1、材料力學實驗 力學性能試驗一、拉伸試驗二、壓縮試驗三、剪切試驗四、扭轉試驗 應力分析實驗電測法基本原理五、矩形截面梁的純彎曲六、薄壁圓筒的彎扭組合變形材料力學實驗 力學性能試驗 應力分析實驗一、試驗目的1測定低碳鋼拉伸彈性模量E；2測定低碳鋼拉伸力學性能(ss、 sb 、 d、 y )；3測定灰鑄鐵抗拉強度sb。二、試驗儀器1萬能材料試驗機；2引伸儀；3游標卡尺。拉 伸 試 驗一、試驗目的1測定低碳鋼拉伸彈性模量E；2測定低碳鋼拉伸標點 l0標距d0三、試樣1材料類型 低碳鋼： 灰鑄鐵：2標準試樣：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表標距：等截面測試部分長度尺寸符合國標的試樣試驗機讀數(shù)表盤主動

2、指針：反映載荷瞬時大??；被動指針：反映最大載荷；拉 伸 試 驗標點 l0標距d0三、試樣1材料類型2標準試樣：塑性材料拉 伸 試 驗1)圓形截面2)矩形截面l0=10d0l0= 5d0l0tb或拉 伸 試 驗1)圓形截面2)矩形截面l0=10d0l四、試驗原理1低碳鋼拉伸彈性模量EOFDlDF l F Dl等量逐級加載法：DFd(Dl)1d(Dl)2拉 伸 試 驗四、試驗原理1低碳鋼拉伸彈性模量EOFDlDF l F2測定低碳鋼拉伸機械性能(ss、 sb 、 d、 y )O FDlFeFpFsFb線彈性階段屈服階段強化階段頸縮階段屈服點：抗拉強度：冷作硬化伸長率：斷面收縮率：拉 伸 試 驗2測

3、定低碳鋼拉伸機械性能(ss、 sb 、 d、 y )O低碳鋼拉伸試驗現(xiàn)象：低碳鋼拉伸試驗動畫：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起拉 伸 試 驗低碳鋼拉伸試驗現(xiàn)象：低碳鋼拉伸試驗動畫：屈服：頸縮：斷裂：t3測定灰鑄鐵抗拉強度 sbOFDl抗拉強度：Fb灰鑄鐵拉伸試驗動畫：拉 伸 試 驗3測定灰鑄鐵抗拉強度 sbOFDl抗拉強度：Fb灰鑄鐵拉伸一、試驗目的1測定低碳鋼壓縮屈服點ssc；2測定灰鑄鐵抗壓強度sbc。二、試驗儀器 萬能材料試驗機。三、試樣標準試樣：d0h0粗短圓柱體：h0=13d0壓 縮 試 驗一、試驗目的1測定低碳鋼壓縮屈服點ssc；2測定灰鑄鐵抗四、試驗原理1測定低碳鋼壓縮屈服點ssc

4、O FDlFsc壓縮屈服點：拉伸試驗壓 縮 試 驗四、試驗原理1測定低碳鋼壓縮屈服點sscO FDlF低碳鋼壓縮試驗現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。壓 縮 試 驗低碳鋼壓縮試驗現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力2測定灰鑄鐵抗壓強度sbcOFDl強度極限：拉伸試驗Fbc灰鑄鐵壓縮試驗現(xiàn)象：tmax引起壓 縮 試 驗2測定灰鑄鐵抗壓強度sbcOFDl強度極限：拉伸試驗Fbc一、試驗目的1測定低碳鋼名義抗切強度tb；2測定灰鑄鐵名義抗切強度tb。二、試驗儀器 1萬能材料試驗機；三、試樣試樣：剪 切 試 驗 2剪切器。一、試驗目的1測定低碳鋼名義抗切強度

5、tb；2測定灰鑄鐵名四、試驗原理名義抗切強度：雙剪：試件有兩個剪切面Fb剪 切 試 驗四、試驗原理名義抗切強度：雙剪：試件有兩個剪切面Fb剪 切低碳鋼剪切試驗現(xiàn)象：灰鑄鐵剪切試驗現(xiàn)象：剪切、擠壓、彎曲引起彎曲拉應力引起剪 切 試 驗低碳鋼剪切試驗現(xiàn)象：灰鑄鐵剪切試驗現(xiàn)象：剪切、擠壓、彎曲引起一、試驗目的1測定低碳鋼切變模量G；2測定低碳鋼屈服切應力ts、抗切強度tb；3測定灰鑄鐵抗切強度tb；二、試驗儀器1扭轉試驗機；2扭角儀。4分析比較低碳鋼和灰鑄鐵兩種材料的破 壞情況。扭 轉 試 驗一、試驗目的1測定低碳鋼切變模量G；2測定低碳鋼屈服切應三、試樣1測低碳鋼G采用自制試樣：dl2測低碳鋼ts

6、、tb、灰鑄鐵tb采用標準試樣：d0扭 轉 試 驗三、試樣1測低碳鋼G采用自制試樣：dl2測低碳鋼ts、t四、試驗原理1低碳鋼切變模量GOTjdbalFFDd等量逐級加載法：扭 轉 試 驗四、試驗原理1低碳鋼切變模量GOTjdbalFFDd等量逐2測定低碳鋼屈服切應力ts、抗切強度tbO TjTbTsT TsrdrT= Ts屈服切應力：抗切強度：T= Tbtststbtb扭 轉 試 驗2測定低碳鋼屈服切應力ts、抗切強度tbO TjTbTs低碳鋼扭轉試驗現(xiàn)象：低碳鋼扭轉試驗動畫：屈服：tmax引起斷裂：扭 轉 試 驗低碳鋼扭轉試驗現(xiàn)象：低碳鋼扭轉試驗動畫：屈服：tmax引起斷3測定灰鑄鐵抗切強

7、度tb抗切強度：O TjTb灰鑄鐵扭轉試驗現(xiàn)象：斷裂：灰鑄鐵扭轉試驗動畫：拉應力引起扭 轉 試 驗3測定灰鑄鐵抗切強度tb抗切強度：O TjTb灰鑄鐵扭轉一、電阻應變片引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗發(fā)現(xiàn)：l應變片F(xiàn)Fl+DlK電阻應變片的 靈敏度系數(shù)應變片：將力學量(應變)轉換為 電量(電阻)的傳感器電阻應變片種類：絲式(繞線式)、箔式、半導體式電測法基本原理一、電阻應變片引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗發(fā)現(xiàn)：l應變片F(xiàn)二、電阻應變儀應變測量原理：利用電橋平衡測量電阻改變，從而進一步得到應變。BADCER1R2R3R4電橋平衡(UBD=0)：若R1R4為四個阻值相同應變片，受力后，BD間電壓改變

8、為：電測法基本原理二、電阻應變儀應變測量原理：利用電橋平衡測量電阻改變，BAD兩種接法中的應變片型號、阻值盡可能相同或接近，固定電阻與應變片阻值也應接近。1電橋接法：由于溫度對電阻值變化影響很大，利用電橋特性，可以采用適當?shù)姆椒ㄏ@種影響。三、電橋接法及溫度補償2溫度補償：全橋接法(四個電阻均為應變片)；半橋接法(R1、R2為應變片， R3、R4為固定電阻)電測法基本原理兩種接法中的應變片型號、阻值盡可能相同或接近，固定電阻與應變BADCER1R2R3R4工作片溫度補償片固定電阻相同應變片R1、R2，R1貼在構件受力處，R2貼在附近不受力處，環(huán)境溫度對R1、R2引起的阻值變化相同，為DRT，

9、則電測法基本原理BADCER1R2R3R4工作片溫度補償片固定電阻相同應變片F(xiàn)F1單向應力狀態(tài)四、幾種常見應力狀態(tài)下的布片方式及應力計算軸向拉壓、純彎曲、橫力彎曲上下緣FFR1R2R1R2溫度自補償，測量電壓得到有效放大：電測法基本原理FF1單向應力狀態(tài)四、幾種常見應力狀態(tài)下的布片方式及應力計2已知主應力方向的二向應力狀態(tài)扭轉、橫力彎曲的中性軸、均勻內壓的薄壁圓筒R1R245o45o沿已知主應力方向貼片，采用溫度自補償?shù)陌霕蚪臃姕y法基本原理2已知主應力方向的二向應力狀態(tài)扭轉、橫力彎曲的中性軸、均勻3不知主應力方向的二向應力狀態(tài)45o3應變花：90o0o45o電測法基本原理3不知主應力方向的二

10、向應力狀態(tài)45o3應變花：90o0o120o0o60o60o3應變花：電測法基本原理120o0o60o60o3應變花：電測法基本原理2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀。一、實驗目的1測定純彎曲下矩形截面梁橫截面上正應力的 分布規(guī)律，并與理論值比較；2熟悉電測法基本原理和電阻應變儀的使用。二、實驗儀器1純彎曲試驗裝置；矩形截面梁的純彎曲2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀。一、實驗目的1三、試驗原理1結構示意圖及理論值計算hbFF/2F/2aa+-FQF/2F/2MFa/2+mmmm截面：純彎曲zy矩形截面梁的純彎曲三、試驗原理1結構示意圖及理論值計算hbFF/2F/2aa2布片示意圖

11、及試驗值0011112222溫度補償片DF3等量逐級加載法：矩形截面梁的純彎曲2布片示意圖及試驗值0011112222溫度補償片一、試驗目的1用電測法測定平面應力狀態(tài)下一點主應力的 大小及方向；2測定薄壁圓管在彎扭組合變形作用下，分別 由彎矩、剪力和扭矩所引起的應力。二、試驗儀器1彎扭組合試驗裝置；2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀。薄壁圓筒的彎扭組合變形一、試驗目的1用電測法測定平面應力狀態(tài)下一點主應力的2測三、試驗原理1結構示意圖alFIII-I截面dDI-I截面內力：薄壁圓筒的彎扭組合變形三、試驗原理1結構示意圖alFIII-I截面dDI-I截面2布片示意圖ABCDA、B、C、D四

12、點各貼-45o、0o、45o應變花DR12R11R10CR9R8R7BR6R5R4AR3R2R1約定藍線應變片為-45o ，白線為0o ，綠線為45o薄壁圓筒的彎扭組合變形2布片示意圖ABCDA、B、C、D四點各貼-45o、0o、主應力大?。褐鲬Ψ较颍篴是主應力與圓管軸線的夾角3等量逐級加載法4指定點(B、D)的主應力大小及方向共用溫度補償片的半橋接法，一個載荷水平下分別測B、D兩點6個應變片的應變值1)實驗值：薄壁圓筒的彎扭組合變形主應力大小：主應力方向：a是主應力與圓管軸線的夾角3等量逐2)理論值(以B點為例)：Bsstt內力應力按平面應力狀態(tài)分析得到：s1、 s2、 s3、 a0分別與

13、試驗值比較薄壁圓筒的彎扭組合變形2)理論值(以B點為例)：Bsstt內力應力按平面應力狀態(tài)分5彎矩、扭矩及剪力各自引起應力的測量1)由于電橋特性均可以自補償，不需要溫度補償片2)彎矩M對應的正應力測量BADCR5R11取圓筒上下(B、D)兩點0o應變片接成半橋線路薄壁圓筒的彎扭組合變形5彎矩、扭矩及剪力各自引起應力的測量1)由于電橋特性均可以3)扭矩T對應的切應變測量取圓筒前后(A、C)兩點-45o、 45o四個應變片接成全橋線路BADCR3R1R7R9R3R1AR7R9CFQTAC薄壁圓筒的彎扭組合變形3)扭矩T對應的切應變測量取圓筒前后(A、C)兩點-45o、由胡克定律得薄壁圓筒的彎扭組合變形由胡克定律得薄壁圓筒的彎扭組合變形4)剪力FQ對應的切應變的測量仍取A、C兩點-45o、 45o四個應變片接成全橋線路，與3)不同在于R9、R7換位BADC