《工程力学》实验指导书

1、力 学实验指导书班 级： 学 号： 姓 名： 西南林业大学结构实验中心前 言材料力学实验是工程力学、材料力学课程的一个重要环节。通过这一环节，使同学们学到测定材料力学性能的实验的基本知识，基本技能和基本方法，了解实验应力分析的基本概念，初步掌握验证材料力学理论的方法，对培养同学们的动手能力、综合分析能力、科学习惯和创新能力十分重要。材料力学实验的主要目的：1、材料的力学性能测定 材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限、持久极限以及材料的弹性性能，如比例极限、弹性模量等，都是设计中的基本参数和依据，而这些参数一般要通过实验来测定。随着材料科学的进展，各种新型合金材料、复合材料不断出现，研究合成

2、每一种新型材料首要的任务也是力学性能的测定。2、验证已建立的理论 材料力学的一些理论是以假设为基础导出的，例如梁的弯曲理论就是以平面假设为基础的。用实验验证这些理论的正确性和适用范围，可加深对理论的认识和理解。对力学中新建立的理论和公式，必须要用实验来验证。3、应力分析的电测法 电阻应变测量是工程中广泛使用的方法之一，可以测量材料常数，可以验证理论，特别对形状不规则、受力复杂没有理论解的物件，可用此方法来测定其应变，应力值。用电测法可开发许多设计性实验、综合性实验，为学生创造性学习提供广阔空间。4、通过实验掌握材料力学实验的基本方法和测试技术。在进行实验的同学们应注意一下几点：1、遵守学校实验

3、室的规章制度，听从实验老师的布置和安排，严格按实验、设备的操作顺序进行，确保实验的人机安全；2、注意了解实验条件和观察实验中的各种关系现象，因为各种现象和实验条件都与材料的性能和实验结果有着密切的关系；3、尽可能将观察到的实验现象与学过的理论知识结合起来，用理论解释实验现象，以实验结果验证理论，这样才能对材料力学中的公式、理论理解得更深刻；4、了解实验设备及仪表使用的方法，以便正确操作；5、在填写实验报告及回答思考题时，要真正通过自己的思考，以求得对问题的深入了解；6、根据教学安排，实验前先复习教材并预习实验指导书中的有关内容。使实验有较大的收获。实验一、低碳钢、铸铁拉伸时力学性能的测定一、

4、试验目的1. 测定低碳钢拉伸时的屈服极限s,强度极限b，延伸率、截面收缩率和铸铁的抗拉强度b。2. 观察金属材料在拉伸过程中的各种力学现象。3. 比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸性能的差别。二、 试验设备及试样1. 微机控制液压万能试验机。2. 游标卡尺。3. 试件 微机控制液压万能试验机全貌三、 试件试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有影响，为了使试验结果具有通用性，必须将试件尺寸、形状和试验方法统一规定。使试验标准化，便于各种材料的力学性能试验结果相互比较，我们要用的试件按国家标准制作。见国家标准金属拉伸试验试样（GB639786）及金属材料拉伸试验方法（GB228-87）.

5、形状如图1-1所示,圆形截面试样由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度L称为试样的标距，按试样的标距与横截面面积之间的关系，分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取或，其中，前者称为长比例试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。定标距试样的与之间无上述比例关系。过渡部分用圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。图1-1 四、 试验原理与方法 材料的机械性能指标s、b、和由常温、静载下的拉伸破坏试验确定。整个试验过程中，力与变形的关系可由拉伸图表示，试

6、验机可自动在计算机上绘出测试材料的拉伸图.低碳钢力学性能的测定（1）强度性能指标屈服应力（屈服点）塑性试样在拉伸过程中载荷不增加而试样仍能继续产生变形时的载荷（即屈服载荷）除以原始横截面面积所得的应力值，即 （1-1）抗拉强度试样在拉断前所承受的最大载荷除以原始横截面面积所得的应力值，即 （1-2）低碳钢是具有明显屈服现象的塑性材料，在均匀缓慢的加载过程中，当计算机上力读数发生波动时所显示的最小载荷（下屈服载荷）即为屈服载荷，此时试件表面出现与轴线相交的45°滑移线。试样超过屈服载荷后，再继续缓慢加载直至试样被拉断，计算机上的峰值显示最大载荷即为极限载荷。当载荷达到最大载荷后，力读数

7、减小，此时可以看到，在试样的某一部位局部变形加快，出现颈缩现象，随后试样很快被拉断。（2）塑性性能指标伸长率拉断后的试样标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，即 （1-3）式中：为试样的原始标距；为将拉断的试样对接起来后两标点之间的距离。试样的塑性变形集中产生在颈缩处，并向两边逐渐减小。因此，断口的位置不同，标距部分的塑性伸长也不同。若断口在试样的中部，发生严重塑性变形的颈缩段全部在标距长度内，标距长度就有较大的塑性伸长量；若断口距标距端很近，则发生严重塑性变形的颈缩段只有一部分在标距长度内，另一部分在标距长度外，在这种情况下，标距长度的塑性伸长量就小。因此，断口的位置对所测得的伸长率有

8、影响。为了避免这种影响，国家标准GB22887对的测定作了如下规定。试验前，将试样的标距分成十等分。若断口到邻近标距端的距离大于，则可直接测量标距两端点之间的距离作为。若断口到邻近标距端的距离小于或等于，则应采用移位法（亦称为补偿法或断口移中法）测定：在长段上从断口点起，取长度基本上等于短段格数的一段，得到点，再由点起，取等于长段剩余格数（偶数）的一半得到点（见图1-2（a）；或取剩余格数（奇数）减1与加1的一半分别得到点与点（见图1-2（b）。移位后的分别为：或。测量时，两段在断口处应紧密对接，尽量使两段的轴线在一条直线上。若在断口处形成缝隙，则此缝隙应计入内。如果断口在标距以外，或者虽在标

9、距之内，但距标距端点的距离小于，则试验无效。（a）（b）图1-2 测的移位法断面收缩率拉断后的试样在断裂处的最小横截面面积的缩减量与原始横截面面积的百分比，即式中：为试样的原始横截面面积；为拉断后的试样在断口处的最小横截面面积。(3).测定灰铸铁拉伸时强度性能指标灰铸铁在拉伸过程中，当变形很小时就会断裂，计算机上最大载荷除以原始横截面面积所得的应力值即为抗拉强度，即图13、14分别为低碳钢和铸铁的拉伸图 图13 图14五、试验步骤1. 顺序开机（即显示器打印机计算机工控机），运行试验软件，进入联机状态。2. 进入试验窗口，选择设置好的试验方案。3. 输入试验用户参数。4. 装好合适的夹块，根据

10、试样长度点击升降键调整下横梁位置。5. 启动油泵电机，把转换开关打到“夹头”档。6. 先夹紧试样的一端，然后升降下横梁到适当位置，力值清零（清除横梁和试样或其它附件的自重），最后夹紧试样的另一端。试样夹紧后把转换开关打到“油缸”档，位移或变形值清零。装夹电子引伸计（据试验方案而定）。7. 点击试验窗口的“运行”按扭，进入试验状态，顺时针旋转手动阀手轮进行加荷，直到试样断裂，试验结束，油泵电机自动停止。8. 把转换开关打到“夹头”档，启动油泵，取下试样，再逆时针旋转手动阀手轮，使活塞退回到低。注意事项!1. 在装夹块时，油泵电机切勿启动，并让机器处于断电状态。2. 夹持部分要足够长，否则，容易对

11、夹块造成损坏。3. 装夹电子引伸计时，一定要保证上下两个韧口和试样垂直，手拿两个测量臂不要捏得太紧。实验二 压缩试验一、 实验目的1. 测定低碳钢压缩时的强度性能指标：屈服应力。2. 测定灰铸铁压缩时的强度性能指标：抗压强度。3. 绘制低碳钢和灰铸铁的压缩图，比较低碳钢与灰铸铁在压缩时的变形特点和破坏形式。二、实验设备和仪器1.微机控制液压万能试验机。2.游标卡尺。3.试样三、实验试样按照国家标准GB731487金属压缩试验方法，金属压缩试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆柱体试样、正方形柱体试样和板状试样三种。其中最常用的是圆柱体试样和正方形柱体试样，如图21所示。根据试

12、验的目的，对试样的标距作如下规定：的试样仅适用于测定；（或）的试样适用于测定、和；（或）的试样适用于测定和。其中（或）。 （a） （b）图21 压缩试样，（a）圆柱体试样；（b）正方形柱体试样。对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB639786。四、实验原理与方法1.测定低碳钢压缩时的强度性能指标低碳钢在压缩过程中，当应力小于屈服应力时，其变形情况与拉伸时基本相同。当达到屈服应力后，试样产生塑性变形，随着压力的继续增加，试样的横截面面积不断变大直至被压扁。故只能测其屈服载荷，屈服应力为式中：为试样的原始横载面面积。2.测定灰铸铁压缩时的强度性能指标灰铸铁在压缩过程中，当试样的变形很

13、小时即发生破坏，故只能测其破坏时的最大载荷，抗压强度为图22、23分别是低碳钢和铸铁压缩图图22 图23五、实验步骤1. 前1至3步同拉伸试验。2. 根据试样的尺寸调整压缩空间，使试样离上压板空隙距离20毫米以上。3. 转换开关保持在“油缸”档，顺时针旋转手动阀手轮，使活塞上升，当试样与上压板快接近时，手动阀手轮逆时针回退一点，使活塞位置基本保持，力值清零。4. 点击试验窗口的“运行”按扭，顺时针旋转手动阀手轮进行加荷，直到试验结束。5. 逆时针旋转手动阀，使油缸活塞退回到低，取下试样。6. 按前步骤继续下一个试验。六、注意事项!1. 下压板上有若干圈刻度线，试样应放在下压板的中间位置，以确保

14、试验精度。2. 在做压缩试验时，确保下压板底部的定位块完全进入试台中间的孔中，避免在试台上直接压缩而造成试台的变形甚至损坏。实验三、扭转试验一、实验目的1. 测定低碳钢扭转时的强度性能指标：扭转屈服应力和抗扭强度。2.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度。1. 绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。二、实验设备和仪器1.微机控制扭转试验机。2.扭角测量装置。3.游标卡尺。微机控制扭转试验机三、实验试样按照国家标准GB1012888金属室温扭转试验方法，金属扭转试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。其中最常用的是圆形截面

15、试样，如试验一图1-1所示。通常，圆形截面试样的直径，标距或，平行部分的长度为。若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标距加上两倍直径。试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB1012888。四、实验原理与方法1.测定低碳钢扭转时的强度性能指标试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶矩的增加，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩，低碳钢的扭转屈服应力为式中：为

16、试样在标距内的抗扭截面系数。在测出屈服扭矩后，改用电动加载，直到试样被扭断为止。测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩，低碳钢的抗扭强度为对上述两公式的来源说明如下：低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的图如图3-1所示。当达到图中点时，与成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力，如能测得此时相应的外力偶矩，如图3-2a所示，则扭转屈服应力为经过点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图3-2b所示。若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图3-2c

17、所示的情况，对应的扭矩为图3-1 低碳钢的扭转图 （a） （b） （c）图3-2 低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布（a）；（b）；（c）由于，因此，由上式可以得到无论从计算机上测矩读数上升的情况，还是从计算机自动所绘出的曲线来看，点的位置不易精确判定，而点的位置则较为明显。因此，一般均根据由点测定的来求扭转切应力。当然这种计算方法也有缺陷，只有当实际的应力分布与图3-2c完全相符合时才是正确的，对塑性较小的材料差异是比较大的。从图3-1可以看出，当外力偶矩超过后，扭转角增加很快，而外力偶矩增加很小，近似于一条直线。因此，可认为横截面上的切应力分布如图3-2c所示，只是切应力值比大。根

18、据测定的试样在断裂时的外力偶矩，可求得抗扭强度为3.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标对于灰铸铁试样，只需测出其承受的最大外力偶矩（方法同2），抗扭强度为由上述扭转破坏的试样可以看出：低碳钢试样的断口与轴线垂直，表明破坏是由切应力引起的；而灰铸铁试样的断口则沿螺旋线方向与轴线约成角，表明破坏是由拉应力引起的。五、实验步骤1. 打开扭转机电源开关，启动计算机，使扭转机预热时间不少于10分钟。2. 运行试验软件，设定试验方案，输入试验参数。3. 装夹试样。先按“对正”按键，使两夹头对正，若发现夹头有明显的偏差，请按下“正转”或“反转”按键进行微调。4. 将已装卡盘的试样的一端放入从动夹头的钳口间，扳动

19、夹头的手柄将试样夹紧，按“扭距清零”按键或试验操作界面上的扭距“清零”按扭。5. 推动支座移动，使试样的头部进入主动夹头的钳口间，先按下“试样保护”按键，然后慢速扳动夹头的手柄，直至将试样夹紧。6. 按“扭转角清零”按键，使电脑显示屏上的扭转角显示值为零。7. 将测量辊放在卡盘上。8. 按“运行”键，开始试验。9. 试验结束，松开夹头，取下试样，根据试验的要求，输出、打印试验报告。10. 清理好机器，以及夹头中的铁屑，取下试样，关断电源。六、注意事项!1. 如果打开主机电源后，发现按键操作面板上的红色电源指示灯不亮，请观察急停开关是否按下。2. 推动移动支座移动时，切忌用力过大，以免损坏试样或

20、传感器。实验四 电阻应变测量一、目的 1、初步掌握电阻应变测量的基本原理 2、初步掌握应变片的粘贴技术二、设备及器材 1、电阻应变仪（YE2538程控静态应变仪） 2、电阻应变片、505快干胶、连接导线 3、塑料胶布、砂布三、电阻应变测量简介 电阻应变测量是用电阻应变计（电阻应变片）测定结构或构件表面应变，再根据应力应变关系，确定结构或构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。 在实验应力分析的多种方法中，电测法应用最广泛，其主要优点有：1）测量精度高，可分辨数值为1=10-6的一个微应变2）传感元件小，电测法以电阻应变片为传感元件，它的尺寸可以很小，最小标距可达0.2mm，可粘贴到构件的很小部

21、位上以测取局部应变。利用由电阻应变片组成的应变花，可以测量构件在复杂应力状态下一点的应变状态，应变片质量小，其惯性影响甚微，故能适应高速运转等动态测量。3）测量范围广。电阻应变片能适应高温、低温、高液压下、远距离等各种环境下，在弹性范围内微小应变（位移）的测量。当然，点测法也有局限性，例如，一般情况下，只便于构件表面应变的测量，又如在应力集中的部位，若应力梯度很陡，则测量误差较大。四、电阻应变片 应变片在测量中能将工程结构或构件上的变形，转化成电阻变化。由实验知道，金属电阻丝的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，即 ( 4-1)式中：R电阻值 电阻率 即单位长度、单位面积电阻丝长度 A横截

22、面积。当电阻丝随构件受力变形时，电阻丝长度、横截面积均发生变化，电阻丝阻值也将随之产生变化。在一定范围内，电阻丝单位电阻的变化量R/R与其单位长度的变化量 成正比。即 （4-2）式中：电阻丝变形后产生的电阻变化量 K比例常数，成为灵敏系数应变值，用表示，1=10-6 因此只要测得电阻丝的电阻变化量，通过（4-2）公式即可得到应变值。为测得工程结构或构件上某点的应变，将电阻丝制成电阻应变片（见图4-1），用505粘贴剂等粘贴于测点上，使其与被测物固成一体。当其受力时即可通过应变片测得某点的应变值。除电阻应变片外，目前常用的为箔式应变片，（见图4-2）。 图4-1 图4-2五、应变片测量电路1、应

23、变片测量电路主要是将应变片的电阻变化转化为电压（或电流）信号，一般说来，应变片的电阻变化是很小的，所以测量电路应能精确测量这样小的电阻变化。最为普遍应用的应变测量电路是惠斯通电桥。见（图4-3），四个桥臂上有4片电阻应变片R1 、R2、R3、 R4， 在AC端加上一供桥电压，BD端的对角为输出端，根据不同的使用要求，电桥供桥电压可以是直流电或交流电，输出可是电压或电流，基本原理相同。现以直流供压为例说明输出端电压E的变化规律。从图（4-3）知，从ABC这半个桥看，AB间的电压降为： （4-3） 同样另半桥ADC上的AD间电压为： （4-4）图4-3 输出电压E是与 之间电压之差，（即B、D两点

24、的电位差）。 （4-5）要使电桥平衡，即使测量前输出的值为零，应使 （4-6）如果原来处于平衡的电桥，各臂阻值分别变化、则输出电压可用下式表示： （4-7）在对于电源U左右对称的情况下，（即相邻臂电阻相等的对称电桥）， 时： （4-8）在对于电源U全等的情况下（即四臂电阻相等），时，将（4-2）式代入（4-8）式得 （4-9）由此可以看出测量桥具有相对臂应变相加（即），相邻臂应变相减（）的特性。2、 温度补偿在一般情况下，粘贴于测点处的应变片的电阻除了因变形会引起改变外，还会因温度变化而改变，这包括应变片因温度变化产生的电阻改变量，应变片与结构的线膨胀系数不相等而产生的电阻改变量，即。它也会使

25、电桥失去平衡，使测量结果包含有因温度产生的应变值。严重时，当温度改变1ºC时，一般可产生的虚假应变达几十个。所以，必须排除，这就是温度补偿之目的。利用电桥特点即可进行温度补偿，即补偿片法，若在拉伸试件纵向贴上工作应变片R1，在与试件材质相同且处于同一温度场、但不受力的补偿块上贴上和工作应变片阻值、灵敏系数相同的补偿应变片R2（见图4-4）。R3、R4为仪器精密无感电阻。 （a） （b）图4-4 当温度变化时，R1和R2的电阻变化分别为和 由（4-8）式知，他们对电桥的输出影响将相互抵消，从而达到温度补偿的目的。3、连桥方式 由于测量桥具有相对臂应变相加，相邻臂应变相减的特性。可根据具

26、体情况。合理选择接桥方式将有利于提高读数的灵敏度、实现温度补偿或消除复合受力情况下的不必要的影响。举例如下：（1） 半桥接法（此时）a、 单臂工作片半桥接法如图4-4(a)所示直杆轴向拉伸情况，在纵向贴上工作应变片R1,在补偿块上粘贴温度补偿应变片R2，组成单臂工作片半桥接法，见图4-4（b）此时电压输出为： 此时静态应变仪读数即反映实际应变值实 即实=仪b、相邻臂均为工作片半桥接法如图（4-5）（a）所示选臂梁受力情况，在上下表面纵向相同位置粘贴工作应变片R1、R2，按图（4-5）（b） 接桥方式组成乡邻臂均为工作的半桥接法，可实现R1、R2互相补偿。 电压输出为: 仪=2实 实=1/2仪

27、（a） （b） 图 4-5输出电压提高一倍。（2）如图4-6（a）所示直杆轴向受力情况，在试件的正反两面相同位置粘贴各一纵一横（即互相垂直）共四片电阻应变片R1、R2、R3、R4，按图4-6（b） 的接桥方式组成半桥法，也可实现温度补偿。输出电压为: （a） （b） 图4-6 输出电压提高（1+）倍，可消除弯曲影响。（2） 全桥接法如图4-7（a）所示的扭转拉（压）弯曲复合受力情况，采用见图4-7（b）所示的贴片方案，按图4-7（b）组成全桥连接方式，R1、R2、R3、R4均为工作片，且均互为补偿/电压输出为： （a） （b） 图4-7输出电压提高四倍，能消除拉（压）和弯曲的影响，测出扭转产生

28、的应变。六、电阻应变仪电阻应变仪式一种能将应变片电阻变化量转换成电压（电流）信号，且能把电压（电流）信号放大后并转换成应变输出，或直接读出的仪器和装置。电阻应变仪按可测频率范围可分为:静态、动态、超动态电阻应变仪。目前常用的静态电阻应变仪有：YJ-5型静态电阻应变仪、YJ-18型静态电阻应变仪、YJ-X4型静态电阻应变仪（浙江）、（江苏联能电子技术有限公司）、DH3818型静态电阻应变(应力)测示分析系统（上海东昊测试技术有限公司），现简单介绍YE2538型程控静态电阻应变仪的具体操作YE2538型程控静态电阻应变仪是目前采用集成电路把数据采集、处理、显示、通讯等各种功能集成在一起的新型静态电

29、阻应变仪。能测十二个测点，内同时提供了公共补偿片的接线端子，故每个测点都可通过不同的组桥方式组成全桥、半桥、1/4桥（公共补偿片）的形式。本仪器采用初读数法进行自动平衡。仪器界面如图： 图4-8 仪器下面板 图4-9 仪器上面板一）、应变片连接方式（见图 ）A、全桥(图A、图B)：桥路形式设为4时对应全桥形式；B、半桥(图C、图D)：桥路形式设为2时对应半桥形式：14桥(公共补偿)(图E、图F)：桥路形式设为1时对应14桥形式。注1、单点补偿时，用图D接法，只是此时B、C之间所接为补偿片。2、多点公共补偿时，用图E接法，将工作片接在相应测点的A，B端，并将B，B用特制的相连，将公共补偿片接在补

30、偿片连接端子上。3、多点公共补偿时，如工作片某一端已连接在一起，用图F接法。只需将各测点的A端及补偿片的A端都连接在该公共端上，工作片的另一端接在相应测点的B端，补偿片另一端接在另一补偿片端子上。4、接应变式传感器时，请根据传感器的组桥形式接成全桥或半桥。 图4-10二） 操作步骤：1、打开电源预热30分钟2、设置参数：按R显示R 120，再用数字键设置应变电阻值，设置范围601000。2.1、设置灵敏系数：K显示K 2.00，再用数字键设置应变片灵敏系数，设置范围1.009.99。2.2设置灵敏系数：再用数字键设置桥路形式，设置范围1，2，4。2.3测点设置：择测点110时，直接按数字键，选

31、择测点11、12时，失控010再按1、2键。2.4 按 回到待命状态。3、自动平衡3.1在待命状态按数字键选择点，再按BAL对该点进行自动平衡。仪器将显示该点的平衡量，并将该值存贮在仪器内部。4、测量：按MEAS键对该点进行测量，仪器将显示该点的应变量。5、按 回到待命状态。三）读数图A、C 实际应变量读数值2图B 实际应变量读数值4图D、E、F 实际应变量读数值 附：电测法测应变的实验步骤及注意事项：一、电阻应变片的粘贴及焊接。 1. 用数字万用表检测电阻应变片的阻值，以阻值之间不超过0.5为宜。 2. 接通20W烙铁电源，使其预热。 3. 取1米长导线若干，编好备用。4. 用棉纱蘸取少许工

32、业酒精清理试件上及补偿块上需粘贴应变片的表面。 5. 用小螺刀在玻璃片上调少量505快固胶，粘贴测试片及补偿片。6. 用烙铁涂松香于应变片线端及导线线端，以去除氧化层，然后焊接。 7. 用绝缘胶带使焊点与试件、焊点与补偿块绝缘；并将焊接点固定。 8. 如果测试点较多，则应将各电阻片编号。二、以半桥为例，将测试片接于应变仪某一桥路的AB上，温度补偿片接于该桥路的BC上（YE2538型公共补偿端子）；根据自己的实验方案还可有其它接桥方法。三、应变仪调试平衡 1. 接通应变仪电源。 2. 调节灵敏系数档使其与应变片的灵敏系数相符。 3. 根据接桥方法选择半桥或全桥。4. 根据接桥位置进行通道选择，有

33、LED显示。如数显闪动，则表明外桥接法有问题或输入超过2000微应变；如数显不稳，则表明贴片有问题。四、加载、待载荷稳定后读出应变值（正值表示拉应变、负值表示压应变）。五、实验过程中要注意安全。六、实验完毕，关闭所有仪器，切断电源。整理实验用品如焊丝、松香、烙铁、烙铁架、玻璃片、胶带纸、小螺刀、钢板尺等。清理实验台。实验五 梁的弯曲正应力测试一、实验目的：1. 测定矩形截面直粱承受纯弯曲时的正应力分布。2. 实验结果与理论值比较,验证弯曲正应力公式=My/Iz的正确性。3. 学习电阻应变测量方法二、设备及仪器：1. 多功能组合实验装置一台；2. TS3860型静态数字应变仪一台；。3. 纯弯曲

34、实验梁一根。4. 温度补偿块一块。三、实验装置弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210MPa，泊松比=0.28。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为： （5-2） 式中：M为弯矩；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。由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。当增加压力时，梁的四个受力点处分别增加作用力，如图5-7所示。为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面

35、各点沿轴线方向布置了5片应变片（见图5-7，应变片的灵敏系数K=2.08）（其中：b=20.5mm，h=25.8mm，C=126mm），各应变片的分布为：1#在二分之一h处,2#、3#在上下对称于1#的四分之一h处,4#、5#在弯曲梁的上下表面。如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式，可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。 图5-2四、实验原理1.弯曲正应力的测定已知梁受纯弯曲时的各点应力的理论计算值为： （5-1）式中：作用在横截面上的弯矩； (N.mm) -载荷增量 Iz-为梁横截面对中性轴Z的惯性矩

36、; Yi-中性轴到欲测点的距离(mm).为了验证理论公式及测定梁纯弯曲时横截面上应力分布规律,在梁的纯弯曲段内某截面的上表面及侧面上按离中性层的距离Yi粘贴电阻应变片:当梁变形时,用静态电阻应变仪测出各点的应变值再根据单向应力状态下的虎克定律,计算出各点的实测的应力值. 式中:E-该梁材料的弹性模量(GP); -各点的实测平均应变增量值, 五、实验步骤1、按电测法所述,组成测量电桥后,调节应变仪的灵敏系数,并进行调平衡.2、加载要缓慢,记下与载荷每次增量的应变增量i,并注意应变是否按比例增长。每个测点加载后卸载，重复二至三次。测完一点在换另一点，直至全部测完。3、小心操作，应特别注意不要超载，以免将钢梁压坏。4、加载、待载荷稳定后读出应变值（正值表示拉应变、负值表示压应变）。5、实验过程中要注意安全。6、实验完毕，关闭所有仪器，切断电源。整理实验用品如焊丝、松香、烙铁、烙铁架、玻璃片、胶带纸、小螺刀、钢板尺等。7、清理实验台。六、实验数据处理 实验五、弯扭组合主应力测定一、实验目的 1分析杆件承受弯扭组合作用时横截面上应力的分布规律。2测量某些点沿不同方向的线应变，计算各点主应力，验证主应力公式的正确性。 3进一步学习多点应变测量技术及电阻应变花测试技术，并掌握该技术在实际工程中的应用范围及其测试方法。二、实验仪器和