力学实验指导书
土力学实验指导书
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
材料力学实验指导书-
实验1 拉伸实验一、实验目的1、观察拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化、颈缩及断裂)。
2、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Ψ。
3、测定铸铁的强度极限σb。
4、比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)机械性质的特点。
二、实验设备1、万能材料试验机2、游标卡尺三、试件为了避免试件尺寸和形状对实验结果的影响，且便于各种材料的机械性质间的互相比较，应采用国家标准GB 6228一76所规定的试件，通常采用的是低碳钢和铸铁圆棒试件，其直径d和试验段长度(标距)l满足l／d=10或5，例如：可采用d=10mm的圆棒试件。
四、实验原理材料的力学性能指标屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率是由拉伸破坏实验来确定的。
实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢和铸铁的拉伸图。
由自动绘图器绘出的拉伸图中、拉伸变形是整个试件的伸长（不只是标距部分的伸长)，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹板中的滑动等。
试件开始受力时，头部在夹头内的滑动很大，故绘出的拉伸图最初—般是曲线。
对于低碳钢材料，屈服阶段(B-C)常成锯齿形，上屈服点B受到变形和试件形状等的影响较大，下屈服点B则比较稳定，故工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P。
确定屈服载荷Ps时，必须注意观察指针的转动情况，一般规定测力指示首次回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷。
试件拉伸达到最大载荷Pb以前，在标距范围内的变形是均匀的．从最大载荷开始，产生局部伸长和颈缩．细颈出现后，横截面面积迅速减少，继续拉伸所需的载荷也变得小了，直至E点断裂为止．最初在对试件加载时，主动针即随载荷的增加向前转动，同时它还推动另外—个指针(副针)前进。
当达到最大载荷P时，主动指针开始后退，而副针则停留在载荷最大值的刻度上，副针给出的读数即为最大载荷。
铸铁试件在承受拉力变形极小时，就达到最大载荷而突然发生断裂．它没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。
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。
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。
流体力学实验指导书
流体力学实验指导书及实验报告目录（一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验 (1)（二）不可压缩流体恒定流动量定律实验 (4)（三）雷诺实验 (8)（四）文丘里实验 (10)（五）局部水头损失实验 (14)（六）孔口与管嘴出流实验 (17)（七）沿程水头损失实验 (20)（一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验一．实验目的1.掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；2.验证恒定总流的能量方程；3.通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。
二．实验装置：本实验的装置如图1.1所示，图中：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；6.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管；10.实验管道；11.测压点；12.毕托管；13.实验流量调节阀。
三．实验原理：在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面，可以列出进口断面（1）至断面（i）的能量方程式（2,3,,i n =⋅⋅⋅⋅⋅⋅）1i z ++=z +++22111122i i i w i p v p vh g g取121n a a a ==⋅⋅⋅=，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出z+p值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及22v g ，从而即可得到各断面测管水头和总水头。
四．实验方法与步骤：1.熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。
2.打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平（开关几次）。
3．打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测管水头的变化情况。
4.调节阀13开度，待流量稳定后，侧记各测压管液面读数，同时测记实验流量（与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数）。
材料力学实验指导书(低碳钢的拉伸实验)
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L0。
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L0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长度L1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即%100001⨯-=L L L 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%100010⨯-=A A A ψ 式中A0—试样原始横截面积；A1—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 参数原始直径 断口直径 原始标距 拉断后标距 长度（mm ） do=10mm d1= Lo= L1=2. 计算伸长率δ和断面收缩率Ψ%100001⨯-=L L L δ %100010⨯-=A A A ψ3. 在应力应变图中标出屈服极限σs和强度极限σb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。
材料力学实验指导书
材料力学实验指导书1000字一、实验目的1、了解力学性质的测试与测量2、掌握基本的测力与测长仪器的使用方法3、掌握单轴拉伸实验的操作方法与数据处理二、实验仪器与设备1、材料试验机2、应变计与测长仪3、称量设备4、电子计算器三、实验步骤1、准备工作A、计算标称断面积S0B、提取试样C、安装应变计与测长仪2、测量伸长量与负载A、启动材料试验机B、设定实验参数C、调整实验仪器D、按压测试按钮3、实验数据处理A、绘制应力—应变曲线B、获取张应力—伸长率数据四、实验操作规范1、实验师必须熟悉操作手册与工作规程2、操作人员必须了解实验步骤与流程3、操作时必须戴上手套与护目镜4、操作人员对试样的获取、切割及其尺寸要求必须熟悉5、实验计算时必须准确获得数据6、操作人员对于材料题材知识必须有一定了解7、试验操作结束之后必须将设备归位。
五、安全事项1、实验时要始终戴上护目镜2、机器启动前要动手检查是否安装好所有设备3、试样必须安全固定4、试验中不能随意调整测试参数5、实验结束后要关闭所有设备六、注意事项1、测试数据必须准确、详尽、真实2、试验过程必须认真、仔细、谨慎3、要了解材料性质与特性4、应邀请专业人士协助5、对试质不能过度使用七、结果1、应研究数据并得出结果2、结果表明了材料的性质与特征3、结果应反映材料的本质属性本实验实验中心客户向其技术支持人员提供了材料性能测试的详细信息以及试样。
本试验旨在帮助学生了解材料性质和特性，并掌握现代测力测量工具的基本使用。
实验计算的要求是准确和实际的，并反映材料的属性，而不是表面现象。
流体力学实验指导书
流体力学实验指导书与报告实验一：压强测定实验一、压强测定试验 知识点：静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。
1.实验目的与意义1）验证静力学的基本方程；2）学会使用测压管与差压计的量测技能；3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进行测压管的读数；2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程； 4）由等压面原理分析压差值。
3.实验原理1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准面的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p ——水箱中液面压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。
3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。
4.实验仪器与元件实验仪器： 测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯 流体介质：水、油、气 实验装置如下图： 5.实验方法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；2）打开通气阀，保持液面与大气相通。
观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3）液面增压。
关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p；4）液面减压。
关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p。
6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；填入表1中。
流体力学实验指导书
实验一 能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动中各种能量和压头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流速随管径变化的规律。
二、实验原理1、全压头的分析:全压头为静压头与动压头之和，任意两截面间的能量方程为12222121w ,12v p v p Z Z h g 2g g 2g ρρ-++=++- 。
图一所示实验装置中，从实验可以观测到B 截面的全压头低于A 截面的全压头，这符合伯努利方程。
2、A 、B 截面间静压头的分析：由于两截面同处于一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。
这样B 处的流速比A 处小。
设流体从A 流到B 的压头损失为w ,A B h -以A-B 截面列伯努利方程。
22A AB Bw ,A B p v p v ()()h g 2g g 2gρρ-+=++ B A Z Z =22B A A B w ,A B p p v v ()()h g g 2g 2gρρ--=-- 即两截面处的静压头之差是由动压头减小和两截面间的压头损失来决定。
3、C 、D 截面间静压头的分析：出口阀全开时，在C 、D 间列伯努利方程，由于C 、D 截面积相等即动能相等，则： CD C D w ,C D p p ()(Z Z )h g gρρ--=-- C 、D 截面静压头的增大值，决定于)(D C Z Z -和w ,C D h -当)(D C Z Z -大于w ,C D h -时，静压头的增值为正，反之，静压头的增值为负。
4、压头损失的计算：以出口阀全开时，从C 到D 的压头损失w ,C D h -为例,在C 、D 两截面间列伯努利方程得：22C CD DC D w ,C D p v p v Z Z h g 2g g 2gρρ-++=+++ 所以，压头损失的算法之一是用全压头来计算： 22C CD D w ,C DC D p v p v h ()()(Z Z )g 2gg 2g ρρ-⎡⎤=+-++-⎢⎥⎣⎦压头损失的算法之二是用静压头来计算：（D C V V =） C Dw ,C D C D p p h ()(Z Z )g gρρ-=-+- 三、实验装置与设备参数 1、设备参数截面直径()mm以D 截面中心AB CD为基准面()mm第一套142814140=D ZA Z .、B Z 、110=C Z第二套142814140=D ZA Z .、B Z 、120=C Z2、实验装置图一 能量转换实验装置图四、实验方法与注意事项 1、实验方法：（1）向低位水槽灌注一定数量的蒸馏水，关闭水箱进水调节阀门及实验测试导管出口调节阀门，然后启动离心泵。
工程力学指导书
《工程力学》实验指导书实验一拉伸实验一、实验目的1、了解万能材料实验机的结构、工作原理、操作规程及正确使用方法。
2、观察低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的变形规律和破坏现象。
3、测定低碳钢的机械性质：屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ及断面收缩率Ψ；4、测定铸铁的机械性质：强度极限σb。
二、试件本实验试件采用圆棒长试件。
取d0=10，L=100，如图所示：三、实验设备及仪器1、液压式万能材料实验机；2、游标卡尺；四、实验原理及步骤（一）低碳钢的拉伸实验1、实验原理及方法1）屈服极限σs的测定实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。
当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。
记录指针摆动时的最小值为屈服载荷P s,屈服极限σs计算公式为σs=P s/A02）屈服极限σb的测定实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。
试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb 计算公式为：σb=P b/A03）延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定计算公式分别为：δ=(L1-L)/L x 100%Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%L：标距（本实验L=100）L1：拉断后的试件标距。
将断口密合在一起，用卡尺直接量出。
A0：试件原横截面积。
A1：断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
2、实验步骤1）试件准备：量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L；2）按液压万能实验机操作规程1——8条进行；3）加载实验，加载至试件断裂，记录Ps 和Pb ，并观察屈服现象和颈缩现象；4）按操作规程10——14进行；将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1 ，并记录。
（二）铸铁的拉伸实验1、实验原理及方法强度极限σb的测定铸铁没有屈服阶段，其断裂时的载荷读数对应的应力就是强度极限，其计算公式为：σb=P b/A02、铸铁拉伸实验步骤(1)试件准备：量出试件的直径d0;(2)按操作规程进行，记录Pb.实验一低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验报告（一）拉伸实验原始数据记录（二）低碳钢和铸铁的拉伸实验实报实验二、压缩实验一、实验目的1、测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs。
流体力学实验指导书
实验一 雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识．2、掌握测雷诺数的方法．二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时，由于速度不同，产生不同的流动形态－层流和紊流 当流速较小时，液体质点做有条不紊的线状运动，彼此互不混杂，称这种流动状态为层流． 当流速增加到某一定数值后，液体质点在沿管轴方向运动过程中，互相混掺，呈杂乱无章的运动称此流为紊流．运动的流体，受惯性力和粘滞力的作用，当惯性力占主导地位时，一般为紊流．当粘滞力占主导地位时，一般呈现层流．不同的流动类型，具有不同的阻力规律．在层流时水头损失∆P ／γ与平均流速V 成正比，而在紊流时∆P ／γ则于V n 成正比例，其中指数值n 在.１.７５～２.０之间． 判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数R еν/Re Vd =式中：Re ――雷诺数（无因次数） V ――液体断面平均速度（m ／s ） d －－管径 (m)ν――液体的运动粘度系数（㎡／s ）当ν/Re Vd =≤2000时为层流, Re ＞2000为紊流。
由于ρμν/= 所以 μρ/Re Vd =.μ――液体的动力粘度系数，单位是Pa.•s,即（Ｎ•s ／㎡）三、实验设备１、雷诺实验装置１套；２、量筒１个；３、温度计１支；４、秒表１块．四、实验步骤１、试验前的准备工作关闭泄水阀门Ｄ，打开进水阀Ｃ，并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过，以保证水箱中有稳定的水头．２、试验前的观察将阀门Ａ微微开启，同时微开阀门Ｂ，使颜色水与清水同时从玻璃管中流过，调节到颜色水呈一条细线．此时即为层流状态，然后再将阀门Ａ逐渐开大，直至颜色水纹线破碎，并将清水完全掺混，此时为紊流状态．３、由层流到紊流的测试＜１＞调节阀门Ａ，使流动成为层流状态．注意颜色水纹线应达到清晰稳定．＜２＞逐渐地缓缓开启阀门Ａ．同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化．当颜色水纹线开始破碎，分散成许多细线（偶尔出现集中的颜色水线）时，即表示已达到紊流状态，即上临界状态，此时立即停止开启阀门Ａ的工作．＜３＞待水流稳定后，则可用量筒和秒表，应用体积法测定管内流量Ｑ．＜４＞测定水的温度，以便查表确定水的运动粘性系数ν值．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次４、由紊流到层流的测试＜１＞先将管中水流调节到紊流状态．＜２＞逐渐地缓缓关闭阀门Ａ，同时注意玻璃管中段水流状态的变化，当开始出现一条颜色线时，即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态，立即关掉阀门Ａ的工作，并观察颜色水线是否连续稳定．＜３＞待颜色水纹线连续而稳定后，仍用体积法测算管中的流量Ｑ．＜４＞测定水温．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门Ａ时必须缓慢进行，并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行，中间不可逆转．2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响，观察应以中段为准．3、在整个试验过程中要特别注意保持安静，以防环境对试验的干扰．六、实验报告1、对所测数据进行处理，求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下：数据处理：分析误差产生原因：七、实验体会实验二 局部阻力损失测试实验一、实验目的1、 测定管路突然扩大局部阻力系数值，并与理论公式ξ=（D 2/d 2-1）2的计算值比较2、 通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。
土力学实验指导书
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=（m0－1）×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，不得大于2%，取二者的算术平均值。
3、液限、塑限联合测定根据用圆锥仪测得的入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具线性关系的特性，本实验用水电式液、塑限联合测定仪（见图1）测得土在不同含水量时的圆锥入土深度，绘制其关系直线图（见图2），据入土深度在图上找出该试样的液限和塑限。
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。
初中物理力学实验指导书
初中物理力学实验指导书实验目的本实验旨在通过一系列力学实验，让初中生了解力学的基本概念和原理，并通过实际操作提高他们解决力学问题的能力。
实验材料- 弹簧秤- 弹簧- 摆线器- 直尺- 木块- 平衡物体实验步骤实验一：测量物体的质量1. 将弹簧秤固定在桌面上。
2. 用弹簧秤测量不同物体的质量，记录下每个物体的质量。
实验二：测量力的大小1. 将弹簧固定在垂直方向的支架上。
2. 将不同质量的物体挂在弹簧上，并记录下每个物体所产生的弹簧变形。
实验三：测量摆线器的周期1. 将摆线器固定在支架上。
2. 将摆线器拉至一定角度，释放后观察摆线器的摆动，并记录下完整的摆动周期。
实验四：测量木块在斜面上的运动1. 将木块放在斜面上。
2. 逐渐增加斜面的倾角，记录下木块开始滑动的倾角。
实验五：测量力的平衡1. 将一个平衡物体放在桌面上。
2. 在平衡物体上加入不同方向和大小的力，观察平衡物体的状态并记录下结果。
实验结果分析根据实验数据，可以进行如下分析：- 实际测得的物体质量与预期值的误差分析。
- 质量与弹簧变形之间的关系。
- 摆线器摆动周期与摆动角度的关系。
- 木块开始滑动的倾角与斜面的倾斜角度之间的关系。
- 力的平衡状态与作用力和反作用力的关系。
安全注意事项在进行实验时，请注意以下安全事项：1. 操作实验器材时要谨慎，避免损坏或意外伤害。
2. 实验过程中要保持实验区域整洁，避免杂物干扰。
3. 注意身体姿势，避免不慎摔倒或造成扭伤。
4. 在实验过程中要与实验伴侣进行良好的合作，确保安全。
结论通过这些力学实验，初中生可以加深对力学原理的理解，并提高解决力学问题的能力。
在实验过程中要注重实践操作，认真记录数据，并对结果进行分析和总结。
同时，保持良好的实验室安全意识，遵守安全操作规范，确保实验过程的安全性。
流体力学实验指导书
第一节雷诺实验一、实验目的1．观察流体在管道中的两种流动状态；2．测定几种流速状态下的雷诺数，并学会用质量测流量Q方法；3．了解流态与雷诺数的关系，并验证下临界雷诺数Re cr= 2000。
二、实验设备流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺实验管、阀门、颜料水（红墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀、水泵和计量水箱等，此外，还有秒表、水杯、电子称及温度计，如图3-1-1所示。
进水1.稳压水箱2.颜色罐3.实验管4.计量水箱5. 水箱图3-1-1 雷诺实验装置三、实验原理层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混，只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。
当流速较小时，会出现分层有规则的流动状态即层流。
当流速增大到一定程度时，液体质点的运动轨迹是极不规则的，各部分流体互相剧烈掺混，就是紊流。
反之，实验时的流速由大变小，则上述观察到的流动现象以相反程序重演，但由紊流转变为层流的临界流速νcr小于由层流转变为紊流的临界流速νcr´。
称νcr´为上临界流速，νcr为下临界流速。
雷诺用实验说明流动状态不仅和流速ν有关，还和管径d、流体的动力粘滞系数µ、和密度ρ有关。
以上四个参数可组合成一个无因次数，叫做雷诺数，用Re表示。
Re ＝ρνd/µ＝νd／υ（3-1-1）对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re cr表示。
Re cr＝ρνcr d/µ＝2000 （3-1-2）工程上，假设流速时，流动处于紊流状态，这样，流态的判别条件是层流：Re＝ρνd/µ < 2000紊流：Re＝ρνd/µ > 2000四、实验步骤1．实验前准备工作首先，实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵，全开上水阀门，使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水位保持不变，并有少量流体溢流。
m，并作记录。
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实验一金属材料的拉伸和压缩实验一、实验目的1、测定低碳钢材料拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、断后伸长率δ、断面收缩率ψ。
2、测定铸铁材料拉伸和压缩时的强度极限σbt和σbc。
3、观察比较低碳钢和铸铁的破坏过程和破坏特征。
4、熟悉微控电子万能材料试验机和游标卡尺的使用。
二、实验设备和试样1、设备：微控电子万能材料试验机，游标卡尺2、试样：①拉伸试样：采用圆形长比例试样标距L=100mm，直径d=10mm②压缩试样：采用圆柱形试样高度h=30mm，直径d=15mm三、实验步骤拉伸实验1、试样准备①在试样标距段的两端及中间截面处沿两相互垂直方向测量直径各一次，并对每个截面求直径的算术平均值。
选用三个截面中平均直径的最小值计算截面面积。
②将标距段长度用划线机做出标记，并沿标距长度每隔10mm划标记线，以便于观察断口的位置和测量变形。
2、实验机准备①估计载荷，确定载荷在试验机量程范围之内。
②打开试验机钥匙开关；打开计算机主机及显示屏。
③打开控制主程序，联机。
3、装夹试样①将试样轻夹于上、下夹头，使试样沿轴向方向。
②松开上夹头，拧紧下夹头，在微机控制界面中选中试验力清零。
③拧紧上夹头，将试样夹好。
4、录入试验参数①单击“试样录入”，录入试样材料、形状、编号、参数及试验方法等，并保存；②选择已录入的“试验编号”，选择（试验）曲线。
③单击参数设置，设置横梁移动速度、横梁移动方向、初始试验力、断裂百分比及计算结果选项。
④变形清零，位移清零。
5、进行实验单击“实验开始”开启试验机，当试验力达到断裂百分比自动停止试验，并计算结果。
6、结束实验试样断裂后，停车，取出试样，量测试样的断后标距和断后面积。
量测时将试样断后的两段紧密对接在一起，尽量保持两段的轴线位于同一直线内，若断面形成缝隙，则此缝隙也应计入断后标距。
断后标距的量测方法与断面的位置有关，若断面距最近标距端点的距离大于L0/3，则直接测量两标距端点间的距离作为断后标距L1。
若断面距最近标距端点的距离小于或等于L0/3，则采用移位法测量断后标距L 1。
移位法如图所示，在长段上，自断面O 取基本等于短段OA 的格数（格数取为0.5的整数倍）得B 点。
若所余格数为偶数，则自B 点取所余格数的一半得C 点，断后标距长度12L AB BC =+若所余格数为奇数，则自B 点取所余格数减1的一半得C 点，再自B 点取所余格数加1的一半，得C 1点，断后标距长度11L AB BC BC =++断后面积应在试样颈缩截面测量，在颈缩截面沿两相互垂直的方向测量直径各一次，取其算术平均值计算断后面积A 1。
压缩实验1、试样准备在试样中部截面测量两互相垂直方向的直径，并取其算术平均值计算横截面面积A 0。
2、实验机准备①估计载荷，确定载荷在试验机量程范围之内。
②打开试验机钥匙开关；打开计算机主机及显示屏。
③打开控制主程序，联机。
3、装夹试样将试样准确的放置在实验机承压平台的中心位置。
4、录入试样参数 ①单击“试样录入”，录入试样材料、形状、编号、参数及试验方法等，并保存； ②选择已录入的“试验编号”，选择（试验）曲线。
③单击“参数设置”，设置横梁移动速度、横梁移动方向、初始试验力、断裂百分比及计算结果选项。
④变形清零，位移清零。
5、进行实验单击实验开始开启试验机，当试验力达到断裂百分比自动停止试验，并计算结果。
6、结束工作试验结束，取出试样。
退出试验主程序，关闭计算机。
断开试验机电源。
四、数据处理2其中：s s F A σ=b b F A σ= 1%L L L δ-=⨯ 1%A A Aψ-=⨯五、注意事项1、实验前，要仔细阅读实验机操作规程，实验时严格按操作规程进行操作。
2、屈服前加载速度保持慢速。
屈服过后适当加快横梁移动速度。
3、实验中如果出现异常，应马上停机。
实验二金属材料的扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢材料扭转时的屈服极限τs、剪切强度极限τb。
2、测定铸铁材料扭转时的剪切强度极限τb。
3、观察和比较低碳钢和铸铁的破坏特征。
二、实验设备和试样1、设备：微控扭转材料试验机2、试样： L=100mm，d=10mm 的圆形标准试样三、实验步骤1、试样准备在试样标距段的两端及中间截面处，沿两相互垂直方向测量直径各一次，并计算各截面直径的算术平均值。
选用三个截面中平均直径的最小值计算试样截面的扭转截面系数。
2、实验机准备①估计载荷，确定载荷在试验机量程范围之内。
②打开试验机开关；打开计算机主机及显示屏。
③打开控制主程序，联机。
3、装夹试样①将试样轻夹于两夹头上。
②松开主动夹头，拧紧被动夹头。
在控制程序的试验界面中选“扭矩清零”。
③拧紧两夹头，将试样夹好。
4、录入试验参数①选择“参数录入”，单击“增加”，录入试验组编号、形状、日期等数据后保存。
②选中相应试验编号的文件夹，单击“增加”，录入试样序号、尺寸后保存。
③选择试验曲线和试验方向。
5、进行实验单击实验开始开启试验机，当试验力达到断裂百分比自动停止试验，并计算结果。
6、结束工作试验结束后，取出试样。
退出试验主程序，关闭计算机。
断开试验机电源。
四、数据处理12、实验结果其中，对铸铁材料只需计算剪切强度极限对低碳钢应计算真实剪切屈服极限和真实剪切强度极限，表达式可近似写为五、注意事项1、实验前，要仔细阅读实验机操作规程，实验时严格按操作规程进行操作。
2、屈服前加载速度保持慢速。
屈服过后适当加快试验速度。
3、实验中如果出现异常，应马上停机。
b b p M W τ=34s ts pM W τ=34btb pM W τ=实验三 金属材料E 、ν的测定一、实验目的1、测定低碳钢材料的弹性模量E 和泊松比ν。
2、熟悉应变＆力综合测试仪的使用。
3、熟悉液压式万能材料试验机的操作方法。
二、实验设备和试样1、设备：液压式万能材料实验机，应变＆力综合测试仪2、试样：贴有应变计的矩形截面试样 A=604mm 2三、实验原理和方案测定弹性模量和泊松比通常采用线弹性范围内的拉伸实验，此时t lεσE , νεε==实验采用矩形试样，在试样表面（正、反两面）各贴一枚直角应变花，如图所示。
将四枚应变计接入应变＆力综合测试仪，接线方式为单臂工作半桥连接、共用温度补偿计，当试样受到轴向载荷时，利用这四枚应变计可以测出试样上的轴向应变εl 和横向应变εt 。
实验采用分级加载，载荷增量为5kN ，初载荷取为满量程的15%，共加8级载荷。
为避免可能的弯曲变形的影响，取正、反两面的应变计读数的平均值作为计算弹性模量和泊松比的依据，数据处理采用拟合法。
弹性模量 ()22liillilεσk εσE εk ε-=-∑∑ 只有当拟合直线的斜率变度系数V ＜2%时，所得弹性模量E 有效。
()122112100V k %γ⎡⎤⎛⎫=--⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦其中()()()222222li i li i li i li i εσεσγεσεσk k k ⎧⎫⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎪⎪⎢⎥⎢⎥=---⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭∑∑∑∑∑∑∑ 泊松比 ()22ti li t llilεεk εενεk ε-=-∑∑lil kεε=∑tit εεk=∑当该拟合直线的斜率变度系数V ＜2%时，所得泊松比有效。
变度系数的表达式可仿照前式得到。
4)3) hb四、实验步骤1、打开应变仪电源，预热40分钟。
2、打开实验机电源。
根据最大载荷的大小选择合适的测力度盘和摆锤。
3、消除液压式万能材料实验机平台的自重①试样加在上夹头，打开油泵，开送油阀使工作平台上升一段距离（1-2cm）；②调整摆杆处于铅垂位置；③调整示力度盘指针对零。
4、调整实验机下夹头至合适的位置，将试样夹好。
5、按单臂工作半桥方式将应变计导线与应变仪连接。
6、修正应变仪灵敏系数①在测量界面下，按功能换挡键“SHIFT”，再按“K（S）/测量”键；②按数字键（或增减键）对当前K值进行修改；③按“K（A）/巡检”键，仪器所有测点的K值被修改为与当前测点相同。
④按“K（S）/测量”键返回测量界面7、调整应变仪各工作通道调平衡按“SHIFT”键，再按“总清/清零”键，则各通道自动调零。
8、请教师检查上述步骤的完成情况。
然后开动实验机逐级加载至终值，并逐级记录各应变计的读数。
9、卸载为零，关闭实验机和应变仪，将实验机和应变仪恢复原样。
五、数据处理六、注意事项1、本实验是在线弹性范围内加载，切忌载荷超过比例极限。
加载速度要慢，尤其在最初加载时要控制加载速度，避免突然加载的情况发生。
2、实验开始后，应避免挪动应变仪和触碰测量导线，以免应变读数发生变化。
实验四 金属材料的弯曲实验一、实验目的1、测量弯曲变形时的正应力分布，并与理论值比较以验证弯曲正应力公式。
2、熟悉应变＆力综合测试仪的使用。
二、实验设备1、材料力学综合实验架2、应变＆力综合测试仪三、实验原理和方案本实验采用承受对称载荷的低碳钢矩形截面梁（如图）。
梁的中段为纯弯曲，在中间截面上等距粘贴五枚应变计。
将五枚应变计接入静态电阻应变仪，接线方式为单臂工作半桥连接、共用温度补偿计。
当梁承受载荷时，可测得各应变计的读数，然后根据胡克定律计算出各点的应力。
实验采用增量法，载荷F 的增量为1kN ，共加4级载荷。
数据处理采用增量法E σε∆=∆四、实验步骤1、打开仪器电源；预热40分钟。
2、将测力传感器与应变＆力综合测试仪连接。
3、选择测力输出单位①按“测力标定”键，表头显示L ；②用数字1(t)、2(kN)、3(kg)、4(N)选择单位，相应指示灯亮； ③按“NEXT”键保存设置。
④按“K （S ）/测量”键，回到测量界面。
4、测力输出初始清零按“SHIFT”，再按“测力标定”键，对传感器初始值清零。
5、按单臂工作半桥方式将应变计导线与应变仪连接。
6、修正应变仪灵敏系数①在测量界面下，按功能换挡键“SHIFT ”，再按“K （S ）/测量”键； ②按数字键（或增减键）对当前K 值进行修改；③按“K （A ）/巡检”键，仪器所有测点的K 值被修改为与当前测点相同； ④按“K （S ）/测量”键返回测量界面。
7、调整应变仪各工作通道调平衡按“SHIFT ”键，再按“总清/清零”键，则各通道自动调零。
8、请教师检查上述步骤的完成情况。
然后逐级加载至终值，并逐级记录各应变计的读数。
62020409、试验结束后，卸载，拆除应变计测量导线，将仪器恢复原样。
五、数据处理六、注意事项实验开始后，应避免挪动应变仪和触碰测量导线，以免应变读数发生变化。
实验五 弯扭组合变形的主应力测定一、实验目的1、测定平面应力状态下一点的主应力大小和主方向。
2、学习电阻应变花的应用。
3、熟悉应变＆力综合测试仪的使用。
二、实验设备1、材料力学综合实验架2、应变＆力综合测试仪三、实验原理和方案平面应力状态可以用两个主应力和一个主方向描述，利用三栅应变花可测得三个方向的线应变，再由平面应变分析和广义胡克定律即可确定测点的主应力和主方向。