沈建大材料力学实验指导

沈阳建筑大学土木工程学院工程力学实验室 3 9 实验一金属拉伸实验验方法》的规定，做成标准试件。试样标距分为比例标距和非比例标距两种，因而有比例试样和非比例试样之分。凡试样标距与试样原始横截面积有以下关系的，称为比例标L0=k（S0）1/2试件两端为夹持部分，因夹具类型不同，试件端部可做成圆柱形，阶梯形或加工成图1－2（a）表示低碳钢静拉伸试验P-ΔL曲线。整个过程主要包括：线弹性变形金属塑性变形是由于晶面间产生滑移的结果。低碳钢塑性屈服阶段，在抛光试件表此测定方法可分为图解方法和指针方法。仲裁试①屈服前第一人峰值力（第一个极大力）判为上屈服力，不管其后的峰值力比它大②屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值力，舍去第一个谷值力（第一个极小值方法中测定程序的编制有帮助。以测得的上和下屈服力分别计上屈服力和下屈服力。当指针首次停止转动，指不保持恒定的力判为下屈服力；指针首次回转前指示的最大力判为上屈服力；当批针出现多次回转，则不考虑第一次回转，而FFFFeHFeLFeHFeHFeLFeHFeLFFeHFeLFFeHFeLFFeHFeLFFeHFeLFFeLFFeLFFeHFeLFeLFFFeLFFeHFeLFeLFeL抗拉强度同样可采取图解方法和指针方法两种方法测定抗拉强度。在塑性范围，平断面收缩率Z力和变形仍按直线规律变化，并留下残余变形oo1,如再重新加载，仍从o1开始沿直线o1e低碳钢的强度极限，横截面积也几乎没有变化。用游标卡尺在试件标距长度内取三处，测每一处截面两个相互垂直方向的直径，取此实验报告格式仅供参考，同学可以参照此原则自定报告格式。在实验报告的最后部分，同学要综合所学知识及实验所得结论认真回答思考题并可以提出自己的见解、讨度2)度2)2)率A率Z2)（3）按比例绘制低碳钢和铸铁的F-ΔL曲线实验二金属压缩实验都有严格的要求。圆柱形是其中的一种，这里仅以圆柱形试件为例说明其要求。试件高h=（1~3.5）d，一般取高为直径的二倍。试件太细容易压弯，太短时试件两端与压板间的摩擦力影响太大。对试件两端的平面要求平行，并且必须垂直于轴线。表面光洁度为▽7~▽9，试验时接触面适当润滑。试件和机器平台间加球形垫板，使压力自动调中。实验三金属扭转实验τ=Gr则MSsρdA=dAsWn铸铁Mn-φ曲线图中看不到显著的塑性变形（图3－1b故可按弹性公式计算。实验四弹性模量E的测定得E伸仪精确的测量出来。为了验证力与变形的关系，提高测量精度，采用等增量法，逐级加载，每次增加等量的载荷ΔP对应得到变形增量试件d0mm）试件A0mm2）标距L0mm）增量ΔP=右读数K’差数ΔK’初载P0=P1=P2=P3=P4=E（Gpa）实验五剪切弹性模量G的测定等截面受扭圆轴转角φ的计算公式则扭转角增量为Δφ,设加载n次，则承，用砝码加载荷，每次加载为ΔMn=ΔP·与Δφ的关系为Δφ=tgΔφ=Δk/bb为臂长)，计算出Ⅰ、Ⅱ两断面的相对扭转角Δφ即可得加力臂长a=mm测角臂长b=mmΔφ=tgΔφ=Δk/bP0=P1=P2=P3=P4=电阻应变测量基本原理和方法电测法是以电阻应变片为传感元件，把它牢固地粘贴在被测点上，构件受力后，应电测法已被广泛地应用在建筑、机械、造船、航空、桥梁、科研等各领域之中，是应变仪的最小分辨值为1με,(1με=10－6ε)。在实验室常温条件下，误差在％～应变片的最小标距仅为0.2mm，可测很小的局部应变。应变片的质量很小，对构件电测法可在高温、高压、静载、动载、水下、遥控等各种条件下进行测量，而且自敏感栅投影面积下应变的平均值。尽管敏感栅标距很小，但对在材料力学实验中，我们可采用这种方法测材料的弹性常数E和μ,测定纯弯曲时正为了提高测试精度，通常将制作应变片用的金属丝往复绕成栅状，用粘结剂粘在基底和覆盖的康铜丝或镍铬丝绕成栅状，基底和覆盖层用绝缘薄纸或胶膜构成的丝绕式电阻应 全部或部分换成贴在构件上的电阻应变片，这就构成了应变电桥若四个桥臂电阻均为贴在构件上的应变片（图2（b图2（ab(c)d）上式说明，各桥臂上的电阻应变片所感受到的应变变化对若R1和R2为接在构件上的应变片电阻，R3和R4电桥内部的精密电阻,则称为半桥接线电阻应变仪是根据电桥原理设计制造的测试仪器。它将应变片传递过来的电压信号电阻应变仪的种类很多，按测量的频率分为静态、动态、静动态、超动态等种类，按显化，由温度变化引起的附加应变，将会影响电桥的平衡。为了消除温要机械打磨，去除被测表面的气化层及污垢。然后在表面用划针(c)在应变片上盖一层透明纸或滤纸，再用大拇指欺压，从应变片一端开始作无滑(d)最后把透明纸去掉，这时应变片应该呈灰色，如果发现有小块空白，表明此位电阻值是否稳定，绝缘电阻是否满足测量要求。这样做是有好处的，因为在此时换一个（2）导线连接。图（3）为导线与应变片引出线的一般连接法，焊点要小而牢固（注意焊点应与被测表面的绝缘）,如有虚焊或接触不良,测量时就会引起指针的颤动、漂移或在测量时导线移动而影响测量或拉断应变片,在不良环境条件下,为保护电阻片可采用硅又有一定的韧性，当构件有较大变形时不会裂开，必要时还要抗腐蚀和抗表面压力。一般用的涂料有石蜡和松香等，现在更多的是用硅橡胶，效果很好。值得注意的是，必须实验六弯曲正应力测定图6－1是进行本实验的装置示意图。矩形截面梁的CD段为纯弯曲。其弯矩为M，由纯弯曲正应力公式，横截面上的各点的正应力σ为Iz为横截面对中性轴z的惯性矩，对矩形截面Iz。在Ⅰ-Ⅰ截面上沿梁的高度方向平行于轴线贴五片电阻应变片，它们将随被测点一=E·ε,即可算出各点的应力值。并观察各测点应变值的线性变化。本实验共加载四次，加载至最后一级，测完各点应变后，即可卸载。本实验重复三次，取三次所测应变的平均值来计算各点的应力，将所计数b=12345P0=P1=P2=P3=P4=P0=P1=P2=P3=P4=P0=P1=P2=P3=P4= Δσ'i=EΔεi实验七主应力测定为了用实验的方法测定薄壁圆管在弯扭组合作用下，表面一点处的主应力大小和方验中测量剪应变很困难，而用应变片测量线应变比较简便，所以通常采用测量一点处与然后利用如下广义虎克定律算得主应为了简化计算，实际上采用互成特殊角度的三个应变片组成的应变花，如在本45本实验的薄壁圆管一端固定于支架上，另一端固定一个加力臂，臂的自由端上悬挂式中抗弯截面模量：WZP1＝P0+ΔPP2＝P1+ΔPP3＝P2+ΔPP4＝P3+ΔPP1＝P0+ΔPP2＝P