1、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 力學(xué)性能試驗(yàn)一、拉伸試驗(yàn)二、壓縮試驗(yàn)三、剪切試驗(yàn)四、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn) 應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)電測法基本原理五、矩形截面梁的純彎曲六、薄壁圓筒的彎扭組合變形材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 力學(xué)性能試驗(yàn) 應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼拉伸彈性模量E；2測定低碳鋼拉伸力學(xué)性能(ss、 sb 、 d、 y )；3測定灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度sb。二、試驗(yàn)儀器1萬能材料試驗(yàn)機(jī)；2引伸儀；3游標(biāo)卡尺。拉 伸 試 驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼拉伸彈性模量E；2測定低碳鋼拉伸標(biāo)點(diǎn) l0標(biāo)距d0三、試樣1材料類型 低碳鋼： 灰鑄鐵：2標(biāo)準(zhǔn)試樣：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表標(biāo)距：等截面測試部分長度尺寸符合國標(biāo)的試樣試驗(yàn)機(jī)讀數(shù)表盤主動

2、指針：反映載荷瞬時大?。槐粍又羔槪悍从匙畲筝d荷；拉 伸 試 驗(yàn)標(biāo)點(diǎn) l0標(biāo)距d0三、試樣1材料類型2標(biāo)準(zhǔn)試樣：塑性材料拉 伸 試 驗(yàn)1)圓形截面2)矩形截面l0=10d0l0= 5d0l0tb或拉 伸 試 驗(yàn)1)圓形截面2)矩形截面l0=10d0l四、試驗(yàn)原理1低碳鋼拉伸彈性模量EOFDlDF l F Dl等量逐級加載法：DFd(Dl)1d(Dl)2拉 伸 試 驗(yàn)四、試驗(yàn)原理1低碳鋼拉伸彈性模量EOFDlDF l F2測定低碳鋼拉伸機(jī)械性能(ss、 sb 、 d、 y )O FDlFeFpFsFb線彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段頸縮階段屈服點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度：冷作硬化伸長率：斷面收縮率：拉 伸 試 驗(yàn)2測

3、定低碳鋼拉伸機(jī)械性能(ss、 sb 、 d、 y )O低碳鋼拉伸試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼拉伸試驗(yàn)動畫：屈服：頸縮：斷裂：tmax引起拉 伸 試 驗(yàn)低碳鋼拉伸試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼拉伸試驗(yàn)動畫：屈服：頸縮：斷裂：t3測定灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度 sbOFDl抗拉強(qiáng)度：Fb灰鑄鐵拉伸試驗(yàn)動畫：拉 伸 試 驗(yàn)3測定灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度 sbOFDl抗拉強(qiáng)度：Fb灰鑄鐵拉伸一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)ssc；2測定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbc。二、試驗(yàn)儀器 萬能材料試驗(yàn)機(jī)。三、試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣：d0h0粗短圓柱體：h0=13d0壓 縮 試 驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)ssc；2測定灰鑄鐵抗四、試驗(yàn)原理1測定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)ssc

4、O FDlFsc壓縮屈服點(diǎn)：拉伸試驗(yàn)壓 縮 試 驗(yàn)四、試驗(yàn)原理1測定低碳鋼壓縮屈服點(diǎn)sscO FDlF低碳鋼壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力影響，形成“腰鼓形”。壓 縮 試 驗(yàn)低碳鋼壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼壓縮變扁，不會斷裂，由于兩端摩擦力2測定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbcOFDl強(qiáng)度極限：拉伸試驗(yàn)Fbc灰鑄鐵壓縮試驗(yàn)現(xiàn)象：tmax引起壓 縮 試 驗(yàn)2測定灰鑄鐵抗壓強(qiáng)度sbcOFDl強(qiáng)度極限：拉伸試驗(yàn)Fbc一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼名義抗切強(qiáng)度tb；2測定灰鑄鐵名義抗切強(qiáng)度tb。二、試驗(yàn)儀器 1萬能材料試驗(yàn)機(jī)；三、試樣試樣：剪 切 試 驗(yàn) 2剪切器。一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼名義抗切強(qiáng)度

5、tb；2測定灰鑄鐵名四、試驗(yàn)原理名義抗切強(qiáng)度：雙剪：試件有兩個剪切面Fb剪 切 試 驗(yàn)四、試驗(yàn)原理名義抗切強(qiáng)度：雙剪：試件有兩個剪切面Fb剪 切低碳鋼剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：灰鑄鐵剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：剪切、擠壓、彎曲引起彎曲拉應(yīng)力引起剪 切 試 驗(yàn)低碳鋼剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：灰鑄鐵剪切試驗(yàn)現(xiàn)象：剪切、擠壓、彎曲引起一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼切變模量G；2測定低碳鋼屈服切應(yīng)力ts、抗切強(qiáng)度tb；3測定灰鑄鐵抗切強(qiáng)度tb；二、試驗(yàn)儀器1扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)；2扭角儀。4分析比較低碳鋼和灰鑄鐵兩種材料的破 壞情況。扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?測定低碳鋼切變模量G；2測定低碳鋼屈服切應(yīng)三、試樣1測低碳鋼G采用自制試樣：dl2測低碳鋼ts

6、、tb、灰鑄鐵tb采用標(biāo)準(zhǔn)試樣：d0扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)三、試樣1測低碳鋼G采用自制試樣：dl2測低碳鋼ts、t四、試驗(yàn)原理1低碳鋼切變模量GOTjdbalFFDd等量逐級加載法：扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)四、試驗(yàn)原理1低碳鋼切變模量GOTjdbalFFDd等量逐2測定低碳鋼屈服切應(yīng)力ts、抗切強(qiáng)度tbO TjTbTsT TsrdrT= Ts屈服切應(yīng)力：抗切強(qiáng)度：T= Tbtststbtb扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)2測定低碳鋼屈服切應(yīng)力ts、抗切強(qiáng)度tbO TjTbTs低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)動畫：屈服：tmax引起斷裂：扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象：低碳鋼扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)動畫：屈服：tmax引起斷3測定灰鑄鐵抗切強(qiáng)

7、度tb抗切強(qiáng)度：O TjTb灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象：斷裂：灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)動畫：拉應(yīng)力引起扭 轉(zhuǎn) 試 驗(yàn)3測定灰鑄鐵抗切強(qiáng)度tb抗切強(qiáng)度：O TjTb灰鑄鐵扭轉(zhuǎn)一、電阻應(yīng)變片引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：l應(yīng)變片F(xiàn)Fl+DlK電阻應(yīng)變片的 靈敏度系數(shù)應(yīng)變片：將力學(xué)量(應(yīng)變)轉(zhuǎn)換為 電量(電阻)的傳感器電阻應(yīng)變片種類：絲式(繞線式)、箔式、半導(dǎo)體式電測法基本原理一、電阻應(yīng)變片引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：l應(yīng)變片F(xiàn)二、電阻應(yīng)變儀應(yīng)變測量原理：利用電橋平衡測量電阻改變，從而進(jìn)一步得到應(yīng)變。BADCER1R2R3R4電橋平衡(UBD=0)：若R1R4為四個阻值相同應(yīng)變片，受力后，BD間電壓改變

8、為：電測法基本原理二、電阻應(yīng)變儀應(yīng)變測量原理：利用電橋平衡測量電阻改變，BAD兩種接法中的應(yīng)變片型號、阻值盡可能相同或接近，固定電阻與應(yīng)變片阻值也應(yīng)接近。1電橋接法：由于溫度對電阻值變化影響很大，利用電橋特性，可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ@種影響。三、電橋接法及溫度補(bǔ)償2溫度補(bǔ)償：全橋接法(四個電阻均為應(yīng)變片)；半橋接法(R1、R2為應(yīng)變片， R3、R4為固定電阻)電測法基本原理兩種接法中的應(yīng)變片型號、阻值盡可能相同或接近，固定電阻與應(yīng)變BADCER1R2R3R4工作片溫度補(bǔ)償片固定電阻相同應(yīng)變片R1、R2，R1貼在構(gòu)件受力處，R2貼在附近不受力處，環(huán)境溫度對R1、R2引起的阻值變化相同，為DRT，

9、則電測法基本原理BADCER1R2R3R4工作片溫度補(bǔ)償片固定電阻相同應(yīng)變片F(xiàn)F1單向應(yīng)力狀態(tài)四、幾種常見應(yīng)力狀態(tài)下的布片方式及應(yīng)力計(jì)算軸向拉壓、純彎曲、橫力彎曲上下緣FFR1R2R1R2溫度自補(bǔ)償，測量電壓得到有效放大：電測法基本原理FF1單向應(yīng)力狀態(tài)四、幾種常見應(yīng)力狀態(tài)下的布片方式及應(yīng)力計(jì)2已知主應(yīng)力方向的二向應(yīng)力狀態(tài)扭轉(zhuǎn)、橫力彎曲的中性軸、均勻內(nèi)壓的薄壁圓筒R1R245o45o沿已知主應(yīng)力方向貼片，采用溫度自補(bǔ)償?shù)陌霕蚪臃姕y法基本原理2已知主應(yīng)力方向的二向應(yīng)力狀態(tài)扭轉(zhuǎn)、橫力彎曲的中性軸、均勻3不知主應(yīng)力方向的二向應(yīng)力狀態(tài)45o3應(yīng)變花：90o0o45o電測法基本原理3不知主應(yīng)力方向的二

10、向應(yīng)力狀態(tài)45o3應(yīng)變花：90o0o120o0o60o60o3應(yīng)變花：電測法基本原理120o0o60o60o3應(yīng)變花：電測法基本原理2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定純彎曲下矩形截面梁橫截面上正應(yīng)力的 分布規(guī)律，并與理論值比較；2熟悉電測法基本原理和電阻應(yīng)變儀的使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器1純彎曲試驗(yàn)裝置；矩形截面梁的純彎曲2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?三、試驗(yàn)原理1結(jié)構(gòu)示意圖及理論值計(jì)算hbFF/2F/2aa+-FQF/2F/2MFa/2+mmmm截面：純彎曲zy矩形截面梁的純彎曲三、試驗(yàn)原理1結(jié)構(gòu)示意圖及理論值計(jì)算hbFF/2F/2aa2布片示意圖

11、及試驗(yàn)值0011112222溫度補(bǔ)償片DF3等量逐級加載法：矩形截面梁的純彎曲2布片示意圖及試驗(yàn)值0011112222溫度補(bǔ)償片一、試驗(yàn)?zāi)康?用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)主應(yīng)力的 大小及方向；2測定薄壁圓管在彎扭組合變形作用下，分別 由彎矩、剪力和扭矩所引起的應(yīng)力。二、試驗(yàn)儀器1彎扭組合試驗(yàn)裝置；2YJ28AP1OR型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。薄壁圓筒的彎扭組合變形一、試驗(yàn)?zāi)康?用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)主應(yīng)力的2測三、試驗(yàn)原理1結(jié)構(gòu)示意圖alFIII-I截面dDI-I截面內(nèi)力：薄壁圓筒的彎扭組合變形三、試驗(yàn)原理1結(jié)構(gòu)示意圖alFIII-I截面dDI-I截面2布片示意圖ABCDA、B、C、D四

12、點(diǎn)各貼-45o、0o、45o應(yīng)變花DR12R11R10CR9R8R7BR6R5R4AR3R2R1約定藍(lán)線應(yīng)變片為-45o ，白線為0o ，綠線為45o薄壁圓筒的彎扭組合變形2布片示意圖ABCDA、B、C、D四點(diǎn)各貼-45o、0o、主應(yīng)力大小：主應(yīng)力方向：a是主應(yīng)力與圓管軸線的夾角3等量逐級加載法4指定點(diǎn)(B、D)的主應(yīng)力大小及方向共用溫度補(bǔ)償片的半橋接法，一個載荷水平下分別測B、D兩點(diǎn)6個應(yīng)變片的應(yīng)變值1)實(shí)驗(yàn)值：薄壁圓筒的彎扭組合變形主應(yīng)力大?。褐鲬?yīng)力方向：a是主應(yīng)力與圓管軸線的夾角3等量逐2)理論值(以B點(diǎn)為例)：Bsstt內(nèi)力應(yīng)力按平面應(yīng)力狀態(tài)分析得到：s1、 s2、 s3、 a0分別與

13、試驗(yàn)值比較薄壁圓筒的彎扭組合變形2)理論值(以B點(diǎn)為例)：Bsstt內(nèi)力應(yīng)力按平面應(yīng)力狀態(tài)分5彎矩、扭矩及剪力各自引起應(yīng)力的測量1)由于電橋特性均可以自補(bǔ)償，不需要溫度補(bǔ)償片2)彎矩M對應(yīng)的正應(yīng)力測量BADCR5R11取圓筒上下(B、D)兩點(diǎn)0o應(yīng)變片接成半橋線路薄壁圓筒的彎扭組合變形5彎矩、扭矩及剪力各自引起應(yīng)力的測量1)由于電橋特性均可以3)扭矩T對應(yīng)的切應(yīng)變測量取圓筒前后(A、C)兩點(diǎn)-45o、 45o四個應(yīng)變片接成全橋線路BADCR3R1R7R9R3R1AR7R9CFQTAC薄壁圓筒的彎扭組合變形3)扭矩T對應(yīng)的切應(yīng)變測量取圓筒前后(A、C)兩點(diǎn)-45o、由胡克定律得薄壁圓筒的彎扭組合變形由胡克定律得薄壁圓筒的彎扭組合變形4)剪力FQ對應(yīng)的切應(yīng)變的測量仍取A、C兩點(diǎn)-45o、 45o四個應(yīng)變片接成全橋線路，與3)不同在于R9、R7換位BADC