《材料力学》实验.ppt

材料力学 试验 一 拉伸试验二 压缩试验 四 组合变形试验 三 纯弯曲试验 一 试验目的 1 测定低碳钢拉伸弹性模量E 2 测定低碳钢拉伸机械性能 ss sb d y 3 测定灰铸铁拉伸强度sb 二 试验仪器 1 万能材料试验机 2 杠杆引伸仪 3 游标卡尺 拉伸试验 三 试件 1 材料类型 低碳钢 灰铸铁 2 标准试件 塑性材料的典型代表 脆性材料的典型代表 标距 用于测试的等截面部分长度 尺寸符合国标的试件 圆截面试件标距 L0 10d0或5d0 拉伸试验 四 试验原理 1 低碳钢拉伸弹性模量E 等量逐级加载法 拉伸试验 2 测定低碳钢拉伸机械性能 ss sb d y 屈服极限 强度极限 延伸率 断面收缩率 拉伸试验 低碳钢拉伸试验现象 屈服 颈缩 断裂 tmax引起 拉伸试验 3 测定灰铸铁拉伸机械性能sb 强度极限 拉伸试验 一 试验目的 1 测定低碳钢压缩屈服极限ss 2 测定灰铸铁压缩强度极限sb 二 试验仪器 万能材料试验机 三 试件 标准试件 粗短圆柱体 h0 1 3d0 压缩试验 四 试验原理 1 测定低碳钢压缩屈服极限ss 屈服极限 压缩试验 低碳钢压缩试验现象 低碳钢压缩变扁 不会断裂 由于两端摩擦力影响 形成 腰鼓形 压缩试验 2 测定灰铸铁压缩强度极限sb 强度极限 灰铸铁压缩试验现象 tmax引起 压缩试验 一 试验目的 1 测定低碳钢名义剪切强度极限tb 2 测定灰铸铁名义剪切强度极限tb 二 试验仪器 万能材料试验机 剪切器 三 试件 试件 剪切试验 四 试验原理 名义剪切强度极限 双剪 试件有两个剪切面 剪切试验 低碳钢剪切试验现象 灰铸铁剪切试验现象 剪切 挤压 弯曲引起 弯曲拉应力引起 剪切试验 一 试验目的 1 测定低碳钢剪切弹性模量G 2 测定低碳钢剪切屈服极限ts 剪切强度极限tb 3 测定灰铸铁剪切强度极限tb 二 试验仪器 1 扭转试验机 2 扭角仪 4 分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破坏情况 扭转试验 三 试件 1 测低碳钢G采用自制试件 2 测低碳钢ts tb 灰铸铁tb采用标准试件 扭转试验 四 试验原理 1 低碳钢剪切弹性模量G 等量逐级加载法 扭转试验 2 测定低碳钢剪切屈服极限ts 剪切强度极限tb 剪切屈服极限 剪切强度极限 扭转试验 低碳钢扭转试验现象 屈服 tmax引起 断裂 扭转试验 3 测定灰铸铁剪切强度极限tb 剪切强度极限 灰铸铁扭转试验现象 断裂 拉应力引起 扭转试验 一 电阻应变片 由试验发现 k 电阻应变片的灵敏度系数 应变片 将机械量 应变 转换为电量 电阻 的传感器 电阻应变片种类 丝式 绕线式 箔式 半导体式 电测法基本原理 二 电阻应变仪 应变测量原理 利用电桥平衡测量电阻改变 从而进一步得到应变 电桥平衡 UBD 0 若R1 R4为四个阻值相同应变片 受力后 BD间电压改变为 电测法基本原理 两种接法中的应变片型号 阻值尽可能相同或接近 固定电阻与应变片阻值也应接近 1 电桥接法 由于温度对电阻值变化影响很大 利用电桥特性 可以采用适当的方法消除这种影响 三 电桥接法及温度补偿 2 温度补偿 全桥接法 四个电阻均为应变片 半桥接法 R1 R2为应变片 R3 R4为固定电阻 电测法基本原理 相同应变片R1 R2 R1贴在构件受力处 R2贴在附近不受力处 环境温度对R1 R2引起的阻值变化相同 为DRT 则 电测法基本原理 1 单向应力状态 四 几种常见应力状态下的布片方式及应力计算 轴向拉压 纯弯曲 横力弯曲上下缘 温度自补偿 测量电压得到有效放大 电测法基本原理 2 已知主应力方向的二向应力状态 扭转 横力弯曲的中性轴 均匀内压的薄壁圆筒 沿已知主应力方向贴片 还采用半桥接法 工作片通过转换开关轮流接入电桥测量 温度补偿只需一片 电测法基本原理 3 不知主应力方向的二向应力状态 45o 3应变花 电测法基本原理 60o 3应变花 电测法基本原理 2 YJ28A PIOR型静态数字电阻应变仪 一 试验目的 1 测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的分布规律 并与理论值比较 2 熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用 二 试验仪器 1 纯弯曲试验装置 矩形截面梁的纯弯曲 三 试验原理 1 结构示意图及理论值计算 m m截面 纯弯曲 矩形截面梁的纯弯曲 2 布片示意图及试验值 3 等量逐级加载法 矩形截面梁的纯弯曲 一 试验目的 1 用电测法测定平面应力状态下一点主应力的大小及方向 2 测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下 分别由弯矩 剪力和扭矩所引起的应力 二 试验仪器 1 弯扭组合试验装置 2 YJ28A PIOR型静态数字电阻应变仪 薄壁圆管弯扭组合变形 三 试验原理 1 结构示意图 薄壁圆管弯扭组合变形 I I截面内力 2 布片示意图 A B C D四点各贴 45o 0o 45o应变花 薄壁圆管弯扭组合变形 约定蓝线应变片为 45o 白线为0o 绿线为45o 主应力大小 主应力方向 a是主应力与圆管轴线的夹角 薄壁圆管弯扭组合变形 3 等量逐级加载法 4 指定点 B D 的主应力大小及方向 共用温度补偿片的半桥接法 一个载荷水平下分别测B D两点6个应变片的应变值 1 试验值 薄壁圆管弯扭组合变形 2 理论值 以B点为例 内力 应力 按平面应力状态分析得到 s1 s2 s3 a0分别与试验值比较 薄壁圆管弯扭组合变形 5 弯矩 扭矩及剪力各自引起应力的测量 1 由于电桥特性均可以自补偿 不需要温度补偿片 2 弯矩M引起正应力的测量 取圆筒上下 B D 两点0o应变片接成半桥线路 薄壁圆管弯扭组合变形 3 扭矩Tn引起剪应变的测量 取圆筒前后 A C 两点 45o 45o四个应变片接成全桥线路 A C 薄壁圆管弯扭组合变形 由虎克定律得 薄壁圆管弯扭组合变形 4 剪力Q引起剪应变的测量