工程力学实验-理论课1

1、1、实践工程科学实验、真知，实验是科研的最基本方法和手段，实验是检验理论的工具，土木工程学和力学学院力学系，王元勋331898464，2，2，内容简介：本门课程共16小时，其中理论课程4小时，实验6次12小时。 实验三金属材料的拉伸和压缩实验，实验四电阻应变男同性恋的粘贴和应变测量，实验五南朝梁的弯曲正应力检测和位移的相互等定理验证，实验六薄壁圆筒的扭转组合变形实验，实验七构造组装测试实验，3，时间表：第二周：理论课(实验一、实验二、实验三)。 实验6或实验7 )第10周第16周，接下来的3个实验17周或18周考试，最终成绩设定：平时成绩60%，考试40%，要求：各实验前做预习，实验后认真完成

2、实验报告。 4、实验1、理论力学实验、振动基础实验、1-2单自由度弹簧质量系统的刚性和固有频率测量、1-1实验方法求出不规则物体的重心，施加比较渐增、突加、冲击和振动4种不同类型的载荷， 1-3是使用三线摆的实验目的1用悬挂法测定不规则的平面构造的重心位置的2个重量法测定连杆的重心位置，用力学方法补正重量，(1)用悬挂法利用柔软的绳的受力特性和二力平衡原理，用1-1实验方法求出不规则的物体的重心的实验原理，6，(2) 在重量法中，利用平面一般系统的平衡条件，修正2弹簧质量振动系统的固有振动频率fn、8，由实验原理弹簧质量构成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形和受到的外力的大小呈线性

3、关系。 由此，施加不同的力，得到不同的变形，从而修正系统的刚性k和固有振动频率fn。 9、1-3用三线测试均质圆盘惯性矩理论公式，实验目的是了解和掌握三线测试物体惯性矩的方法。 分析了“三线摆”摆测量的误差。三线摆模式图、实验原理：对摆施加微小的偏转，自由释放后，摆发生扭转振动，摆动周期与摆线长度、圆盘惯性矩有关。设圆盘质量为m，当其向某个方向旋转时，圆盘的最大旋转角qmax、10、式中，Jc是相对于圆盘重心的旋转惯性量。 m是圆盘质量； l是次摆线长度r是从汽车悬挂合十礼到旋转轴的距离t是圆盘的摆动周期。 r=l、rmax=l max、=maxsinnt、盘扭转时最大大运动能量：盘扭转时最大

4、最大能量：11、盘的惯性矩理论值：注意事项： 2 .摆的初始角应小于5。 3 .两种配置的线长必须一致。 4 .在实际测试中，没有大幅度的平移运动。 圆盘的惯性矩测量值：12，一，实验目的是用瞬态激励法测量南朝梁的各阶固有频率。 二、实验原理、机械运动：指物体在平衡位置附近进行的周期性往复运动。 有弹性的构造物和机械的各构成部分，离开那个平衡位置的话振动。 周期：物体在平衡位置附近完成往复运动的时间。 频率：每单位时间往复运动完成的次数。 固有频率：物体自由振动时，其位移随时间按正弦或侑弦规律变化，振动频率与初始条件无关，与系统的固有特性(如质量、形状、材质等)有关，称为固有频率，其对应周期称

5、为固有周期。 1-4测定南朝梁的各次数固有频率、13、实验装置及设备分块图如图所示。由于改变支撑块摇滾乐可以改变南朝梁的支撑结构，移动包围曝光的位置可以改变南朝梁的长度，因此该装置不仅可以采用简单支撑、固定系统，还可以采用一端自由的悬臂系统。 试验片是矩形轮廓的定径套，理论上需要无限的固有频率。 对南朝梁施加适当大小的过渡力，相当于在所有频率的正弦信号下对云同步进行激励。 使用锤子进行过渡激发时，要求系统响应时间T2p/w，其中w为感兴趣的频率上限。 由南朝梁敲击产生的振动信号取入于加速度传感器，转换为与加速度信号成比例的电信号，该信号在振动校正中被放大后输出到数据收集分析器中。15、两端简支

6、梁，f1=26.250； f2=108.75； f3=241.25，16，两端固定梁，f1=31.250，f2=111.25，f3=223.75，17，实验2，金属材料的扭转实验，1，实验目的1。 4、观察和分析不同材料扭转时的变形和破坏现象。 3 .测定低碳钢的屈服极限ts或上屈服极限tsu、下降点tsL和扭转强度tb，2 .测定铸造铁元素的扭转强度tb。18、二、设备和仪器1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机、单片机控制箱2固定夹具3可动夹具4减速箱5导轨工作台6手动调整轮7伺服电机8信息帧、图1-5-1 RNJ500型微机控制扭转试验机示意图、19、扭转试验机测定试样这样，单片机系

7、统分别放大相应的扭矩、男同性恋螺纹间扭转角及可动夹具的旋转角度信号，通过RS-232将数字化处理后的结果传递给校正机系统，校正机系统根据用户的要求对接收的数据分别作成相应的测试曲线3 .游标卡尺。1试样2固定夹头3固定螺母柱4旋转夹头5标准标尺6数字百点表、图小角度扭转角校正示意图、21、3、测量原理材料的滑动弹性模数g是扭转过程中线弹性范围内的内接应力与滑动应变之比。 滑动弹性模数g是校正部件的扭转变形的基本残奥仪表，能够使用阶段性的负荷法或图解法进行测量。 1 .测量g (步进上传法)用试验机手动施加初始扭矩T0，然后采用等增量负载，施加第I次负载后扭矩，按定义：式中：小角度扭转角校正的测

8、量标准距离。 相对于试料截面中心的极惯性矩。 22、也可以采用最小二乘法计算滑动弹性模数g。 或：男同性恋之间的相对螺旋角，用试验机提供的小角度螺旋角补正测量，记录各级负荷下的螺旋角。 各级负荷过程中的滑动弹性模数取：平均值：23，拉伸时有明显屈服现象的金属材料(如低碳钢)在扭转时同样有屈服现象。 T- j曲线通常有两种类型，如图所示。扭矩保持一定，扭转角持续增加(曲线出现平台)时的扭矩记为屈服扭矩，记为TS图a )，用弹性扭转式修正的剪应力记为屈服极限、TS、2屈服极限及扭转强度(低碳钢、铸铁元素)、有明显屈服现象的t曲线、24 屈服阶段的最小扭矩为下降伏扭矩(不施加说明的情况下为下降伏扭矩

9、)，用弹性扭转式修正的剪切应力为下降伏点：25，试样在断裂前受到的最大扭矩，用弹性扭转式修正扭转强度，从自动记录的曲线读取试样的铸铁元素：低碳钢：铸铁元素的扭转曲线、 低碳钢(Q235钢)和铸铁元素的抗拉试验、一、实验目的： 1测定低碳钢(Q235钢)的强度性能指标：上屈服强度、下降屈服强度和极限拉伸强度2测定低碳钢(Q235钢)的塑性性能指标：断裂伸长率和断面收缩率。 3 .铸铁元素强度性能指标：测定极限拉伸强度。 4观察比较低碳钢(Q235钢)和铸铁元素两种材料的力学性能、拉伸过程及断裂现象。 5 .学习试验机的使用方法。 实验三、低碳钢和铸铁元素的拉伸和压缩实验、27、二、设备和仪器、1

10、材料试验机(见下图)。 2电子挤出修正(参照下图)。 三游标卡尺。28、29、30、31、32、3、试样、国标GB/T2282002金属材料室温抗拉试验整方法中规定的：对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图所示。 所有这些个都由挟持、移徙、和平行动三部分组成。 在平行部分用于测量伸长率的长度称为标准距离。 受力前的标记距离称为原来的标记距离，标记为L0，通常在其两端画细线标记。 在此次实验中，使用了d0=10mm、原标准距离等于5d0的圆形截面短比例试料。33、4、实验原理低碳钢(Q235钢)的抗拉试验(图解方法)是将样品安装在试验机的上下夹头上、将拉伸校正挂在样品上、启动试验机对样品

11、施加负荷、试验机自动描绘负荷位移曲线(F-L曲线)。 从试样的受力、变形到破坏的全过程来看，低碳钢的伸长过程有四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。 在、34、上屈服强度下屈服强度极限拉伸强度式中，A0是试样的原来的截面积。 测定、35、切断后的标准距离部分长度Lu和缩颈部位的最小直径du，在切断后拉伸式中，L0为试样的原来的标准距离长度，工序上，5%的材料为塑性材料，5%的材料为脆性材料断面收缩率式，用这2式修正其主要的塑性指标，36、用移动法测定切断后标准距离，从切断口邻接由于断口附近会产生大的塑性形变，因此近端的颈端只有一部分在标准距离长度内，如果直接测量的话，塑性伸长量

12、小。 37、在铸造铁元素的抗拉试验中，铸造铁元素拉伸时没有屈服阶段，拉伸曲线稍微弯曲，变形小时断裂，断口为平通讯端口。 因此，对铸铁元素只能测定其极限拉伸强度，即铸铁元素的极限拉伸强度远低于低碳钢的极限拉伸强度、38、低碳钢(Q235钢)和铸铁元素的压缩实验，而实验目的1测定低碳钢(Q235 )的压缩屈服极限sc和铸铁元素的抗压强度bc。 观察、分析和比较两种材料在两种压缩过程中的各种现象。 二、设备和仪器一材料试验机。 两游标卡尺。 39、39、3、试料如果像细长的棒一样压缩，则容易发生压曲现象，因此在金属压缩实验中多采用短粗圆柱形的试料。 其公差、表面粗度、两端面的平行度和相对于试料轴线的

13、垂直度在国标GB/T7314-2005中被明确规定。 目前常用的压缩实验方法是两端平压法。由于试样的两端面理想上不平行，实验时必须使用球形垫(参照图)，试样位于球形垫的中心，薯球形垫自动调整，实现轴向负荷。 由于试料的上下两端与试验机垫之间产生大的摩擦力，阻碍了试料上部及下部的横向变形，测得的抗压强度比实际高。 当试料的高度相对增加时，摩擦力对试料中部的影响相应地减小，因此抗压强度与比hodo有关，考虑到云同步有压杆的稳定性因素，该国的基准被规定为试料的高度ho与直径do之比在13的范围内。 此次实验使用了1015个圆柱形试料。 40、41、4、实验原理，试验时对试样缓慢加载，试验机自动地进行

14、试验力f的位移l绘制曲线。 低碳钢试样的压缩图如图1图5b所示。 临时的一定值或减少的最小值为压缩屈服载荷FSC。 在屈服阶段出现多个峰谷的情况下，取得最初的峰谷后的最低负荷随着压缩屈服负荷FSC的塑性形变而增加，与此相应，试样横截面增大，增大的截面能够承受更大的负荷。 试料变得越压扁越平坦，也可以压扁成图1图5a所示的摇镜头饼形状，因此不能测量抗压强度。42、铸铁元素试料的压缩图如图1-6a所示，其开始时接近直线，之后曲率逐渐变大，当负荷达到最大值Fbc时稍微下降，之后破裂，听到无聊的破裂声。 铸铁元素试料破裂呈桶形，破裂面和轴线约为45，如图16b所示，这主要是由剪应力引起的。43、44、实验原理渐加载荷、突加载荷、冲击载荷和振动载荷是4种常见载荷。 使不同类型的负荷作用于同一秤，可以容易地观察各自的作用力和时间的关系曲线，相