材料拉伸實驗1

1、 材料力學(xué)實驗材料力學(xué)實驗指導(dǎo)教師：趙艷榮 主要內(nèi)容主要內(nèi)容實驗一實驗一 拉伸實驗拉伸實驗 實驗二實驗二 壓縮實驗壓縮實驗 實驗三實驗三 純彎曲梁的正應(yīng)力實驗純彎曲梁的正應(yīng)力實驗 實驗四實驗四 彎扭組合應(yīng)力測定實驗彎扭組合應(yīng)力測定實驗 實驗一實驗一 拉伸實驗拉伸實驗一、目的與要求一、目的與要求 1.1.了解電子萬能試驗機(jī)的工作原理，熟悉其操作規(guī)程和了解電子萬能試驗機(jī)的工作原理，熟悉其操作規(guī)程和正確的使用方法。正確的使用方法。 2.2.測定低碳鋼的屈服極限測定低碳鋼的屈服極限 、強(qiáng)度極限、強(qiáng)度極限 、延伸、延伸率率 、截面收縮率、截面收縮率 和鑄鐵的強(qiáng)度極限和鑄鐵的強(qiáng)度極限 。 3.3.觀察低碳

2、鋼和鑄鐵在拉伸過程中的各種現(xiàn)象，繪制拉觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中的各種現(xiàn)象，繪制拉伸曲線。伸曲線。 4.4.比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和斷口情況。比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和斷口情況。sbb 二、實驗設(shè)備和工具二、實驗設(shè)備和工具1.wdw32001.wdw3200型微機(jī)控制電子型微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)萬能試驗機(jī)2.2.刻線機(jī)刻線機(jī)3.3.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 立柱上橫梁雙向推力球軸承滾珠絲杠桿移動橫梁圓弧同步帶電機(jī)張緊輪減速器臺面深溝球軸承絲杠下端上裝有圓弧絲杠下端上裝有圓弧同步帶輪，經(jīng)減速器、同步帶輪，經(jīng)減速器、電機(jī)傳動而帶動移動電機(jī)傳動而帶動移動橫梁移動。主機(jī)左側(cè)橫梁移動。主

3、機(jī)左側(cè)設(shè)有移動橫梁保護(hù)機(jī)設(shè)有移動橫梁保護(hù)機(jī)構(gòu)，可防止移動橫梁構(gòu)，可防止移動橫梁移動超過上下極限位移動超過上下極限位置造成機(jī)械事故，也置造成機(jī)械事故，也可以使移動橫梁停止可以使移動橫梁停止在預(yù)定位置。在預(yù)定位置。 萬能試驗機(jī)的工作原理萬能試驗機(jī)的工作原理: 三、拉伸試件三、拉伸試件為比較不同材料的試驗結(jié)果，對試樣形狀、加工精度、為比較不同材料的試驗結(jié)果，對試樣形狀、加工精度、加載速度、試驗環(huán)境，加載速度、試驗環(huán)境，國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)金屬拉伸試驗方法金屬拉伸試驗方法（gb228-87gb228-87）有統(tǒng)一規(guī)定，按照國標(biāo)，做成標(biāo)準(zhǔn)試件。有統(tǒng)一規(guī)定，按照國標(biāo)，做成標(biāo)準(zhǔn)試件。圓截面試件圓截面試件標(biāo)距與直

4、徑的比例為標(biāo)距與直徑的比例為: :005dl 005dl 0010dl 對于板的材料拉伸實驗，按國家標(biāo)準(zhǔn)做成矩形截面試件。對于板的材料拉伸實驗，按國家標(biāo)準(zhǔn)做成矩形截面試件。 截面面積和試件標(biāo)距關(guān)系為截面面積和試件標(biāo)距關(guān)系為: : 00311a.l 00655a.l 四、實驗原理四、實驗原理1.1.夾頭形式夾頭形式夾板表面制成凸紋，夾板表面制成凸紋，以夾牢試件。以夾牢試件。 圓形和矩形截面試件所用夾板分別如圖圓形和矩形截面試件所用夾板分別如圖1313（a a）（）（b b） 2.2.拉伸曲線拉伸曲線低碳鋼試件的拉伸曲線低碳鋼試件的拉伸曲線 a/fssa/fbb屈服極限屈服極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限 鑄

5、鐵試件的拉伸曲線鑄鐵試件的拉伸曲線a/fbb強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限 五、實驗步驟五、實驗步驟1.1.試件的準(zhǔn)備：試件的準(zhǔn)備：在試件中段取標(biāo)距在試件中段取標(biāo)距 或或 , ,在標(biāo)距兩端做好標(biāo)在標(biāo)距兩端做好標(biāo)記。記。對低碳鋼試件，用刻線機(jī)在標(biāo)距長度內(nèi)每隔對低碳鋼試件，用刻線機(jī)在標(biāo)距長度內(nèi)每隔10mm10mm畫一圓畫一圓周線，將標(biāo)距周線，將標(biāo)距1010等分或等分或5 5等分，為斷口位置的補(bǔ)償作準(zhǔn)等分，為斷口位置的補(bǔ)償作準(zhǔn)備。用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距線附近及中間各取一截面，每個備。用游標(biāo)卡尺在標(biāo)距線附近及中間各取一截面，每個截面沿互相垂直的兩個方向各測一次直徑取平均值，取截面沿互相垂直的兩個方向各測一次直徑取平均值，

6、取這三處截面直徑的最小值這三處截面直徑的最小值d d0 0作為計算試件橫截面面積作為計算試件橫截面面積a a0 0的依據(jù)。的依據(jù)。0010dl 005dl 2. 2.試驗機(jī)的準(zhǔn)備：首先了解電子萬能試驗機(jī)的基試驗機(jī)的準(zhǔn)備：首先了解電子萬能試驗機(jī)的基本構(gòu)造原理，學(xué)習(xí)試驗機(jī)的操作規(guī)程。本構(gòu)造原理，學(xué)習(xí)試驗機(jī)的操作規(guī)程。(1)(1)旋開鑰匙開關(guān)，啟動試驗機(jī)。第一步：連接好試旋開鑰匙開關(guān)，啟動試驗機(jī)。第一步：連接好試驗機(jī)電源線及各通訊線纜；第二步：打開空氣開關(guān)；驗機(jī)電源線及各通訊線纜；第二步：打開空氣開關(guān)；第三步：打開鑰匙開關(guān)。第三步：打開鑰匙開關(guān)。(2)(2)連接試驗機(jī)與計算機(jī)。打開計算機(jī)顯示器與主機(jī)

7、，連接試驗機(jī)與計算機(jī)。打開計算機(jī)顯示器與主機(jī)，運(yùn)行實驗程序，進(jìn)入實驗主界面，單擊主菜單上運(yùn)行實驗程序，進(jìn)入實驗主界面，單擊主菜單上“聯(lián)聯(lián)機(jī)機(jī)”，連接試驗機(jī)與計算機(jī)。，連接試驗機(jī)與計算機(jī)。 3. 3.安裝試件：根據(jù)試件形狀和尺寸選擇合適的夾頭，安裝試件：根據(jù)試件形狀和尺寸選擇合適的夾頭，先將試件安裝在下夾頭上，移動橫梁調(diào)整夾頭間距，將先將試件安裝在下夾頭上，移動橫梁調(diào)整夾頭間距，將試件另一端裝入上夾頭夾緊。緩慢加載，觀察微機(jī)實驗試件另一端裝入上夾頭夾緊。緩慢加載，觀察微機(jī)實驗主界面上實驗力的情況，以檢查試件是否已夾牢，如有主界面上實驗力的情況，以檢查試件是否已夾牢，如有打滑則需重新安裝。打滑則需

8、重新安裝。 4.4.清零及實驗條件設(shè)定：清零及實驗條件設(shè)定： (1)(1)錄入試樣：單擊主菜單上試樣，選擇試錄入試樣：單擊主菜單上試樣，選擇試驗材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、驗材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、試件原始尺寸。試件原始尺寸。 (2)(2)實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上參數(shù)設(shè)置，實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上參數(shù)設(shè)置，設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（1 13mm/min3mm/min）與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。 (3)(3)清零：單擊主菜單上的位移清零、變清零：單擊主菜單上的位移清零、變形

9、清零、試驗力清零，進(jìn)行清零。形清零、試驗力清零，進(jìn)行清零。 5.5.進(jìn)行實驗：選定曲線顯示類型為進(jìn)行實驗：選定曲線顯示類型為“負(fù)荷位移曲線負(fù)荷位移曲線”（不接引伸計）或（不接引伸計）或“負(fù)荷變形曲線負(fù)荷變形曲線”（接引伸計），（接引伸計），單擊主菜單上的試驗開始，進(jìn)行實驗，實驗過程中單擊主菜單上的試驗開始，進(jìn)行實驗，實驗過程中注意觀察曲線的變化情況與試件的各種物理現(xiàn)象。注意觀察曲線的變化情況與試件的各種物理現(xiàn)象。6.6.實驗結(jié)束：當(dāng)試件被拉斷或達(dá)到設(shè)定結(jié)束條件時，單實驗結(jié)束：當(dāng)試件被拉斷或達(dá)到設(shè)定結(jié)束條件時，單擊主菜單上的試驗結(jié)束，結(jié)束實驗。擊主菜單上的試驗結(jié)束，結(jié)束實驗。7.7.保存結(jié)果：單

10、擊主菜單上的數(shù)據(jù)管理，進(jìn)入下一保存結(jié)果：單擊主菜單上的數(shù)據(jù)管理，進(jìn)入下一級界面，單擊輸出，得到級界面，單擊輸出，得到excelexcel形式的數(shù)據(jù)文件，輸形式的數(shù)據(jù)文件，輸入文件名，以入文件名，以另存另存方式建立拉伸曲線數(shù)據(jù)文件。方式建立拉伸曲線數(shù)據(jù)文件。8.8.實驗完畢，取下試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢復(fù)實驗完畢，取下試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，并請指導(dǎo)教師簽字。并請指導(dǎo)教師簽字。 六、實驗結(jié)果處理六、實驗結(jié)果處理sfbfsb 1. 1.根據(jù)測得的屈服載荷根據(jù)測得的屈服載荷 和最大載荷和最大

11、載荷 , ,計算屈計算屈服極限服極限 和強(qiáng)度極限和強(qiáng)度極限 , ,鑄鐵不存在屈服階段只計鑄鐵不存在屈服階段只計算強(qiáng)度極限算強(qiáng)度極限 。b 2. 2.根據(jù)拉伸前后試件的標(biāo)距長度和橫截面面積，計算根據(jù)拉伸前后試件的標(biāo)距長度和橫截面面積，計算出低碳鋼的延伸率出低碳鋼的延伸率 和截面收縮率和截面收縮率 。 3.3.畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。4.4.按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、曲線、按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、曲線、簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。 七、實驗報告七、實驗報告試件形狀和尺寸試件形狀和尺寸 實驗數(shù)據(jù)及計

12、算結(jié)果實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果 計算公式：計算公式： 0ssaf0bbaf%100001lll%100001aaa 八、思考題八、思考題1.1.參考低碳鋼拉伸圖，分段回答力與變形的關(guān)系以及參考低碳鋼拉伸圖，分段回答力與變形的關(guān)系以及在實驗中反映出的現(xiàn)象。在實驗中反映出的現(xiàn)象。2.2.由低碳鋼、鑄鐵的拉伸圖和試件斷口形狀及其測試由低碳鋼、鑄鐵的拉伸圖和試件斷口形狀及其測試結(jié)果，回答二者機(jī)械性能有什么不同。結(jié)果，回答二者機(jī)械性能有什么不同。3.3.回憶本次實驗過程，你從中學(xué)到了哪些知識？回憶本次實驗過程，你從中學(xué)到了哪些知識？ 實驗二實驗二 壓縮實驗壓縮實驗一、目的與要求一、目的與要求 1.1.測定壓縮

13、時低碳鋼的屈服極限測定壓縮時低碳鋼的屈服極限 和鑄鐵的強(qiáng)度極和鑄鐵的強(qiáng)度極限限 。 2.2.觀察兩種材料壓縮時的變形和破壞現(xiàn)象，比較和分觀察兩種材料壓縮時的變形和破壞現(xiàn)象，比較和分析原因。析原因。sb 二、實驗設(shè)備和工具二、實驗設(shè)備和工具1.wdw32001.wdw3200型微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)型微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)2.2.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺三、壓縮試件三、壓縮試件3100d/h 試件受壓時，兩端面與試驗機(jī)墊板間試件受壓時，兩端面與試驗機(jī)墊板間的摩擦力約束試件的橫向變形，影響試的摩擦力約束試件的橫向變形，影響試件的強(qiáng)度件的強(qiáng)度, ,隨著比值隨著比值h0/d0的增加，上述的增加，上述摩擦力對試

14、件中部的影響減弱。但比值摩擦力對試件中部的影響減弱。但比值h0/d0也不能過大，否則將引起失穩(wěn)。一也不能過大，否則將引起失穩(wěn)。一般要求般要求 。 四、實驗原理四、實驗原理1.1.低碳鋼的壓縮曲線低碳鋼的壓縮曲線sf0ssa/f壓縮過程中產(chǎn)生屈服以前的壓縮過程中產(chǎn)生屈服以前的基本情況與拉伸時相同，載基本情況與拉伸時相同，載荷到達(dá)荷到達(dá)b b點時，實驗力值不變點時，實驗力值不變或下降，材料產(chǎn)生屈服，當(dāng)或下降，材料產(chǎn)生屈服，當(dāng)載荷超過載荷超過b b點后，點后，塑性變形逐塑性變形逐漸增加，試件橫截面積逐漸漸增加，試件橫截面積逐漸增大，試件最后被壓成鼓形增大，試件最后被壓成鼓形而不斷裂，只能測出產(chǎn)生屈而

15、不斷裂，只能測出產(chǎn)生屈服時的載荷服時的載荷 ，由，由 得出材料受壓時的屈服極限。得出材料受壓時的屈服極限。 2.2.鑄鐵的鑄鐵的壓縮曲線壓縮曲線bf0bba/f鑄鐵試件受壓時在很小的變鑄鐵試件受壓時在很小的變形下即發(fā)生破壞，只能測形下即發(fā)生破壞，只能測出出 , ,由由 ,鑄鐵破壞時的裂縫約與軸線成鑄鐵破壞時的裂縫約與軸線成450角左右。角左右。得出材料的強(qiáng)度極限。得出材料的強(qiáng)度極限。b 五、實驗步五、實驗步驟驟1.1.試件的準(zhǔn)備：試件的準(zhǔn)備： 用游標(biāo)卡尺在試件中點處兩個相互垂直的方向測量用游標(biāo)卡尺在試件中點處兩個相互垂直的方向測量直徑直徑d0，取其平均值。取其平均值。2.2.試驗機(jī)的準(zhǔn)備：試驗

16、機(jī)的準(zhǔn)備： 試驗機(jī)的啟動與計算機(jī)的聯(lián)機(jī)與拉伸實驗相同。試驗機(jī)的啟動與計算機(jī)的聯(lián)機(jī)與拉伸實驗相同。3.3.放置試件：放置試件： 將試件盡量準(zhǔn)確地放在機(jī)器活動承墊中心上，使試將試件盡量準(zhǔn)確地放在機(jī)器活動承墊中心上，使試件承受軸向壓力。然后移動橫梁向下運(yùn)動，在試件與上件承受軸向壓力。然后移動橫梁向下運(yùn)動，在試件與上壓頭將要接觸時要特別注意減慢橫梁移動速度，使之慢壓頭將要接觸時要特別注意減慢橫梁移動速度，使之慢慢接觸，以免發(fā)生撞擊，損壞機(jī)器。慢接觸，以免發(fā)生撞擊，損壞機(jī)器。 4.4.清零及實驗條件設(shè)定：清零及實驗條件設(shè)定： (1)(1)錄入試樣：單擊主菜單上試樣，選擇試驗錄入試樣：單擊主菜單上試樣，選

17、擇試驗材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、試件材料、試驗方法、試樣形狀，輸入試驗編號、試件原始尺寸。原始尺寸。 (2)(2)實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上參數(shù)設(shè)置，實驗參數(shù)設(shè)定：單擊主菜單上參數(shù)設(shè)置，設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（設(shè)定初始試驗力值、橫梁移動速度（1 13mm/min3mm/min）與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。與移動方向（向下）、試驗結(jié)束條件等參數(shù)。 (3)(3)清零：單擊主菜單上的位移清零、變形清零：單擊主菜單上的位移清零、變形清零、試驗力清零，進(jìn)行清零。清零、試驗力清零，進(jìn)行清零。 5.5.進(jìn)行實驗：選定曲線顯示類型為進(jìn)行實驗：選定曲線顯示類型為“負(fù)荷位移曲線負(fù)

18、荷位移曲線”（不接引伸計）或（不接引伸計）或“負(fù)荷變形曲線負(fù)荷變形曲線”（接引伸計），（接引伸計），單擊主菜單上的試驗開始，進(jìn)行實驗，實驗過程中單擊主菜單上的試驗開始，進(jìn)行實驗，實驗過程中注意觀察曲線的變化情況與試件的物理現(xiàn)象。注意觀察曲線的變化情況與試件的物理現(xiàn)象。6.6.實驗結(jié)束：當(dāng)試件被壓裂或達(dá)到設(shè)定結(jié)束條件時，實驗結(jié)束：當(dāng)試件被壓裂或達(dá)到設(shè)定結(jié)束條件時，單擊主菜單上的試驗結(jié)束，結(jié)束實驗。單擊主菜單上的試驗結(jié)束，結(jié)束實驗。7.7.保存結(jié)果：單擊主菜單上的數(shù)據(jù)管理，進(jìn)入下保存結(jié)果：單擊主菜單上的數(shù)據(jù)管理，進(jìn)入下一級界面，單擊輸出，得到一級界面，單擊輸出，得到excelexcel形式的數(shù)據(jù)文

19、件，形式的數(shù)據(jù)文件，輸入文件名，以輸入文件名，以另存另存方式建立壓縮曲線數(shù)據(jù)文件。方式建立壓縮曲線數(shù)據(jù)文件。8. 8. 實驗完畢，取出試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢實驗完畢，取出試件，退出實驗程序，儀器設(shè)備恢復(fù)原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，復(fù)原狀，關(guān)閉電源，清理現(xiàn)場。檢查實驗記錄是否齊全，并請指導(dǎo)教師簽字。并請指導(dǎo)教師簽字。 六、實驗結(jié)果處理六、實驗結(jié)果處理sfbfsb 1. 1.根據(jù)測得的屈服載荷根據(jù)測得的屈服載荷 和最大載荷和最大載荷 , ,分別計算分別計算低碳鋼試件的低碳鋼試件的屈服極限屈服極限 和鑄鐵試件的強(qiáng)度極限和鑄鐵試件的強(qiáng)度極限 。 2.2.畫出試件的破壞形狀圖

20、，并分析其破壞原因。畫出試件的破壞形狀圖，并分析其破壞原因。3.3.按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、按規(guī)定格式寫出實驗報告。報告中各類表格、曲線、簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。曲線、簡圖和原始數(shù)據(jù)應(yīng)齊全。 七、實驗報告七、實驗報告試件形狀和尺寸試件形狀和尺寸 實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果 計算公式：計算公式： 0ssaf0bbaf 八、思考題八、思考題1.1.低碳鋼壓縮圖與拉伸圖有何區(qū)別？說明什么問題？低碳鋼壓縮圖與拉伸圖有何區(qū)別？說明什么問題？2.2.為什么鑄鐵壓縮時沿軸線大致成為什么鑄鐵壓縮時沿軸線大致成4545方向的斜截方向的斜截面破壞？面破壞？ 3.3.低碳鋼壓縮后為什么成鼓形

21、？低碳鋼壓縮后為什么成鼓形？ 實驗三實驗三 純彎曲梁的正應(yīng)力實驗純彎曲梁的正應(yīng)力實驗 一、目的與要求一、目的與要求 1.1.用電測法測定純彎曲梁彎曲時橫截面各點的正應(yīng)力大用電測法測定純彎曲梁彎曲時橫截面各點的正應(yīng)力大小和分布規(guī)律，驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。小和分布規(guī)律，驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。 2.2.測定泊松比測定泊松比 。 3.3.了解電測法的基本原理和力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀的了解電測法的基本原理和力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀的操作方法。操作方法。 二、實驗設(shè)備和工具二、實驗設(shè)備和工具1.xl34161.xl3416型純彎曲梁實驗裝置型純彎曲梁實驗裝置2.xl2118c2.xl2118c型

22、力應(yīng)變綜合參型力應(yīng)變綜合參 數(shù)測試儀數(shù)測試儀3.3.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺純彎曲梁實驗裝置純彎曲梁實驗裝置 xl2118cxl2118c型力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀型力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀 實驗現(xiàn)場實驗現(xiàn)場 三、實驗原理三、實驗原理1. 1. 驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式由梁的內(nèi)力分析知，由梁的內(nèi)力分析知，bcbc段段的剪力為零，彎矩為一常的剪力為零，彎矩為一常量，因此梁的量，因此梁的bcbc段為純彎段為純彎曲段。曲段。在純彎曲條件下，根據(jù)平在純彎曲條件下，根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖維間無正面假設(shè)和縱向纖維間無正應(yīng)力的假設(shè)，可得梁橫截應(yīng)力的假設(shè)，可得梁橫截面上任一點的正應(yīng)力計算面上任一

23、點的正應(yīng)力計算公式為公式為 zimy 為了測量梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律，為了測量梁在純彎曲時橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律，在梁的純彎曲段沿梁側(cè)面不同高度，平行于軸線貼有在梁的純彎曲段沿梁側(cè)面不同高度，平行于軸線貼有應(yīng)變片，如圖所示。應(yīng)變片，如圖所示。 實驗采用半橋單臂、公共補(bǔ)償、多點測量方法。加載實驗采用半橋單臂、公共補(bǔ)償、多點測量方法。加載采用增量法，即每增加等量的載荷采用增量法，即每增加等量的載荷f f，測出各點的應(yīng)，測出各點的應(yīng)變增量變增量 ，分別取各點應(yīng)變增量的平均值，分別取各點應(yīng)變增量的平均值 ， i實實 依次求出各點的應(yīng)變增量依次求出各點的應(yīng)變增量 ，將實測應(yīng)力將實測應(yīng)力值

24、與理論應(yīng)力值值與理論應(yīng)力值 進(jìn)行比較，以進(jìn)行比較，以驗證彎曲正應(yīng)力公式。驗證彎曲正應(yīng)力公式。 i實實 ie實實實實 iziziiifay/imy 212.2.測定泊松比測定泊松比在梁的上邊緣縱向應(yīng)變片在梁的上邊緣縱向應(yīng)變片1 1附近，沿著梁的寬度粘貼一橫附近，沿著梁的寬度粘貼一橫向電阻應(yīng)變片向電阻應(yīng)變片6 6，測出沿寬度方向的應(yīng)變，測出沿寬度方向的應(yīng)變 ，利用公式，利用公式 ，確定泊松比的數(shù)值。，確定泊松比的數(shù)值。 四、實驗步驟四、實驗步驟1.1.設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。2.2.測量矩形截面梁的寬度測量矩形截面梁的寬度b b和高度和高度h h、載荷作用點

25、到梁、載荷作用點到梁支點距離支點距離a a及各應(yīng)變片到中性層的距離及各應(yīng)變片到中性層的距離 。 iy3.3.將實驗裝置上傳感器的五芯航空插頭連接到力應(yīng)將實驗裝置上傳感器的五芯航空插頭連接到力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上電源，變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上電源，將開關(guān)置開，預(yù)熱將開關(guān)置開，預(yù)熱2020分鐘，并檢查該裝置是否處于正常分鐘，并檢查該裝置是否處于正常實驗狀態(tài)。實驗狀態(tài)。4.4.輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一般輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一般首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，可首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，可

26、不必重新設(shè)置）。不必重新設(shè)置）。 5.5.擬訂加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷擬訂加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷p p0 0（一般?。ㄒ话闳 p0 0 =10=10p pmaxmax左右），估算左右），估算p pmaxmax，分，分4 46 6級加載。級加載。6.6.分清各測點應(yīng)變片引線，按實驗要求接好線，調(diào)整分清各測點應(yīng)變片引線，按實驗要求接好線，調(diào)整好儀器和實驗加載裝置，檢查整個測試系統(tǒng)是否處于正好儀器和實驗加載裝置，檢查整個測試系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。常工作狀態(tài)。7.7.根據(jù)加載方案加載。首先在不加載的情況下將測力根據(jù)加載方案加載。首先在不加載的情況下將測力量和應(yīng)變量調(diào)至零；然后均勻緩慢加

27、載至初載荷量和應(yīng)變量調(diào)至零；然后均勻緩慢加載至初載荷p p0 0，記，記下各點應(yīng)變的初始讀數(shù)；再分級等增量加載，每增加一下各點應(yīng)變的初始讀數(shù)；再分級等增量加載，每增加一級載荷，依次記錄各點電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值，直到最終級載荷，依次記錄各點電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值，直到最終載荷。實驗至少重復(fù)兩次。載荷。實驗至少重復(fù)兩次。8.8.做完實驗后，卸掉載荷，拆除接線，關(guān)閉電源，整做完實驗后，卸掉載荷，拆除接線，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場，實驗資料交指導(dǎo)教理好所用儀器設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場，實驗資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。師檢查簽字。 五、實驗結(jié)果處理五、實驗結(jié)果處理 六、實驗報告六、實驗報告 實驗與理論

28、的應(yīng)力分布曲線實驗與理論的應(yīng)力分布曲線 七、思考題七、思考題 1.1.若在梁的同一高度處沿軸線方向兩面都貼有應(yīng)變片，若在梁的同一高度處沿軸線方向兩面都貼有應(yīng)變片，請考慮是否有其他接線方法，并在實驗時應(yīng)用。請考慮是否有其他接線方法，并在實驗時應(yīng)用。2.2.影響實驗結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素是什么？影響實驗結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素是什么？3.3.彎曲正應(yīng)力的大小是否受彈性模量彎曲正應(yīng)力的大小是否受彈性模量e e的影響？的影響？4.4.梁彎曲的正應(yīng)力公式并未涉及材料的彈性模量梁彎曲的正應(yīng)力公式并未涉及材料的彈性模量e e，而實測應(yīng)力值的計算卻用上了彈性模量而實測應(yīng)力值的計算卻用上了彈性模量e e，為什么？，為

29、什么？5.5.實驗時沒有考慮梁的自重，會引起誤差嗎？為什么？實驗時沒有考慮梁的自重，會引起誤差嗎？為什么？ 一、電測法的基本原理概述一、電測法的基本原理概述 電測法的基本原理電測法的基本原理 xl 2118c型力型力&應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀系統(tǒng)原理示意圖應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀系統(tǒng)原理示意圖 電測法的優(yōu)點電測法的優(yōu)點（1 1）靈敏度高，測量范圍廣。例如應(yīng)變測量范圍為）靈敏度高，測量范圍廣。例如應(yīng)變測量范圍為1-1041-104應(yīng)變，力或重力的測量范圍為應(yīng)變，力或重力的測量范圍為1010-2-2-10-105 5n n等。等。（2 2）能進(jìn)行靜、動態(tài)測量，頻響范圍為）能進(jìn)行靜、動態(tài)測量，頻響范圍為0050

30、khz50khz。（）輕便靈活，適用于現(xiàn)場及野外等惡劣環(huán)境下進(jìn)（）輕便靈活，適用于現(xiàn)場及野外等惡劣環(huán)境下進(jìn)行測試。電阻應(yīng)變片最小標(biāo)距僅行測試。電阻應(yīng)變片最小標(biāo)距僅0.0.mmmm。（4 4）能在高、低溫及高壓液下等特殊條件下進(jìn)行測量。）能在高、低溫及高壓液下等特殊條件下進(jìn)行測量。（5 5）便于與微機(jī)聯(lián)結(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，可廣泛應(yīng)）便于與微機(jī)聯(lián)結(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)管理的自動化及控制。用于生產(chǎn)管理的自動化及控制。 電測法的應(yīng)用領(lǐng)域電測法的應(yīng)用領(lǐng)域直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場實測與控制。直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場實測與控制。生產(chǎn)新產(chǎn)品前的模型設(shè)計實驗。生產(chǎn)新產(chǎn)品前的模型設(shè)計實驗。高技術(shù)

31、、現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。如機(jī)器人工業(yè)、高技術(shù)、現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。如機(jī)器人工業(yè)、原子能反應(yīng)堆、航空、航天等諸方面的參數(shù)測試。原子能反應(yīng)堆、航空、航天等諸方面的參數(shù)測試。應(yīng)用于運(yùn)動力學(xué)測試。如運(yùn)動步態(tài)測力平臺、足底應(yīng)用于運(yùn)動力學(xué)測試。如運(yùn)動步態(tài)測力平臺、足底壓力分布測試、重心運(yùn)動軌跡測試等。壓力分布測試、重心運(yùn)動軌跡測試等。應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)及康復(fù)事業(yè)，如患者行走步態(tài)測試，應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)及康復(fù)事業(yè)，如患者行走步態(tài)測試，假肢參數(shù)測試等。假肢參數(shù)測試等。制造各種傳感受器，如力、位移，壓力傳感器等。制造各種傳感受器，如力、位移，壓力傳感器等。 直徑為直徑為0.003mm0.01mm的合金絲繞成柵的合金絲

32、繞成柵狀而成狀而成 1. 構(gòu)造與種類構(gòu)造與種類 二、電阻應(yīng)變片的工作原理二、電阻應(yīng)變片的工作原理 0.003mm0.01mm的箔材經(jīng)光的箔材經(jīng)光刻腐蝕工藝制刻腐蝕工藝制成敏感柵成敏感柵 2、電阻應(yīng)變片的工作原理、電阻應(yīng)變片的工作原理 lrarlarlallkllmrr/ 2121rkr-電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變效應(yīng) 三、電測法測量電路及其工作原理三、電測法測量電路及其工作原理 1.1.電橋基本特性電橋基本特性惠惠斯斯登登測測量量電電路路 errrriu21111aberrru434ade)rr)(rr(rrrrerrrerrruuubd43214231434211adab)rrrr)(rrrr()

33、rr)(rr()rr)(rr(eubd4433221144223311 4433121122121rrrrrrrr)rr(rreubd rrrrrrrre43214 4321rrrr（當(dāng) 時）43214keubd4321d4keubdrkr 電橋基本特性電橋基本特性：兩相鄰橋臂電阻所感受的應(yīng)變：兩相鄰橋臂電阻所感受的應(yīng)變代數(shù)代數(shù)值相減；而兩相對橋臂電阻所感受的應(yīng)變值相減；而兩相對橋臂電阻所感受的應(yīng)變代數(shù)值相代數(shù)值相加。這種作用也稱為電橋的加。這種作用也稱為電橋的加減性加減性。利用電橋的這一。利用電橋的這一特性，正確地布片和組橋，可以提高測量的靈敏度、特性，正確地布片和組橋，可以提高測量的靈敏度

34、、減少誤差、測取某一應(yīng)變分量和補(bǔ)償溫度影響。減少誤差、測取某一應(yīng)變分量和補(bǔ)償溫度影響。4321d4keubd 3.3.應(yīng)變片在電橋中的接線方法應(yīng)變片在電橋中的接線方法（1 1）半橋接線方法）半橋接線方法1211ttd 212211ttd21d （2 2）全橋接線方法）全橋接線方法31d31433211ttttd 4321d（3 3）橋臂系數(shù)）橋臂系數(shù)測量出的應(yīng)變儀的讀數(shù)測量出的應(yīng)變儀的讀數(shù)d 與待測應(yīng)變與待測應(yīng)變之比之比 /db 實驗四實驗四 彎扭組合應(yīng)力測定實驗彎扭組合應(yīng)力測定實驗一、目的與要求一、目的與要求1.1.用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點的主應(yīng)力的大小和用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點

35、的主應(yīng)力的大小和方向，并與理論計算值進(jìn)行比較。方向，并與理論計算值進(jìn)行比較。2.2.測定薄壁圓筒在彎扭組合變形作用下的彎矩和扭矩。測定薄壁圓筒在彎扭組合變形作用下的彎矩和扭矩。3.3.掌握電阻應(yīng)變花的使用。掌握電阻應(yīng)變花的使用。二、實驗設(shè)備和工具二、實驗設(shè)備和工具1.xl34151.xl3415型彎扭組合實驗裝置型彎扭組合實驗裝置2.xl2118c2.xl2118c型力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀型力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀3.3.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 實驗現(xiàn)場實驗現(xiàn)場 三、實驗原理和方法三、實驗原理和方法 當(dāng)在扇臂端加一當(dāng)在扇臂端加一集中外力時，薄集中外力時，薄壁圓筒將產(chǎn)生彎壁圓筒將產(chǎn)生彎扭組合變形，實扭組合變

36、形，實驗裝置及其計算驗裝置及其計算簡圖和內(nèi)力圖如簡圖和內(nèi)力圖如圖。圖。 貼片截面貼片截面bdbd為被測位置，截面上的各種應(yīng)力分布如圖。為被測位置，截面上的各種應(yīng)力分布如圖。 貼片截面貼片截面bdbd各點的應(yīng)力狀態(tài)分析如圖所示。由應(yīng)力各點的應(yīng)力狀態(tài)分析如圖所示。由應(yīng)力狀態(tài)分析可知構(gòu)件表面上的、點為平面應(yīng)力狀態(tài)，狀態(tài)分析可知構(gòu)件表面上的、點為平面應(yīng)力狀態(tài)，b b點的應(yīng)力有點的應(yīng)力有 和和 ，在測量時可分別測量；、，在測量時可分別測量；、點為純剪切應(yīng)力狀態(tài)。點為純剪切應(yīng)力狀態(tài)。 彎扭 1.1.測定主應(yīng)力大小和方向測定主應(yīng)力大小和方向 2.2.測定彎矩測定彎矩 3.3.測定扭矩測定扭矩 （2 2）其他

37、方法：利用）其他方法：利用a a、c c兩點處的應(yīng)變花兩點處的應(yīng)變花 四、實驗步驟四、實驗步驟1.1.設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。設(shè)計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。2.2.測量力臂的長度測量力臂的長度a a和測點距力臂的距離和測點距力臂的距離l l，確定試，確定試件有關(guān)參數(shù)。件有關(guān)參數(shù)。3.3.將實驗裝置上力傳感器的五芯航空插頭連接到力將實驗裝置上力傳感器的五芯航空插頭連接到力應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀背面的五芯航空插座上，插上電源，將開關(guān)置開，預(yù)熱電源，將開關(guān)置開，預(yù)熱2020分鐘，并檢查該裝置是否分鐘，并檢查該裝置是否處于正常實驗狀態(tài)。處于正常實驗狀態(tài)

38、。4.4.輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一輸入傳感器量程及靈敏度和應(yīng)變片靈敏系數(shù)（一般首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，般首次使用時已調(diào)好，如實驗項目及傳感器沒有改變，可不必重新設(shè)置）?？刹槐刂匦略O(shè)置）。 5.5.擬訂加載方案，根據(jù)設(shè)計要求，初載擬訂加載方案，根據(jù)設(shè)計要求，初載p p0 0100n100n，終載終載p pmaxmax500n500n，分，分4 46 6級等增量加載。級等增量加載。6.6.分清各測點應(yīng)變片引線，將薄壁圓筒上的應(yīng)變片分清各測點應(yīng)變片引線，將薄壁圓筒上的應(yīng)變片按不同測試要求接到綜合參數(shù)測試儀上，并調(diào)整好儀按不同測試要求接到綜合參數(shù)測試儀上，并調(diào)整好儀器，檢查整個測試系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。完成器，檢查整個測試系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。完成以下列參數(shù)的測定：以下列參數(shù)的測定：（1 1）主應(yīng)力大小、方向測定：將）主應(yīng)力大小、方向測