。
由上可见,材料力学的任务是:在保证构件既安全又经济的前提下,为构件选择合适的材料,确定合理的截面和尺寸,提供必要的计算方法和实验技术。
1).研究构件的强度、刚度和稳定性；2).研究材料的力学性能；3).为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据。
材料力学教案
材料力学教案第一篇力学基础§2.2 材料的力学性能教学目标：通过学习材料力学性能使学生能够从各种机械零件或构件最常见的服役条件和失效现象出发，了解时效现象的微观机制，提出衡量材料时效抗力的力学性能指标；掌握各种指标的物理概念、实用意义和测试方法；明确它们之间的相互关系；分析各种因素对力学性能指标的影响，为机械设计与制造过程中正确选择和合理使用材料提供依据，重点：单向静拉伸力学性能；冲击载荷下的力学性能；应力腐蚀和氢脆。
难点：单向静拉伸力学性能；金属的断裂韧度；复合材料的力学性能。
教学课时：4教学内容：材料的性能包括：物理性能，力学性能，化学性能，和加工工艺性能。
材料的力学性能：指材料在外力作用下在强度和变形方面所表现出的性能。
材料的力学性能是通过力学实验得到的。
四种力学实验：拉伸（压缩）实验；金属的缺口冲击实验；硬度实验；弯曲实验；1.低碳钢拉伸时的力学性能含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
GB/T228.1-2010：《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》代替了GB/T228-2002横向变形量： 横向应变：——横向变形系数（泊松比）屈服阶段（bc 段）：继续对材料加载，会出现一种现象，即在应力增加很少或不增加时，应变会很快增加，这种现象叫屈服。
• 开始发生屈服的点对应的应力叫屈服极限σs 。
• 在屈服阶段应变不断增加，而应力不变；当屈服时，材料产生显著的塑性变形，是衡量材料强度的重要指标。
强化阶段（cd 段）：经过屈服阶段以后，材料又具有了较弱的抵抗变形的能力，要使材料继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料的强化。
Q235钢： 颈缩阶段（df 段）：● 变形特点：大比例的塑性变形伴有少量的弹性变形。
● σb －强度极限。
强化阶段最高点d 点所对应的应力。
《材料力学》课程教案3
《材料力学》课程教案3（三）载荷集度、剪力和弯矩的关系教学安排・新课引入1、画剪力弯矩图的重要性；2、分段列剪力弯矩方程，再画剪力弯矩图十分麻烦;3、是否可以根据外力直接且快速画出剪力弯矩图；4、检验剪力弯矩图正确与否很方便。
•新课讲授一、q(x)、Fs(x)、M(X)间的关系如图所示，dx推导：(I)取坐标系如图，X以向右为正，y轴向上为正。
(2)距原点X处取微段(微段上不能受集中力与集中力偶，只受分布载荷)长为dx。
(3)微段上的载荷集度q(x)可视为均布，(因为是微段)，且规定q(x)t为正+,q(x)I为负一。
(4)微段两侧横截面上的FS(X),M(X)均设为正方向，左边剪力弯矩为Fs(x),M(x),右边剪力弯矩相应有一个增量dFs(x),dM(x),所以右边剪力弯矩为Fs(x)+dFs(x),M(x)+dM(x)o(5)讨论微段平衡EF y=O F s(%)-[F s(x)÷dF s(Λ)]+q{x}dx=0用小)dx矛皿)二叫(工)二小)dx 2dx此⑴dxdΛ∕(x)dΛ- 三个式子即载荷集度、剪力、弯矩之间的导数关系。
导数关系的几何意义：剪力图在一点处的斜率等于该点处分布荷载集度的大小，弯矩图在一点处的斜率等于对应截面上剪力的大小，弯矩图的凹向决定载荷集度的正负。
F S (X 2)-Fs(x ↑)=∫x ~q{x]dx利用导数关系积分得： :Λ∕(X 2)-M(X ,)=J 2Fs(x)dx积分关系的几何意义：在X=/和X=玉两截面上的剪力之差，等于两截面间分布载荷图的面积；两截面上的弯矩之差，等于两截面间剪力图的面积。
导数关系和积分关系的几何意义用于剪力图和弯矩图的绘制与校核，一般校核时用。
二、利用导数关系推导剪力图、弯矩图的形状特征(重点、难点)ΣM c =O略去高阶微量 再取导数，得:M (x)-[A/(X )+c1M (x)]+F s (x)dx+q(x)dx-=O嚓¼(χ)夕(x) =%(x)d 2Λ∕(x)_dF s (x )2=q(6三、导数关系法（控制截面法）绘制、检验剪力弯矩图步骤（重点）（1）求梁的支座反力（悬臂梁可不求）；（2）分段，定点（其实就是定控制截面）；（3）求出这些点（或叫控制截面）的剪力和弯矩;（4）根据剪力图和弯矩图的形状特征联线。
材料力学实验简明教程教学设计 (2)
材料力学实验简明教程教学设计介绍材料力学实验是一个重要的实验，它可以帮助学生掌握材料力学的基本原理。
本文将介绍材料力学实验的基本原理和实验设计。
材料力学实验基本原理材料力学是研究材料力学性能的一门学科，包括弹性、塑性、破坏、疲劳等方面。
材料力学实验是通过实验来验证材料在不同力下的行为，以此来理解材料的性能。
材料力学实验的实验设计材料力学实验通常包括以下几个步骤。
步骤一：制备样本首先需要制备材料样本，样本要求规格标准、质量可靠并能够满足实验的需要。
步骤二：测量尺寸测量样本的尺寸是材料力学实验的一个重要步骤。
通过测量材料的尺寸可以计算出它的截面积和长度，以及其他相关参数，从而计算它的应变和应力。
步骤三：施加载荷在测量了样本的尺寸之后，需要施加载荷来测试样本的性能。
加载的形式通常有单向拉伸、压缩、剪切等。
步骤四：记录数据在施加载荷的过程中，需要记录相关数据，包括力、位移等参数。
这些数据将会被用来进行后续的数据分析。
步骤五：数据分析最后，根据记录下来的数据进行数据分析，包括计算应力、应变和杨氏模量等参数，并分析样本的破坏机理。
材料力学实验教学设计对于教学设计，我们需要根据学生的学习情况来制定相应的教学计划。
以下是材料力学实验教学的一些建议。
建议一：准备充足的实验材料和设备首先，需要准备充足的实验材料和设备，确保学生可以进行多次实验以便深入理解和掌握材料力学的知识。
建议二：理论学习与实验操作相结合在教学过程中，需要理论知识与实验操作相结合，让学生在实验操作中加深对实验原理的理解。
建议三：鼓励学生探究心理在实验过程中，鼓励学生探究心理，让他们建立自己的实验思路，从而发展创造性思维。
建议四：注意实验安全最后，需要注意实验的安全问题，确保学生的人身安全，避免发生意外事故。
结论材料力学实验是帮助学生深入理解材料力学的关键性实验。
本文介绍了材料力学实验的基本原理和实验设计，并给出了材料力学实验教学的一些建议。
希望本文可以帮助到材料力学实验的教师和学生。
《材料力学实验课》实验教学大纲.doc
《材料力学实验课》实验教学大纲课程名称：材料力学课程编号：课程总学时：实验学时：6—12本大纲主撰人：授课单位：一、实验教学目标与基本要求《材料力学》是专业（技术）基础课。
材料力学试验是《材料力学I》课程的附属课，是教学内容的重要组成部分。
通过实验使学生对金属材料的力学性能特征及其衡性指标有一个直观的认识,并了解实验内容，熟悉实验手段。
通过本课程教学活动，要求学生对金属材料的力学性能有进一步的了解,熟悉各个试验的试验目的、方法、手段、程序、现象等，并掌握试验机的基本操作。
二、适用专业土木工•程专业三、实验项目内容与学时分配序号实验项H名称内容提要每组人数实验学时实验类型实验要求备注1金属材料的拉伸试验（必做）基本要求：明确试验原理，学会多功能材料力学试验机加载及数据采集分析等操作，测定低碳钢拉伸的两个强度指标：流动极限。
S，强度极限。
p和两个塑性指标：延伸率&断面收缩率（P。
：测定铸铁的强度极限E：绘制两典型材料的力--位移关系曲线；比较两种典型材料的机械性能指标和断口形式。
提高部分：了解试验机加载、数据采集与分析等各部分的工作原理，能根据实验要求设计相应的加载、测试方案，并能设置相应的数拥采集参数：测定低碳钢的断裂时的应力，绘制最大应力--位移关系曲线，明确不同标距对同一试件延伸率测试结果的影响，明确移位处理的实验依据。
3-4 2 验证必修2金属材料的压缩试验（必做）基本要求：明确试验原理：观察低碳钢压缩时的变形形式,绘制力•■位移关系曲线,测定压缩流动极限财观察铸铁压缩时的破坏形式，测定压缩时铸铁的强度极限 Oh，分析铸铁压缩破坏的原因：绘制两典型材料的力-- 位移关系曲线。
提高部分：估算铸铁的剪切极限强度Tb；山力■-位移关系曲线求得低碳钢压缩时应力一位移关系曲线；比较低碳钢拉、压时的流动极限公。
3-4 2 验证必修3应变测试试验基本要求：明确试验原理；明确电阻应变测试桥路原理；通过在等强度梁不同部位粘贴应变片验证不同测量方式的测量结果，并能根据不同的桥路等设置不同的测试参数：将实测的结果与理论指向比较。
材料力学实验教案
第十三章 材料力学第一节 低碳钢的拉伸实验一、实验名称低碳钢的拉伸实验。
二、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限σs 、强度极限σb 、伸长率δ和断面收缩率Ψ； 2．观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象； 3. 熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。
三、实验设备1．手动数显材料试验机 2．MaxTC220试验机测试仪 3．游标卡尺 四、试样制备低碳钢试样如图所示，直径d=10mm ，测量并记录试样的原始标距L 0。
五、实验原理1. 材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限σs 。
2. 材料在拉断前所能承受的最大应力，即为强度极限σb 。
3. 试样的原始标距为L 0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长度L 1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即%100L L L 01⨯-=δ 4. 拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率，即%100A A A 010⨯-=ψ 式中A 0—试样原始横截面积；A 1—试样拉断后断口处最小横截面积。
六、实验步骤1．调零。
打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮显示为零。
2．加载。
用手握住手柄，顺时针转动施力使动轴通过传动装置带动千斤顶的丝杠上升，使试样受力，直至断裂。
3．示力。
在试样受力的同时，装在螺旋千斤顶和顶梁之间的压力传感器受压产生压力信号，通过回蕊电缆传给电子示力仪，电子示力仪的显示屏上即用数字显示出力值。
4．关机。
实验完毕，卸下试样，操作定载升降装置使移动挂梁降到最低时关闭力仪开关，断开电源。
七、数据处理 1. 记录相关数据2. 计算伸长率δ和断面收缩率Ψ%100L L L 001⨯-=δ %100A A A 010⨯-=ψ 3. 在应力应变图中标出屈服极限σs 和强度极限σ b八、应力应变图分析低碳钢的拉伸过程分为四个阶段，分别为弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。
材料力学实验教案
材料⼒学实验教案材料⼒学实验教案学⽣实验守则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、实验前应认真阅读实验教程，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、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。
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，服从实验教师的指导。
未经许可不得动⽤与本实验⽆关的仪器设备及其物品。
5、实验中要细⼼观察，认真记录各种实验数据。
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。
在规定的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，按章予以赔偿。
实验⼀低碳钢和铸铁的拉伸实验⼀、实验⽬的1、测定低碳钢的弹性模量E、屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ和断⾯收缩率ψ；2、测定铸铁的抗拉强度σb；3、观察、⽐较塑性材料和脆性材料在拉伸过程中的各种物理现象（包括弹性、屈服、强化和颈缩、断裂等现象）；4、学习、掌握电⼦万能试验机和相关仪器的使⽤⽅法。
⼆、实验设备1、WDW—100C型微机控制电⼦万能试验机2、游标卡尺三、实验试件试件的尺⼨和形状对实验结果会有所影响。
为了避免这种影响，便于各种材料机械性质的相互⽐较，国家对试件的尺⼨和形状有统⼀规定[中华⼈民共和国国家标准《⾦属材料室温拉伸试验法》（GB/T228-2002）]。
《材料力学实验》大班科学教案
《材料力学实验》大班科学教案大班科学教案一、教学目标1.理解材料力学基础知识，学会常见材料的力学行为和性质测试方法；2.掌握实验数据的处理和分析方法，进一步提高实验设计和报告撰写能力；3.培养实验操作技能和团队合作精神，提高实验认真细致及实验安全意识。
二、教学内容1.材料的机械试验方法和设备介绍；2.实验中常见材料的力学行为与性质测试；3.实验数据处理和分析方法；4.实验设计和报告撰写规范。
三、教学过程1.材料机械试验方法和设备介绍了解试验设备的构成、原理和工作方式，熟悉实验室的安全操作规程，了解实验中的常见安全事故及对策。
2.实验中常见材料的力学行为与性质测试通过对材料的拉伸、压缩、剪切等力学行为的测试，了解材料破坏机理的基本规律和特征。
在实验中，可以使用的材料包括金属材料、塑料、橡胶、混凝土等。
3.实验数据处理和分析方法在实验过程中，需要认真记录实验数据，并用计算机对数据进行处理和分析。
需要学习使用常用的计算机统计和分析软件，如Excel、Matlab等，并掌握数据的可视化展示方法。
4.实验设计和报告撰写规范在实验前，需要认真制定实验设计方案，并根据实验结果和分析撰写实验报告。
需要掌握实验报告的格式规范、内容要求和论证方式。
四、教学方法1.讲授与实验相结合的教学方法；2.学生自主探究与教师指导相结合的教学方法。
五、教学效果评估1.实验操作技能和实验数据分析与处理能力方面：根据实验成果和报告，进行评分，同时将实验和分析报告与教学大纲和教学目标进行对比，评估学生的水平；2.实验认真细致及实验安全意识方面：评估学生在实验过程中的纪律性、负责任性和安全意识。
六、教材推荐1.《现代力学实验》；2.《材料力学实验》；3.《大学物理实验指导》。
七、结语通过材料力学实验的学习，不仅可以学到知识，还可以锻炼技能和培养素质。
学生需要具备合理的实验设计和操作，能够准确地搜集和分析数据，制定符合规范的实验报告，掌握实验安全规范，以及团队合作精神。
材料力学实验多媒体教案
材料力学实验多媒体教案汇报人：日期:contents •实验一：金属材料的拉伸实验•实验二：金属材料的压缩实验•实验三：金属材料的弯曲实验•实验四：金属材料的冲击实验•实验五：复合材料的力学性能实验•材料力学实验多媒体教案总结和展望目录01实验一：金属材料的拉伸实验实验目的和原理01掌握材料拉伸实验的基本原理和方法。
02了解金属材料在拉伸过程中的力学性能和变化规律。
03学习通过拉伸实验评估材料的强度和塑性的方法。
实验设备和方法实验设备万能材料试验机、试样、测量仪器等。
实验方法将试样放置在万能材料试验机上，启动试验机进行拉伸实验，记录试样在拉伸过程中的变形和应力变化，观察试样断裂后的形态。
2. 启动试验机设置试验机的拉伸速度和测量范围，启动试验机进行拉伸实验。
4. 结果评估根据实验数据，评估金属材料的强度和塑性，比较不同金属材料的性能差异。
3. 数据记录记录试样在拉伸过程中的变形和应力变化，观察试样断裂后的形态，对实验数据进行整理和分析。
1. 准备工作选择合适的试样，进行测量和记录，将试样放置在万能材料试验机上。
实验步骤和数据记录02实验二：金属材料的压缩实验实验目的和原理实验目的通过金属材料的压缩实验，观察和分析金属材料的变形和破坏行为，进一步理解材料力学的基本原理和概念。
实验原理金属材料在受到压力作用时，会发生变形和破坏。
通过实验可以观察到金属材料的屈服点、最大承载能力以及破坏形式等特征。
压力机、试件、测量仪器（如千分尺）、支架等。
实验方法将试件放置在压力机上，调整压力机的压力，对试件进行压缩。
同时，使用测量仪器测量试件的变形量，并观察试件的破坏形式。
实验设备实验设备和方法VS实验步骤和数据记录实验步骤1. 将试件放置在支架上并固定。
2. 调整压力机的压力至预设值。
3. 对试件进行压缩，并观察试件的变形和破坏情况。
4. 使用测量仪器测量试件的变形量，并记录数据。
数据记录：记录试件的初始尺寸、最大承载能力、屈服点、破坏形式以及变形量等数据。
材料力学实验指导书
实验一 拉伸试验一、目的1、测定低碳钢的流动极限（屈服极限）s σ，强度极限b σ，延伸率δ和面积收缩率ϕ。
2、测定铸铁的强度极限b σ。
3、观察拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（l P ∆-曲线）。
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、液压式万能试验机。
2、游标卡尺。
三、试样试件可制成圆形或矩形截面。
常用试样为圆形截面的。
如图1－7所示。
试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度o l 称为“标矩”，两端较粗部分是装入试验夹头中的，便于承受拉力，端部的形状视试验机夹头的要求而定，可制成圆柱形（1－7），螺纹形（图1－8）或阶梯形（图1－9）。
试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果会有所影响，为了避免此各种影响，使各种材料的力学性质的数值能互相比较，所以对试件的尺寸和形状都有统一规定。
目前我国规定的试样有标准试件和比例试件两种，具体尺寸见表1－1，0.A 是圆形或矩形截面面积。
四、原理材料的力学性质s σ、b σ、δ和ϕ是由拉伸破坏试验来确定的，试验时，利用试验机的自动绘图器绘出低碳钢拉伸图（图－10）和铸铁拉伸图（图1－11）。
对于低碳材料，图1－10上的B －C 为流动阶段，B 点所对应的应力值称为流动极限。
确定流动载荷s p 时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。
测力盘主针回转后所指示的最小载荷（第一次下降的最小载荷）即为流动载荷s p ，继续加载，测得最大载荷b P 。
试件在达到最大载荷前，伸长变形在标距范围内均匀分布的。
从最大载荷开始，产生局部伸长和颈缩。
颈缩出现后，截面面积迅速减小，继续拉伸所需的载荷也变小了，直至E 点断裂。
铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷，而突然发生断裂。
没有流动和颈缩现象，如图1－11所示。
其强度极限远低于碳钢的强度极限。
五、试验步骤（一）低碳钢试验（1）用游标卡尺在试件的标距范围内测量三个截面的直径，每个截面测量互相垂直两个方向，取其平均值，填入记录表内。
材料力学教案【范本模板】
第一章绪论及基本概念一、教学目标和教学内容教学目标：明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的基本形式. 教学内容：错误!材料力学的特点○，2 材料力学的任务错误!材料力学的研究对象错误!变形体的基本假设错误!材料力学的基本变形形式二、重点难点构件的强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式、变形体的基本假设。
三、教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、建议学时0。
5学时五、讲课提纲1、材料力学的任务材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。
工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。
为了保证机械和结构能安全正常地工作,必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载能力，承载能力表现为1.1强度是指构件抵抗破坏的能力。
构件在外力作用下不被破坏，表明构件具有足够的强度。
1。
2刚度是指构件抵抗变形的能力.构件在外力作用下发生的变形不超过某一规定值，表明构件具有足够的刚度.1。
3稳定性是指构件承受在外力作用下，保持原有平衡状态的能力,构件在外力作用下，能保持原有的平衡形态，表明构件具有足够的稳定性。
1.4材料力学的任务：以最经济为代价，保证构件具有足够的承载能力。
通过研究构件的强度、刚度、稳定性，为构件选择合适的材料、确定合理的截面形状和尺寸提供计算理论。
2、材料力学的研究对象:可变形固体♦均匀连续性假设: 假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质,且体内各点处的力学性质相同.♦各向同性假设: 假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。
♦小变形假设: 假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比是很微小的，称“小变形”。
在列平衡方程时，可以不考虑外力作用点处的微小位移,而按变形前的位置和尺寸进行计算。
3、杆件的几何特征3。
1轴线：截面形心的连线3。
2横截面:垂直于轴线的截面3。
3杆的分类：4、杆件变形的基本形式杆件在不同受力情况下，将产生各种不同的变形，但是，不管变形如何复杂,常常是四种基本变形（轴向拉压、剪切、扭转、弯曲)或是它们的组合。
材料力学课程设计7.6
材料力学课程设计7.6一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等。
（2）掌握材料力学的基本理论，如弹性理论、塑性理论等。
（3）熟悉材料力学的基本方法，如实验方法、数值方法等。
2.技能目标：（1）能够运用材料力学的基本理论分析实际问题。
（2）能够运用材料力学的基本方法解决工程问题。
（3）具备一定的科研能力和创新精神。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对材料力学的兴趣和热情。
（2）培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度。
（3）培养学生团结协作、积极向上的团队精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等。
2.材料力学的基本理论，如弹性理论、塑性理论等。
3.材料力学的基本方法，如实验方法、数值方法等。
4.实际工程中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：用于讲解基本概念、基本理论和基本方法。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解材料力学的应用。
3.实验法：学生进行实验，培养学生的实践能力和观察能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力和表达能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《材料力学》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生课后自主学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，辅助讲解和展示相关内容。
4.实验设备：准备实验所需的设备，如拉伸试验机、压缩试验机等。
通过以上教学资源的支持，相信能够提高本节课的教学质量，达到预期的教学目标。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课将采用多种评估方式相结合的方法。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性。
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L i L o100%材料力学实验教案实验一低碳钢的拉伸实验一、 实验名称低碳钢的拉伸实验。
二、 实验目的1 •测定低碳钢的屈服极限C S 、强度极限C b 、伸长率S 和断面收缩率W ；2 •观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象； 3. 熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。
三、 实验设备1 •手动数显材料试验机 2. MaxTC22（试验机测试仪 3 •游标卡尺四、 试样制备低碳钢试样如图所示，直径d=10m m ,测量并记录试样的原始标距 L o五、实验原理1. 材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限Cso2. 材料在拉断前所能承受的最大应力，即为强度极限C b o3. 试样的原始标距为L o ,拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长 度L i ,伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即4. 拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率,L i L o100%A o A iioo%即 A ° Aigo %A o式中A o —试样原始横截面积；A i —试样拉断后断口处最小横截面积。
六、 实验步骤1 •调零。
打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮 显示为零。
2 •加载。
用手握住手柄，顺时针转动施力使动轴通过传动装置带动千斤顶的丝 杠上升，使试样受力，直至断裂。
3•示力。
在试样受力的同时，装在螺旋千斤顶和顶梁之间的压力传感器受压产 生压力信号，通过回蕊电缆传给电子示力仪，电子示力仪的显示屏上即用数字显 示出力值。
4•关机。
实验完毕，卸下试样，操作定载升降装置使移动挂梁降到最低时关闭 力仪开关，断开电源。
七、 数据处理1•记录相关数据2.计算伸长率S 和断面收缩率屮3. 在应力应变图中标出屈服极限c s 和强度极限c b八、应力应变图分析低碳钢的拉伸过程分为四个阶段，分别为弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶 段和缩颈阶段。
1. 弹性变形阶段：在拉伸的初始阶段，应力和应变的关系为直线，此阶段符合 胡克定律，即应力和应变成正比；2. 屈服阶段：超过弹性极限后，应力增加到某一数值时，应力应变曲线上出现 接近水平线的小锯齿形线段，此时，应力基本保持不变，而应变显著增加，材料 失去了抵抗变形的能力，锯齿线段对应的应力为屈服极限；3. 强化阶段：经屈服阶段后， 材料又恢复了抵抗变形的能力， 要使它继续变形， 必须增加拉力，强化阶段中最高点对应的应力为材料所能承受的最大应力，即强度极限；4. 缩颈阶段：当应力增大到最大值之后，试样某一局部出现显著收缩，产生缩颈，此后使试样继续伸长所需要的拉力减小，最终试样在缩颈处断裂。
九、实验作业1. 说明测定屈服极限C s、强度极限C b、伸长率S和断面收缩率屮的实验原理及拉伸实验的实验步骤；2. 根据实验过程中记录的数据，计算材料的伸长率S和断面收缩率3. 在应力应变图中标出屈服极限C s和强度极限C b；4. 对应力应变图进行分析。
实验二测定材料弹性模量E、实验名称测定材料的弹性模量。
二、实验目的1 •掌握测定Q235钢弹性模量E的实验方法；2•熟悉CEG-4K型测E试验台及其配套设备的使用方法。
三、实验设备及仪器1. CEG-4K型测E试验台2 •球铰式引伸仪四、主要技术指标1. 试样：Q235钢，如图所示，直径d=10mm,标距L=100mm2. 载荷增重△ F=1000N （砝码四级加载，每个砝码重25N,初载砝码一个，重16N,采用1: 40杠杆比放大）五、实验原理实验时，从F0到F4逐级加载，载荷的每级增量为1000N每次加载时，记录相应的长度变化量，即为4F引起的变形量。
在逐级加载中，如果变形量A L 基本相等，则表明与A L为线性关系，符合胡克定律。
完成一次加载过程，将得到乩的一组数据，实验结束后，求亠1到乩4的平均值乩平,代入胡克定律计算弹性模量。
即F|I 0.001 -----EA备注：引伸仪每格代表0.001mm六、实验步骤及注意事项1. 调节吊杆螺母，使杠杆尾部上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。
2. 把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。
注意：对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。
引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。
采用球铰式引伸仪时, 引伸仪的架体平面与试验台的架体平面需成45°左右的角度。
3. 挂上砝码托。
4. 加上初载砝码，记下引伸仪的初读数。
5. 分四次加等重砝码，每加一次记录一次引伸仪的读数。
注意：加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，防止砝码失落而砸伤人、物。
6. 实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。
七、数据记录及计算1. 原始数据记录2.计算(1)各级形变量的计算(2)材料面积的计算2(3)弹性模量的计算(弹性模量单位MPa)F II 平0.001 -----EA八、实验作业1. 说明测定弹性模量E的实验原理、步骤及注意事项；2. 根据实验过程中记录的原始数据，计算材料的弹性模量E。
Wt W t其中：Wtd 3实验三低碳钢和铸铁的扭转实验一、 实验名称低碳钢和铸铁的扭转实验。
二、 实验目的1 •测定低碳钢的剪切屈服极限 S 及剪切强度极限b ；2 •测定铸铁的剪切强度极限 b ；3 •观察比较两种材料扭转变形过程中的各种现象及其破坏形式，并对试件断口 进行分析。
三、 实验设备及仪器1 .扭转试验机2 •游标卡尺四、 试样制备低碳钢和铸铁试样如图所示，直径d=10mm ,分别测量并记录试样的原始标 距L 。
五、实验原理扭转实验是将材料制成一定形状和尺寸的标准试样，置于扭转试验机上进行的，利用扭转试验机上面的自动绘图装置可绘出扭转曲线， 并能测出金属材料抵 抗扭转时的屈服扭矩T S 和最大扭矩T b 。
通过计算可求出屈服极限 S 及剪切强度 极限bWtd 316(2)低碳钢的屈服极限S及剪切强度极限b 的计算(单位MPa )W t 六、实验步骤1 .测量试件标距；2 •选择试验机的加载范围，弄清所用测力刻度盘； 3. 安装试样，调整测力指针；4. 实验测试。
开机缓慢加载，注意观察试件、测力指针和记录图，记录主要数 据，在低碳钢扭转时，有屈服现象，记录测力盘指针摆动的最小扭矩为屈服扭矩 T s ,直至实验结束记录最大扭矩 T b ；5.铸铁在扭转时无屈服现象，直至实验结束记录最大扭矩T b ；6. 关机取下试件，将机器恢复原位。
七、数据记录及处理1.原始数据记录材料 直径d o (mm)标距L 0(mm)屈服扭矩T s (Nm)最大扭矩T b (Nm)低碳钢 10铸铁102.计算(1) 抗扭截面系数 W t 的计算(单位mmT bW t(3)铸铁剪切强度极限b 的计算(单位MPaW t八、绘制断口示意图并分析破坏原因⑻低碳钢断口示意图(b)铸铁断口示意图破坏原因分析：低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉(压)能力，低碳钢扭转时沿最大切应力的作用面发生断裂，为切应力作用而剪断，因此，其破坏断面与曲线垂直，见图(a) 所示；铸铁材料的抗拉强度较低，铸铁扭转时沿最大拉应力的作用面发生断裂，由应力状态可知，纯剪切最大拉应力作用的主平面与X 轴夹角为45°，因此，铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45°螺旋面，如图(b) 所示。
九、实验作业1 .说明测定低碳钢剪切屈服极限S、剪切强度极限b及铸铁剪切强度极限b的实验原理及步骤；2. 根据实验过程中记录的原始数据，计算低碳钢的剪切屈服极限S、剪切强度极限b及铸铁的剪切强度极限b;3. 绘制低碳钢和铸铁的断口示意图，并分析其破坏原因。
实验四矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验一、实验名称矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验二、实验目的1 •学习使用电阻应变仪，初步掌握电测方法；2•测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律，并与理论公式计算结果进行比较，验证弯曲正应力计算公式的正确性。
三、实验设备1. WS G 80型纯弯曲正应力试验台2 •静态电阻应变仪四、主要技术指标1.矩形截面梁试样图i试样受力情况材料：20 号钢，E=208X 109Pa；跨度：L=600mm a=200mm L i=200mm横截面尺寸：高度h=28mm宽度b=10mm2. 载荷增量载荷增量△ F200N （砝码四级加载，每个砝码重10N采用1: 20杠杆比放大），砝码托作为初载荷，F0=26 N o3. 精度满足教学实验要求，误差一般在5%左右。
五、实验原理如图1所示，CD段为纯弯曲段，其弯矩为M -Fa，则M0 2.6N ?m ,2M 20N?m。
根据弯曲理论，梁横截面上各点的正应力增量为：My理—I—（1）z式中：y为点到中性轴的距离；Iz为横截面对中性轴z的惯性矩，对于矩形截面I z （2）12由于CD段是纯弯曲的，纵向各纤维间不挤压，只产生伸长或缩短，所以各点均为单向应力状态。
只要测出各点沿纵向的应变增量，即可按胡克定律计算出实际的正应力增量实。
实E （3）在CD段任取一截面，沿不同高度贴五片应变片。
1片、5片距中性轴z的距离为h/2，2片、4片距中性轴z的距离为h/4，3片就贴在中性轴的位置上。
测出各点的应变后，即可按（3）式计算出实际的正应力增量实，并画出正应力实沿截面高度的分布规律图，从而可与（1）式计算出的正应力理论值理进行比较。
六、实验步骤及注意事项1. 开电源，使应变仪预热。
2•在CD段的大致中间截面处贴五片应变片与轴线平行，各片相距h/4，作为工作片；另在一块与试样相同的材料上贴一片补偿片，放到试样被测截面附近。
应变片要采用窄而长的较好，贴片时可把试样取下，贴好片，焊好固定导线，再小心装上。
3. 调动蝶形螺母，使杠杆尾端翘起一些。
4. 把工作片和补偿片用导线接到预调平衡箱的相应接线柱上，将预调平衡箱与应变仪联接，接通电源，调平应变仪。
5. 先挂砝码托，再分四次加砝码，记下每次应变仪测出的各点读数。
注意加砝码时要缓慢放手。
6. 取四次测量的平均增量值作为测量的平均应变，代入（3）式计算可得各点的弯曲正应力，并画出测量的正应力分布图。
7 •加载过程中，要注意检查各传力零件是否受到卡、别等，受卡、别等应卸载调整。
8•实验完毕将载荷卸为零，工具复原，经指导老师检查方可关闭应变仪电源七、数据处理1 •计算弯曲梁截面各点处的理论正应力增量(1) 记录测点的位置(2) 计算矩形横截面对中性轴z的惯性矩Izbh12(3) 根据公式直接计算各点的理论正应力增量My理I z2 •计算弯曲梁截面各点处的实际正应力增量(1)各测点原始数据记录(2) 各测点应变增量的计算(3) 各测点实际正应力增量的计算3 •计算各测点理论与实际正应力的误差 e100%八、实验作业1 •说明矩形梁纯弯曲正应力电测实验的原理、实验步骤及注意事项等；2•分别计算各测点的理论和实际弯曲正应力增量，验证弯曲正应力公式的正确性；3 •绘制弯曲正应力沿截面高度的分布规律图实验五测定材料切变模量G、实验名称测定材料切变模量G o二、实验目的1 •掌握测定Q235钢切变模量G的实验方法;2 •熟悉NY-4型扭转测G仪的使用方法。