材料力學實驗指導(dǎo)書(2014.09.03).doc

目錄實驗一金屬材料的拉伸試驗（2）實驗二金屬材料的壓縮試驗（5）實驗三純彎梁的正應(yīng)力試驗（7）實驗四 等強度梁試驗 （11）實驗五同心拉桿試驗（16）實驗六 彎扭組合變形試驗 (18)實驗一 金屬材料的拉伸試驗一、實驗?zāi)康?測定低碳鋼的拉伸時的屈服極限、強度極限、延伸率和斷面收縮率。2測定鑄鐵的拉伸強度極限。3觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中所出現(xiàn)的各種變形現(xiàn)象，并根據(jù)斷口情況分析材料的破壞原因。二、實驗設(shè)備和儀表1. 電子萬能試驗機或液壓萬能試驗機2. 游標卡尺三、試件標準拉伸試件一般由工作部分、過渡部分和夾持部分三部分組成，如圖1-1所示。圖中工作部分的長度稱為標距，稱為平行長度。為得到合理的實驗結(jié)果，試樣各部分有一定的加工要求，一般地，工作部分必須有一定的光滑度，以使之受均勻分布的軸向應(yīng)力作用；過渡部分必須有適當?shù)牡菇且越档陀捎诮孛娴淖兓鴮?dǎo)致的應(yīng)力集中；兩端較粗的夾持部分應(yīng)有適當?shù)拇衷於纫员銑A緊試件。圖 1-1 圓截面試件考慮到試件尺寸和形狀對材料塑性性質(zhì)的影響，國標GB6397-86對試件的尺寸和形狀分別作了標準化規(guī)定：對于圓形截面的試件，加工成或 ；對于矩形截面試件，加工成或的標準試件或比例試件。此外，對于圓截面試件其平行長度加工尺寸還應(yīng)不小于；矩形截面試件的不小于。四、實驗原理及方法低碳鋼屬塑性材料，在拉伸實驗過程中，其曲線如圖1-2所示，大致可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。實驗剛開始，由于試件和卡頭之間存在空隙，因而曲線的開始階段為一曲線（圖1-2段），這一階段的曲線形狀只與試件的裝載情況有關(guān)，在數(shù)據(jù)處理時一般將其剔除。（1）彈性階段 隨載荷緩慢增加，測力指針勻速移動，曲線呈現(xiàn)一段斜直線，直線的斜率反映了材料單位長度的抗拉性能（）該階段的變形與載荷呈線性關(guān)系。（2）屈服階段 彈性階段過后，進入屈服階段，以初始瞬時效應(yīng)之后測力指針無規(guī)則波動時所指向的最小載荷作為材料的屈服極限。此階段曲線呈接近水平線的小鋸齒形線段，表明載荷有小的波動但變形加快，材料進入塑性階段。此時，如果試件表面光潔度較高，還可看見45方向的滑移線。圖1-2低碳鋼拉伸曲線（3）強化階段 屈服階段過后，進入強化階段。此階段材料因塑性變形使其內(nèi)部的晶粒結(jié)構(gòu)，恢復(fù)了對變形的抵抗能力，載荷又會有所上升，變形量也隨之加大。（4）頸縮階段 在載荷達到最大載荷以前，變形在試件標距范圍內(nèi)基本上是沿長度均勻變化的。當載荷達到材料的極限載荷時，試件的某一局部會發(fā)生顯著變形，出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象，主動針迅速倒退，試件被拉斷。材料的極限載荷可由從動針位置讀出。鑄鐵屬脆性材料，拉伸時P-l曲線（圖1-3）沒有直線部分，變形小，無屈服和頸縮現(xiàn)象，試件很快達到最大載荷而突出斷裂，其拉伸強度極限遠小于低碳鋼的強度極限。斷口平直、粗糙、且垂直于軸線。圖1-3鑄鐵拉伸曲線五、實驗步驟1打標距l(xiāng)0:（1）低碳鋼：在試件中段取l0=5d0或10d0（d0為名義直徑），用沖子打兩個標記。（2）鑄鐵：不打標距。2用游標卡尺在試件中和兩端三個地方互相垂直的兩個方向各測量一次，以其各點平均走私的最小值計算初始橫截面面積A0。3根據(jù)試件橫截面面積和材料的大致強度極限，估算出實驗所需的最大載荷，選擇相應(yīng)的液壓式試驗機測力度盤和擺鉈。4安裝試件。先將試件安裝在上夾頭上，調(diào)節(jié)下夾頭使之移動到合適位置，再把試件下端夾在下夾頭中夾緊。緩慢加載，觀察測力指針轉(zhuǎn)動的情況，以檢查試件是否已夾牢，如打滑應(yīng)重新安裝。5開動試驗機使試件緩慢勻速加載，隨時觀察測力指針的移動情況及拉伸過程中各種物理現(xiàn)象。對于低碳鋼試件，當測力指針不動或倒退時，說明材料開始屈服，記錄初始瞬時效應(yīng)之后指針各次擺動時的最低值，作為材料的屈服載荷。再繼續(xù)加載，直至試件斷裂后停機，由被動針讀出最大載荷。對鑄鐵試件，拉斷后記下最大載荷。6試件拉斷后，取下試件，觀察斷口。將斷裂試件的兩端靠緊、對齊，用游標卡尺測出低碳鋼試件斷裂后的標距長度及斷口處的最小直徑（一般從相互垂直方向測取兩次，取平均值）。7實驗完畢，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，清理現(xiàn)場，并檢查實驗記錄是否齊全，請指導(dǎo)教師簽字后離開。六、實驗結(jié)果處理1低碳鋼拉伸：（1）根據(jù)測得的屈服載荷和極限載荷計算材料相應(yīng)的屈服極限和強度極限： 式中為試件的初始橫載面面積。（2）根據(jù)拉伸前后試件的標距長度、和橫截面面積、，計算出低碳鋼的延伸率和截面收縮率：2鑄鐵拉伸：根據(jù)測得的強度載荷Pb計算機鑄鐵的強度極限3按規(guī)定格式寫出實驗報告。實驗報告應(yīng)書寫工整，報告中各類曲線和簡圖應(yīng)用鉛筆繪制，線條和圖注清晰、簡潔。七、注意事項1試件安裝要仔細，防止偏斜或夾入部分過短。2試件安裝完畢后，不得再啟動控制下夾頭的按鈕，以免使下夾頭對試件加載，損壞試件或電機。八、思考題1由實驗現(xiàn)象和結(jié)果比較低碳鋼和鑄鐵的力學性能有何不同？2材料相同而標距不同的兩種試件其、是否相同？為什么？3低碳鋼試件處于屈服階段時，載荷為什么不能再增大？4試從不同的斷口特征說明金屬的兩種基本破壞形式。實驗二 金屬材料的壓縮試驗一、實驗?zāi)康?測定壓縮時鑄鐵的強度極限 并與拉伸實驗作比較。2觀察鑄鐵在壓縮過程中所出現(xiàn)的各種變形和破壞現(xiàn)象，分析其破壞原因。二、實驗設(shè)備和儀表1電子萬能試驗機或液壓萬能試驗機2游標卡尺三、試件國標GB7314-87推薦了四種壓縮試件；圓柱體、正方柱體、矩形板和帶凸耳板。本實驗采用圖2-1所示的圓柱體試樣。測定s和b時（即塑性材料），直徑d0與高度h0應(yīng)滿足關(guān)系h0=2.53.5d0；只測定b時（即脆性材料）， 圖2-1 圓柱體壓縮試件可使用h0=12d0的試樣。d0的大小為1020mm。述因素，國標GB7314-87規(guī)定，壓縮試件采用的圓柱形試件（如圖2-1）。四、實驗原理及方法低碳鋼是典型的塑性材料，其壓縮時的曲線如圖22所示。在屈服階段以后，試樣橫截面面積會不斷增大，抗壓能力不斷提高，因而測不到壓縮強度極限。鑄鐵是典型的脆性材料，在壓縮時并無屈服階段，其曲線如圖23所示，當對試件加至極限載荷時，試件在壓縮變形很小時就突然發(fā)生剪斷破壞，斷面與試件軸線的夾角大約為4555，這是由 圖 2-2 低碳鋼壓縮曲線 于脆性材料的抗剪強度低于抗壓強度。此時，測力主動針迅速回零，由從動針可讀出值，于是即可確定鑄鐵的強度極限。 一般地，鑄鐵受壓與拉伸有明顯的差別，壓縮時曲線上雖然沒有屈服階段，但曲線明顯變彎，斷裂時有明顯的塑性變形，且壓縮強度極限遠遠大于拉伸時的強度極限。由于試件承受壓縮時，上下兩端面與壓頭之間有很大的摩擦力，使試件兩端的橫向變形受到阻礙，故壓縮后試件呈鼓形，且導(dǎo)致測得的抗壓強度比實際的偏高，試件越短，這種影響越明顯。但如果試件過長，又容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，因此抗壓能力與試件尺寸有關(guān)。由此可見，壓縮試驗是有條件性的，在相同條件下，才能對不同材 圖 2-3 鑄鐵壓縮曲線 料的性能進行比較。 實驗時，在試件兩端面涂以潤滑劑，以減少摩擦力的影響。當試件兩端面稍有不平行時，利用試驗機上球形墊板自動調(diào)節(jié)，保證壓力通過試件的軸線。 五、實驗步驟1用游標卡尺在試件中點和兩端三個地方互相垂直的兩個方向各測量一次，以其各點平均直徑的最小值計算初始橫截面面積，再測量試件高度。2根據(jù)估計的最大載荷選擇試驗機量程。3把壓縮試件放置于試驗機的兩個承壓墊板之間，并對準軸線進行安裝。4開動試驗機，當試件與上支撐墊接近時，應(yīng)減慢活動臺上升的速度，以免突然加載。試件受力后，要控制加載速度，使載荷緩慢勻速增加。加載至試件斷裂后卸載，記錄極限載荷。5實驗完畢，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，清理現(xiàn)場，檢查實驗記錄是否齊全，并請指導(dǎo)教師簽字后離開。六、實驗結(jié)果處理1根據(jù)實驗記錄，鑄鐵的壓縮實驗的強度極限可由下式得到：式中為試件的初始橫載面面積。2畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。3按規(guī)定格式寫出實驗報告。實驗報告應(yīng)書寫工整，報告中各類曲線和簡圖應(yīng)用鉛筆繪制，線條和圖注清晰、簡潔。4實驗后，試件上若有冶金缺陷（如分層、汽泡、夾渣及縮孔等），應(yīng)在實驗記錄及報告中注明。七、注意事項1.壓縮實驗時必須加用墊塊。2壓縮過程中，不要靠近試件觀看，以防試件破壞時碎屑飛出傷人。試件破壞后，應(yīng)及時卸載，以免壓碎。八、思考題1.為什么鑄鐵試件沿著與軸線越成4555的傾斜面破壞？2.鑄鐵壓縮時應(yīng)力應(yīng)變曲線和拉伸時有何不同？實驗三 純彎梁的正應(yīng)力試驗一、實驗?zāi)康模?、測定梁在純彎曲時某一截面上的應(yīng)力及其分布情況。2、觀察梁在純彎曲情況下所表現(xiàn)的虎克定律，從而判斷平面假設(shè)的正確性。3、實驗結(jié)果與理論值比較,驗證彎曲正應(yīng)力公式=My/Iz的正確性4、。測定泊松比。二、實驗梁的安裝示意圖圖3-1 純彎梁實驗安裝圖1.純彎梁的正應(yīng)力的分布規(guī)律實驗裝置其裝置如圖3-1所示。 2.純彎梁的安裝與調(diào)整：在如圖3-1所示位置處，將9.拉壓力傳感器安裝在8.蝸桿升降機構(gòu)上擰緊，將2.支座(兩個)放于如圖所示的位置,并對于加力中心成對稱放置,將純彎梁置于支座上,也稱對稱放置,將4.加力桿接頭(兩對)與6.加力桿(兩個)連接,分別用3.銷子懸掛在純彎梁上,再用銷子把11.加載下梁固定于圖上所示位置,調(diào)整加力桿的位置兩桿都成鉛垂狀態(tài)并關(guān)于加力中心對稱。搖動7.手輪使傳感器升到適當位置，將10.壓頭放如圖中所示位置,壓頭的尖端頂住加載下梁中部的凹槽,適當搖動手輪使傳感器端部與壓頭稍稍接觸。檢查加載機構(gòu)是否關(guān)于加載中心對稱,如不對稱應(yīng)反復(fù)調(diào)整。3.純彎梁的貼片：圖3-2 純彎梁貼片圖5、4分別位于梁水平上、下平面的縱向軸對稱中心線上，1片位于梁的中性層上,2、3片分別位于距中性層和梁的上下邊緣相等的縱向軸線上,6片與5片垂直，如圖3-2所示 三、實驗原理圖3-3 純彎梁受力圖圖3-3為試樣受力圖為了測量應(yīng)變隨試樣截面高度的分布規(guī)律，應(yīng)變片的粘貼位置如圖3.2所示。這樣可以測量試件上下邊緣、中性層及其他中間點的應(yīng)變，便于了解應(yīng)變沿截面高度變化的規(guī)律。表3-1原始參數(shù)表材 料彈模(GPa)幾何參數(shù)應(yīng)變片參數(shù)應(yīng)變儀靈敏系數(shù) K儀b（cm）h（cm）a（cm）靈敏系數(shù) K片電阻值()碳鋼2102.04.010.02.001202.0由材料力學可知，矩形截面梁受純彎時的正應(yīng)力公式為 式中：M為彎矩；y為中性軸至欲求應(yīng)力點的距離；為橫截面對z軸的慣性矩。本實驗采用逐級等量加載的方法，每次增加等量的載荷P，測定各點相應(yīng)的應(yīng)變增量一次，即：初載荷為零，最大載荷為4kN，等量增加的載荷P為500N。分別取應(yīng)變增量的平均值(修正后的值)，求出各點應(yīng)力增量的平均值。 把測量得到的應(yīng)力增量與理論公式計算出的應(yīng)力增量加以比較，從而可驗證公式的正確性，上述理論公式中的按下式求出：材料力學中還假設(shè)梁的純彎曲段是單向應(yīng)力狀態(tài)，為此在梁上（或下）表面橫向粘貼6應(yīng)變片，可測出，可由（橫/縱）計算得到，從而驗證梁彎曲時近似于單向應(yīng)力狀態(tài)。四、實驗步驟1. 確認純彎梁截面寬度 b=20mm,高度 h=40mm,載荷作用點到梁兩側(cè)支點距離c=100mm 。2. 將傳感器連接到BZ 2208-A測力部分的信號輸入端，將梁上應(yīng)變片的公共線接至應(yīng)變儀任意通道的A端子上，其它接至相應(yīng)序號通道的B端子上，公共補償片接在公共補償端子上。檢查并紀錄各測點的順序。3. 打開儀器，設(shè)置儀器的參數(shù)，測力儀的量程和靈敏度設(shè)為傳感器量程、靈敏度。4. 本實驗取初始載荷P0=0.5KN（500N），Pmax=2.5KN(2500N)，P=0.5KN(500N)，以后每增加載荷500N，記錄應(yīng)變讀數(shù)i，共加載五級，然后卸載。再重復(fù)測量，共測三次。取數(shù)值較好的一組，記錄到數(shù)據(jù)列表中。5. 實驗完畢，卸載。實驗臺和儀器恢復(fù)原狀。五、實驗結(jié)果（1）求出各測量點在等量載荷作用下，應(yīng)變增量的平均值。（2）以各測點位置為縱坐標，以修正后的應(yīng)變增量平均值為橫坐標，畫出應(yīng)變隨試件截面高度變化曲線。（3）根據(jù)各測點應(yīng)變增量的平均值，計算測量的應(yīng)力值。（4）根據(jù)實驗裝置的受力圖和截面尺寸，先計算橫截面對z軸的慣性矩，再應(yīng)用彎曲應(yīng)力的理論公式，計算在等增量載荷作用下，各測點的理論應(yīng)力增量值。（7）比較各測點應(yīng)力的理論值和實驗值，并按下式計算相對誤差 在梁的中性層內(nèi)，因，故只需計算絕對誤差。（8）比較梁中性層的應(yīng)力。由于電阻應(yīng)變片是測量一個區(qū)域內(nèi)的平均應(yīng)變，粘貼時又不可能正好貼在中性層上，所以只要實測的應(yīng)變值是一很小的數(shù)值，就可認為測試是可靠的。 六、實驗記錄表格表3-2 測點位置測點編號12345測點至中性層的距離 y(mm)表3-3 實驗記錄載荷P(N)應(yīng)變儀讀數(shù)單位：(10-6) 泊松比112233445566=6/5-500-1000-1500-2000-2500表3-4 實驗結(jié)果測 點 編 號12345應(yīng)變修正值應(yīng)力實驗值()應(yīng)力理論值()誤差e()實驗四 等強度梁試驗一、實驗?zāi)康模?、學習應(yīng)用應(yīng)變片組橋，檢測應(yīng)力的方法2、驗證變截面等強度實驗3、掌握用等強度梁標定靈敏度的方法4、學習靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法圖41 等強度梁安裝圖二、實驗梁的安裝示意圖1.等強度梁的正應(yīng)力的分布規(guī)律實驗裝置其裝置如圖4-1所示。 2.等強度梁的安裝與調(diào)整：在如圖4-1所示位置處，將6.拉壓力傳感器安裝在5.蝸桿升降機構(gòu)上擰緊，頂部裝上7.壓頭。搖動4.手輪使之降到適當位置，以便不妨礙等強度梁的安裝。將等強度梁如圖放置，調(diào)整梁的位置使其端部與2.緊固蓋板對齊，轉(zhuǎn)動手輪使6.壓頭與梁的接觸點落在實驗梁的對稱中心線上。調(diào)整完畢，將1.緊固螺釘（共四個）用扳手全部擰緊。圖22 等強度梁實物3.等強度梁的貼片：等強度梁實物如圖4-2圖42 等強度梁貼片圖1、2、3片分別位于梁水平上平面的縱向軸對稱中心線上，1、3片關(guān)于2片成左右對稱分布，如圖4-2所示三、實驗原理1 電阻應(yīng)變測量原理電阻應(yīng)變測試方法是用電阻應(yīng)變片測定構(gòu)件的表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)變應(yīng)力關(guān)系（即電阻-應(yīng)變效應(yīng)）確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種實驗應(yīng)力分析方法。這種方法是以粘貼在被測構(gòu)件表面上的電阻應(yīng)變片作為傳感元件，當構(gòu)件變形時，電阻應(yīng)變片的電阻值將發(fā)生相應(yīng)的變化，利用電阻應(yīng)變儀將此電阻值的變化測定出來，并換算成應(yīng)變值或輸出與此應(yīng)變值成正比的電壓（或電流）信號，由記錄儀記錄下來，就可得到所測定的應(yīng)變或應(yīng)力。圖43 電阻應(yīng)變片基本構(gòu)造示意圖2 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片一般由敏感柵、引線、基底、覆蓋層和粘結(jié)劑組成，圖4-3所示為其構(gòu)造簡圖。3 測量電路原理通過在試件上粘貼電阻應(yīng)變片，可以將試件的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片的電阻變化，但是通常這種電阻變化是很小的。為了便于測量，需將應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓（或電流）信號，再通過電子放大器將信號放大，然后由指示儀或記錄儀指示出應(yīng)變值。這一任務(wù)是由電阻應(yīng)變儀來完成的。而電阻應(yīng)變儀中電橋的作用是將應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓（或電流）信號。電橋根據(jù)其供電電源的類型可分為直流電橋和交流電橋，下面以直流電橋為例來說明其電路原理。31 電橋的平衡圖44 測量電橋直流電橋如圖4-4所示，電橋各臂R1、R2、R3、R4可以全部是應(yīng)變片（全橋式接法），也可以部分是應(yīng)變片，其余為固定電阻，如當R1、R2為應(yīng)變片，R3、R4接精密無感固定電阻時，稱為半橋式接法。橋路AC端的供橋電壓為E，則在橋路BD端的輸出電壓為： 由上式可知，當橋臂電阻滿足: R1R3=R2R4時，電橋輸出電壓U=0 ，稱為電橋平衡。32 電橋輸出電壓設(shè)起始處于平衡狀態(tài)的電橋各橋臂（應(yīng)變片）的電阻值都發(fā)生了變化，即此時電橋輸出電壓的變化量為：可進一步整理為對以下常用的測量電路，該輸出電壓的變化可作進一步簡化：a) 全等臂電橋在上述電橋中，各橋臂上的應(yīng)變片的起始電阻值全相等，靈敏系數(shù)K也相同，于是 ，以代入上式，得b) 半等臂電橋當R1、R2為起始電阻值和靈敏系數(shù)K都相同的應(yīng)變片，R3、R4接精密無感固定電阻，此時 c) 1/4電橋當R1、R2起始電阻值相同，R1為靈敏系數(shù)K的應(yīng)變片，R2、R3、R4接精密無感固定電阻，此時 33 電橋電路的基本特性a）在一定的應(yīng)變范圍內(nèi)，電橋的輸出電壓與各橋臂電阻的變化率或相應(yīng)的應(yīng)變片所感受的（軸向）應(yīng)變成線性關(guān)系；b）各橋臂電阻的變化率或相應(yīng)的應(yīng)變片所感受的應(yīng)變對電橋輸出電壓的變化的影響是線形疊加的,其疊加方式為: 相鄰橋臂異號, 相對橋臂同號。充分利用電橋的這一特性不僅可以提高應(yīng)變測量的靈敏度及精度，而且可以解決溫度補償?shù)葐栴}。四、實驗步驟1. 把等強度梁安裝于實驗臺上，注意加載點要位于等強度梁的軸對稱中心。2. 將傳感器連接到BZ 2208-A測力部分的信號輸入端，將梁上應(yīng)變片的導(dǎo)線分別接至應(yīng)變儀任1-3通道的A、B端子上，公共補償片接在公共補償端子上。檢查并紀錄各測點的順序。3. 打開儀器，設(shè)置儀器的參數(shù)，測力儀的量程和靈敏度。4. 本實驗取初始載荷P0=20N，Pmax=100N，P=20N，以后每增加載荷20N，記錄應(yīng)變讀數(shù)i，共加載五級，然后卸載。再重復(fù)測量，共測三次。取數(shù)值較好的一組，記錄到數(shù)據(jù)列表中。5. 未知靈敏度的應(yīng)變片的簡單標定：沿等強度梁的中心軸線方向粘貼未知靈敏度的應(yīng)變片,焊接引出導(dǎo)線并將引出導(dǎo)線接4通道的A、B端子，重復(fù)以上3.4 步。6. 實驗完畢，卸載。實驗臺和儀器恢復(fù)原狀。五、實驗記錄表4-1載荷P(N)應(yīng)變儀讀數(shù)單位：(10-6) 1 1223344-20-40-60-80-100平均值已知未知靈敏度=2.00未知/已知實驗五 同心拉桿試驗一、實驗?zāi)康模?測定低碳鋼的彈性模量E。2驗證虎克定律（最大載荷4KN）二、實驗梁的安裝示意圖1.同心拉桿實驗裝置2. 同心拉桿的安裝與調(diào)整：如圖5-1所示，將3.拉壓力傳感器安裝在2.蝸桿升降機構(gòu)上擰緊，將4拉伸桿接頭(兩個)安裝在如圖所示的位置擰緊,搖動1.手輪使傳感器升到適當位置，將5.同心拉桿用銷子安裝在拉伸桿接頭的凹槽內(nèi),應(yīng)調(diào)整支座的位置，使同心拉桿處于自由懸垂狀態(tài)。3. 同心拉桿的貼片：圖5-2 為同心拉桿實物圖只貼一枚應(yīng)變片，貼于梁水平上圖 5-1 為同心拉桿實驗安裝圖平面的縱向軸對稱中心線上。 三、實驗原理圖5-2 同心拉桿實物圖低碳鋼彈性模量E的測定由材料力學可知，彈性模量是材料在彈性變形范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即因為，所以彈性模量E又可表示為 式中： E 材料的彈性模量 應(yīng)力， 應(yīng)變，P 實驗時所施加的載荷，A以試件截面尺寸的平均值計算的橫截面面積對于兩端鉸接的同心拉桿，加力點都位于拉桿縱向軸線上，所貼應(yīng)變片也位于拉桿縱向軸線上，此時該測點的應(yīng)力狀態(tài)可認為是單向應(yīng)力狀態(tài)，即只有一個主應(yīng)力，滿足虎克定律，由于材料在彈性變形范圍內(nèi)，與成正比，所以當試件受到載荷增量P與應(yīng)變增量 的比值即為E：所以，用游標卡尺測量試件的截面尺寸可計算出橫截面面積A，由拉壓力傳感器接測力儀即可得到所加載荷增量P的大小，再把應(yīng)變片引線與應(yīng)變儀相連，就可得到該截面處以加載荷增量P變化時應(yīng)變增量。這樣就可計算出彈性模量E。四、實驗步驟1. 將拉壓力傳感器與測力儀連接, 接通電源, 打開儀器開關(guān)，設(shè)置測力儀參數(shù)，測力儀量程、靈敏度（設(shè)為傳感器量程、靈敏度）。2. 將試件上應(yīng)變片接至應(yīng)變儀一通道的A端子上，公共補償片接在公共補償端子上。3. 設(shè)置應(yīng)變儀，然后轉(zhuǎn)入測量狀態(tài)。4. 本實驗取初始載荷P0=200N，Pmax=1000N，P=200N，以后每增加載荷200N，記錄應(yīng)變讀數(shù)，共加載五級，然后卸載。實驗臺和儀器恢復(fù)原狀。五、實驗記錄表格表5-1 實驗記錄載荷P(N)2004006008001000應(yīng)變儀讀數(shù) 單位：(10-6) A（m2）(Pa)實驗六 彎扭組合變形試驗一、實驗?zāi)康?測量薄壁圓管在彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形下，其表面一點的主應(yīng)力大小及方位。2掌握用電阻應(yīng)變花測量某一點主應(yīng)力大小及方位的方法。3將測點主應(yīng)力值與該點主應(yīng)力的理論值進行分析比較。二、實驗裝置及儀器1彎扭組合變形實驗裝置如圖所示，裝置上的薄壁圓管一端固定，另一端自由。在自由端裝有與圓管軸線垂直的加力桿，該桿呈水平狀態(tài)。載荷F作用于加力桿的自由端。此時，薄壁圓管發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)的組合變形。在距圓管自由端為L1的橫截面的A上頂面和B下底面處各貼有一個45應(yīng)變花如圖。設(shè)圓管的外徑為D，內(nèi)徑為d，載荷作用點至圓管軸線的距離為L2。 簿壁圓管主應(yīng)力測量裝置2靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。3游標卡尺、鋼尺等。三、試驗步驟1打開應(yīng)變儀電源，預(yù)熱。2. 貼應(yīng)變片3接線將應(yīng)變片1-6按上方A點、下方B點、的多點1/4橋公共補償法對各測量片接線，即將試樣上的應(yīng)變片分別接在應(yīng)變儀所選1-6通道的A、B端。所選通道B、B間的連接片均應(yīng)連上。將補償片接在補償1的接線端子上。4設(shè)置參數(shù)（1）測力通道（0通道）應(yīng)設(shè)置二個參數(shù)。按、鍵，0通道和全橋形式指示燈亮。（注：i鍵的作用是保存數(shù)據(jù)，并回到待用狀態(tài)；ii若0通道指示燈未亮，而10通道指示燈亮，則再按一下0/10鍵，就能切換至0通道，因為0、1