中科大材料力学实验大纲

武汉大学教学大纲《材料力学》实验教学大纲课程英文译名：MechanicsofMaterials适用专业：工程力学、土木工程、给排水、水利工程、水电工程、热能动力

机械设计及自动化、测绘工程等专业开课学期：3、4学期学

时：6-12编

者：朱鋐庆

《材料力学》是高等学校工科有关专业必修的技术基础课程，而材料力学实验又是建立材料强度科学理论的重要基础，是本课程的一个十分重要的教学环节。为了保证实验教学的质量，培养学生独立地进行科学实验的能力，提高学生的综合素质，遵照教育部教学指导委员会制定的《材料力学课程基本要求》，特制定本大纲。

一、实验内容实验一

拉伸实验1．测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率。2．测定灰口铸铁的强度极限。3．观察上述两种材料在拉伸全过程的各种现象，并按比例绘制拉伸图。4．分析比较低碳钢(塑性金属材料的代表)和灰口铸铁(脆性金属材料的代表)的力学性能特点及试样破坏特性。实验二

压缩实验1．测定低碳钢压缩时的屈服极限和强度极限。2．测定灰口铸铁压缩时的强度极限。3．观察并比较低碳钢和灰口铸铁在压缩时的变形及破坏现象。

实验三

引伸计法测定材料的弹性模量E1．运用机械式引伸计测定低碳钢的弹性模量E。2．验证单向虎克定律。3．熟悉机械式引伸计(球铰式引伸计或蝶式引伸计)的构造原理及操作使用方法。4．学会拟定实验加载方案和处理实验数据。实验四

电测法测定材料弹性模量和泊松比

1．测定碳钢的弹性模量和泊松比。

2．了解电测法的基本原理及电阻应变仪的使用。

3．学会拟定实验加载方案和处理实验数据。

4．验证单向虎克定律。实验五

圆轴扭转实验1．测定低碳钢的切变屈服点(剪切屈服极限)或下屈服点抗扭强度(剪切强度极限)。2．测定灰口铸铁的抗扭强度。3．观察、比较和分析上述两种典型材料受扭转时变形和破坏等现象。实验六

材料切变模量G的测定1．测定低碳钢的切变模量G。2．验证切变虎克定律。3．拟定等增量加载方案，用最小二乘法处理数据。实验七

矩形截面梁弯曲正应力电测实验1．

用电测法测量矩形截面梁在纯弯曲状态下横截面上正应力的大小及分布规律，并与理论计算值相比较，以验证弯曲正应力公式。2．初步掌握电测法原理和电阻应变仪的使用方法。实验八

薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下的主应力测定1．测量薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下，其表面一点处的主应力大小和方向。2．掌握用应变花测量某一点主应力大小及方向的方法。3．将测点主应力大小与该点主应力的理论值进行比较分析。实验九

偏心拉伸实验1．分别测量偏心拉伸试样中由拉力和弯矩所产生的应力。2．将理论值与实验值作比较，对实验误差进行计算和分析，同时验证叠加原理的有效性和可行性。3．熟悉电阻应变仪的电桥接法，及测量组合变形试样中某一种内力素的一般方法。

实验十

冲击实验1．测定低碳钢和灰口铸铁处于简支梁受载条件下的试样在一次冲击载荷作用下折断时的冲击韧性。2．了解金属材料常温一次冲击的试验方法。3．观察比较上述两种材料抵抗冲击载荷的能力及破坏断口的特征：实验十一

压杆稳定实验1．观察压杆失稳的现象。2．测定两端铰支受压杆的临界压力Fij，并与理论值进行比较，以期加深对欧拉公式的理解。实验十二

薄壁圆管弯曲和扭转组合变形的内力素测量1．测量薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形时的弯曲正应力和扭转剪应力。2．将实验测量值与理论计算值进行比较，分析实验误差。3．计算弯矩和扭矩的大小。4．掌握电桥接法。实验十三

金属材料疲劳试验1．

了解对称循环下材料条件疲劳极限，的测试方法。2．观察疲劳破坏现象，分析疲劳破坏断口。实验十四

夹层组合梁的设计性实验1．通过电测法测定夹层组合梁的应变分布，建立该梁的力学计算模型提出夹层组合梁弯曲正应力计算公式。2．绘出夹层组合梁横截面上线应变分布图与正应力分布图,比较两者的分布规律。3．熟练掌握电测法测试技术。实验十五

压力容器的强度检验1．自行拟定测试总方案和实施步骤，检验压力容器上任一点处特别是焊缝附近处的应力状态。2．测定压力容器外壁某点的主应力大小和方向以及任意斜方向的应力大小。并与理论计算结果比较。3．对压力容器的安全性与适用性进行评诂，并写出结论性意见。4．进一步掌握电测法测试技术。二、使用教材及参考书

教

材：

《材料力学实验》朱鋐庆等

武汉大学出版社。

参考书：

（1）《材料力学》

邓训，徐远杰

武汉大学出版社。

（2）《材料力学》

孙训方

高等教育出版社。

（3）《材料力学》

刘鸿文

高等教育出版社。

（4）《材料力学实验》贾有权

高等教育出版社。

三、实验报告和成果要求

实验报告必须包括实验目的，实验设备、实验原理、实验步骤、原始记录、结果处理的表格、图形、实验结论，思考题讨论等。

实验成绩为五级计分制,并以适当的比例计人课程的总成绩。四、实验