材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc351832404 拉 伸 實(shí) 驗(yàn) 你對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有什么感想和體會(huì)？對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求有什么建議和意見？九實(shí)驗(yàn)說明及要求1.每組人數(shù)2人，自由選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)。2.共有三種疊梁類型：鋼鋼自由疊梁，鋼鋁自由疊梁，鋼鋼約束疊梁。對(duì)于鋼鋁自由疊梁，根據(jù)鋼和鋁誰上誰下又分為二種：鋼鋁自由疊梁、鋁鋼自由疊梁。3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須涵蓋三種類型疊梁的數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，必須含有自由疊梁類型和約束疊梁類型的分析與結(jié)論。4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容詳盡，闡述明確，論證充分。套 裝 彈 簧 變 形 實(shí) 驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解彈簧變形特征，分析彈簧受力狀態(tài)，掌握套裝彈簧的

2、應(yīng)力、剛度、剪切模量以及穩(wěn)定性的計(jì)算方法。2. 確定鐵路車輛用彈簧的應(yīng)力、剛度、和剪切彈性模量，以及壓力與變形經(jīng)驗(yàn)關(guān)系公式。3.確定套裝彈簧的剛度，以及套裝彈簧的承載力，并與單只彈簧進(jìn)行比較。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 電子萬能試驗(yàn)機(jī)、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。三試驗(yàn)原理：1彈簧應(yīng)力： 沿彈簧軸線作用壓力，圖a所示，在簧絲橫截面上有一個(gè)通過截面形心的剪力和一個(gè)扭矩，根據(jù)平衡條件，。對(duì)于簧絲橫截面來說，與剪力對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力均勻地分布在橫截面上，而與扭矩對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力則沿簧絲半徑方向成三角形分布，其邊緣剪應(yīng)力最大，如圖b、c所示。因此，對(duì)于彈簧簧絲橫截面上任意一點(diǎn)的總應(yīng)力應(yīng)該是剪力和扭矩兩種剪應(yīng)力的矢量和，即 。 在上述分析

3、中，應(yīng)考慮彈簧簧絲實(shí)際上是一個(gè)曲桿，用直桿的公式計(jì)算簧絲應(yīng)力將會(huì)引起誤差，特別是在較小時(shí)，即簧絲曲率較大時(shí)，誤差的影響尤為顯著。因此，在計(jì)算彈簧簧絲橫截面上剪應(yīng)力時(shí)，要考慮曲率等因素對(duì)簧絲邊緣最大剪應(yīng)力的影響，必須對(duì)彈簧簧絲橫截面上剪應(yīng)力公式加以修正。即，其中，曲率系數(shù) ，C為彈簧指數(shù) ，為彈簧中徑，為簧絲直徑。）2.彈簧變形：彈簧在軸向壓力作用下，沿軸線方向總縮短量就是彈簧的變形。為了測(cè)的彈簧變形量，在彈簧上下表面安裝墊板，在彈簧兩側(cè)安裝百分表（或大變形位移計(jì)），使百分表的頂桿垂直于墊板，觸頭與墊板緊密接觸，當(dāng)彈簧受力變形后，直接從百分表上（或應(yīng)變儀上）測(cè)得彈簧的變形。而彈簧的剛度就是壓力與

4、變形之比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定出壓力與彈簧變形的經(jīng)驗(yàn)公式（用線性回歸法）。3.剪切彈性模量： 分析簧絲受力情況，在彈簧的內(nèi)、外側(cè)對(duì)稱貼一對(duì)魚尾應(yīng)變化。由于在組合變形實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)掌握應(yīng)變儀全橋測(cè)量的原理，那么，通過恰當(dāng)?shù)慕訕蚍绞剑覀兛梢缘玫脚まD(zhuǎn)剪應(yīng)變扭 ，根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)分析、計(jì)算，得出扭與剪應(yīng)變的關(guān)系，從而得到剪切彈性模量。4.穩(wěn)定性檢驗(yàn)： 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，彈簧在受到壓縮時(shí)，它的細(xì)長(zhǎng)比必須滿足一定的要求，彈簧細(xì)長(zhǎng)比由公式計(jì)算 ，為彈簧自由高，為彈簧中徑。壓縮彈簧的細(xì)長(zhǎng)比：（兩端固定），（一端固定，一端回轉(zhuǎn)），（兩端回轉(zhuǎn)），如果不能滿足這個(gè)條件時(shí)，還需對(duì)彈簧進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。 臨界荷載的計(jì)算公式

5、為 其中為彈簧的臨界荷載，為不穩(wěn)定系數(shù)，為彈簧的剛度。四實(shí)驗(yàn)步驟1.彈簧實(shí)驗(yàn)（1）量直徑：用鋼直尺測(cè)量大彈簧中徑，小彈簧中徑；用游標(biāo)卡尺量取大彈簧簧絲的直徑，小彈簧簧絲的直徑。（2）安裝試樣：?jiǎn)?dòng)電子萬能試驗(yàn)機(jī)，手動(dòng)立柱上的“上升”或“下降”鍵，調(diào)整活動(dòng)橫梁位置，使上、下壓板之間的位置能滿足彈簧高度的要求，把彈簧放在兩壓板的正中間位置上。（3）安裝百分表（或大變形位移計(jì)）。（4）將應(yīng)變片組橋，接在應(yīng)變儀上。（5）調(diào)零： 調(diào)整電子萬能試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷（試驗(yàn)力）、峰值、變形、位移、試驗(yàn)時(shí)間的零點(diǎn)；調(diào)整百分表零點(diǎn)；按下應(yīng)變儀“自動(dòng)平衡”鍵，使應(yīng)變儀清零。（6）按下顯示屏中的“開始”鍵，給彈簧施加載荷；載荷

6、每增加一定值時(shí)，記錄百分表讀數(shù)（或位移計(jì)讀數(shù)），應(yīng)變儀讀數(shù)。（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，按下“停止”鍵。手動(dòng)立柱上的“上升”鍵，使活動(dòng)橫梁上升，直到試驗(yàn)力顯示0以后，取下百分表（或位移計(jì)），拆下應(yīng)變片連線，取出彈簧。2.套裝彈簧實(shí)驗(yàn)（1）安裝試樣：?jiǎn)?dòng)電子萬能試驗(yàn)機(jī)，手動(dòng)立柱上的“上升”或“下降”鍵，調(diào)整活動(dòng)橫梁位置，使上、下壓板之間的位置能滿足彈簧高度的要求，把套裝彈簧放在兩壓板的正中間位置上。（2）安裝百分表；如果使用大變形位移計(jì)，將位移計(jì)導(dǎo)線連接到應(yīng)變儀上。（3）調(diào)零： 調(diào)整電子萬能試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷（試驗(yàn)力）、峰值、變形、位移、試驗(yàn)時(shí)間的零點(diǎn)；調(diào)整百分表零點(diǎn)；或按下應(yīng)變儀“自動(dòng)平衡”鍵，使應(yīng)變儀清零。（

7、4）按下顯示屏中的“開始”鍵，給套裝彈簧施加載荷；載荷每增加一定值時(shí)，記錄百分表讀數(shù)（或位移計(jì)讀數(shù)）。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，按下“停止”鍵。手動(dòng)立柱上的“上升”鍵，使活動(dòng)橫梁上升，直到試驗(yàn)力顯示0以后，取下百分表（或拆下位移計(jì)的連線），取出套裝彈簧。五實(shí)驗(yàn)記錄 自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格六數(shù)據(jù)處理七實(shí)驗(yàn)結(jié)論八思考題你對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有什么感想和體會(huì)？對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有什么建議和意見？偏 心 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)習(xí)曲桿受到拉伸的原理，掌握其橫截面上的應(yīng)力分布原理。2.確定低碳鋼試樣（直桿、大曲率桿、小曲率桿）橫截面上應(yīng)力，并與理論值進(jìn)行比較，畫出應(yīng)力分布曲線圖。3.通過比較確定在同一載荷下，不同桿件中性層

8、位置的變化。說明原因。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具： 電子萬能試驗(yàn)機(jī)、程控靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。三試驗(yàn)原理： 參考材料力學(xué)、工程力學(xué)課本關(guān)于偏心拉伸（拉彎組合變形）的疊加原理，同時(shí)參考曲桿拉伸時(shí)橫截面應(yīng)力分布原理（寫出應(yīng)力計(jì)算公式以及中性層公式）。以及相關(guān)的書籍介紹，自己編寫。試樣尺寸及形狀：四實(shí)驗(yàn)步驟1. 安裝試樣：?jiǎn)?dòng)電子萬能試驗(yàn)機(jī)，手動(dòng)立柱上的“上升”或“下降”鍵，調(diào)整活動(dòng)橫梁位置，使上、下夾頭之間的位置能滿足試樣長(zhǎng)度，把試樣放在兩夾頭之間，沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)手柄，夾緊試樣。2.調(diào)整試驗(yàn)機(jī)并對(duì)試樣施加載荷：調(diào)整負(fù)荷（試驗(yàn)力）、峰值、變形、位移、試驗(yàn)時(shí)間的零點(diǎn)；選擇加載速度3.將應(yīng)變片分別接在應(yīng)變儀的通道上。（

9、注意，應(yīng)變片編號(hào)與通道號(hào)的關(guān)系）4.打開應(yīng)變儀電源開關(guān)，當(dāng)程序結(jié)束后，按下“自動(dòng)平衡”鍵使應(yīng)變儀各通道清零。5.按下顯示屏中的“開始”鍵，給試樣施加載荷。每增加一定載荷，記錄一次應(yīng)變讀數(shù)。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按下“停止”鍵。7.卸載。按下“上升”鍵，看到載荷顯示為0時(shí)，按下“停止”鍵。8.取下試樣。五實(shí)驗(yàn)記錄 自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格六數(shù)據(jù)處理七實(shí)驗(yàn)結(jié)論八思考題你對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有什么感想和體會(huì)？對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有什么建議和意見？金屬楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比試驗(yàn)方法（靜態(tài)法）本試驗(yàn)方法是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/8653-88金屬楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比試驗(yàn)方法（靜態(tài)法）為藍(lán)本編寫的，內(nèi)容部分進(jìn)行了

10、刪選，基本保持了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)原有形式。本試驗(yàn)方法僅限學(xué)習(xí)力學(xué)試驗(yàn)的學(xué)生教學(xué)使用。如果要進(jìn)行科學(xué)研究試驗(yàn)或鑒定性試驗(yàn)等，請(qǐng)?jiān)敿?xì)參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/8653-88金屬楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比試驗(yàn)方法（靜態(tài)法）。一適用范圍：此試驗(yàn)方法適用于室溫下用靜態(tài)法測(cè)定金屬材料彈性狀態(tài)的楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比。二試驗(yàn)原理： 1、參閱材料力學(xué)、工程力學(xué)課程的教材及其他相關(guān)材料，有關(guān)“材料的力學(xué)性質(zhì)”章節(jié)。 2、本試驗(yàn)使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣施加軸向力，在其彈性范圍內(nèi)測(cè)定相應(yīng)的軸向變形和橫向變形，以便測(cè)定定義中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能。 注：軸向力：沿試樣縱軸方向施加的拉伸力或壓縮力。 軸向變形：在

11、平面內(nèi)平行于試樣縱軸方向長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)或縮短。 橫向變形：在平面內(nèi)垂直于試樣縱軸方向長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)或縮短。 電子萬能試驗(yàn)機(jī)的介紹及操作方法，參見“實(shí)驗(yàn)設(shè)備”網(wǎng)頁。三定義：1、平行長(zhǎng)度（）：試樣兩頭部或夾持部分（不帶頭試樣）之間的平行長(zhǎng)度。 2、試樣原始標(biāo)距（）：在試樣上用以測(cè)量試樣長(zhǎng)度變化的兩標(biāo)記間原始長(zhǎng)度。 3、引伸計(jì)標(biāo)距：用引伸計(jì)測(cè)量試樣變形時(shí)所使用試樣部分的長(zhǎng)度（此長(zhǎng)度與引伸計(jì)的原始標(biāo)距長(zhǎng)度相同，一般不應(yīng)大于試樣原始標(biāo)距（），但不小于試樣直徑或?qū)挾龋?1）軸向引伸計(jì)標(biāo)距（）：測(cè)量試樣軸向變形的引伸計(jì)標(biāo)距。2）橫向引伸計(jì)標(biāo)距（）：測(cè)量試樣橫向變形的引伸計(jì)標(biāo)距。 4、應(yīng)力（標(biāo)稱應(yīng)力）（）：試驗(yàn)時(shí)軸

12、向力除以試樣原始橫截面積的商。 5、應(yīng)變（標(biāo)稱線應(yīng)變）：試樣在軸向力作用下其原始線性尺寸單位長(zhǎng)度的變化。 1）軸向應(yīng)變（）：在平面內(nèi)平行于試樣縱軸方向的線應(yīng)變。2）橫向應(yīng)變（）：在平面內(nèi)垂直于試樣縱軸方向的線應(yīng)變。 6、楊氏模量（）：軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。 有許多金屬材料，其拉伸楊氏模量與壓縮楊氏模量有差別，應(yīng)注意區(qū)分。 1）拉伸楊氏模量（）：軸向拉伸應(yīng)力與軸向拉伸應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)的軸向拉伸應(yīng)力與軸向拉伸應(yīng)變之比。2）壓縮楊氏模量（）：軸向壓縮應(yīng)力與軸向壓縮應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)的軸向壓縮應(yīng)力與軸向壓縮應(yīng)變之比。7、弦線模量（）：在彈性范圍內(nèi)

13、軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線上任兩規(guī)定點(diǎn)之間弦線的斜率。 8、切線模量（）：在彈性范圍內(nèi)軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線上任一規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變值處的斜率。 注：弦線模量、切線模量適用于呈非線性彈性狀態(tài)的金屬材料。 9、泊松比（）：軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變成線性比例關(guān)系范圍內(nèi)橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比的絕對(duì)值。四符號(hào)和說明符號(hào)單位說明a0mm矩形試樣原始厚度b0mm矩形試樣平行長(zhǎng)度部分的原始寬度d0mm圓形試樣平行長(zhǎng)度部分的原始直徑Lcmm試樣平行長(zhǎng)度L0mm試樣原始標(biāo)距Lelmm軸向引伸計(jì)標(biāo)距Letmm橫向引伸計(jì)標(biāo)距Lelmm試樣軸向變形Letmm試樣橫向變形lmm軸向變形增量tmm橫向變形增量S0mm2試樣平行長(zhǎng)度部分

14、的原始橫截面積FN軸向力FN軸向力增量N/mm2軸向應(yīng)力N/mm2軸向應(yīng)力的平均值EN/mm2楊氏模量EtN/mm2拉伸楊氏模量EcN/mm2壓縮楊氏模量EchN/mm2弦線模量EtanN/mm2切線模量l%軸向應(yīng)變t%橫向應(yīng)變%軸向應(yīng)變的平均值%橫向應(yīng)變的平均值%斜率變度系數(shù)-泊松比-相關(guān)系數(shù)-數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)目-從1累加符號(hào)五試樣 1、試樣形狀和尺寸：1）圓形和矩形拉伸試樣：見拉伸試驗(yàn)方法（一三）。2）圓形和矩形壓縮試樣：見壓縮試驗(yàn)方法。3）通過協(xié)商可以采用其他類型的試樣。2、頭部帶承載銷孔的矩形拉伸試樣，銷孔中心與標(biāo)距部分的寬度的中心線偏離應(yīng)不大于標(biāo)距部分寬度的0.005倍。 3、兩面和四面機(jī)加

15、工的矩形試樣，其機(jī)加工面表面粗糙度應(yīng)不大于Ra1.6m。六試樣尺寸的測(cè)量 1、圓形試樣應(yīng)在標(biāo)距兩端及中間處互相垂直的方向上測(cè)量直徑，各取其算術(shù)平均值，按公式計(jì)算橫截面積，將三處測(cè)得橫截面積的算術(shù)平均值作為試樣原始橫截面積。 2、矩形試樣應(yīng)在標(biāo)距兩端及中間處測(cè)量厚度和寬度，按公式計(jì)算橫截面積，將三處測(cè)得橫截面積的算術(shù)平均值作為試樣原始橫截面積。七試驗(yàn)條件 1、試驗(yàn)速度：為了避免發(fā)生絕熱膨脹或絕熱收縮的影響，并能夠準(zhǔn)確測(cè)量軸向力和相應(yīng)的變形，試驗(yàn)速度不應(yīng)過高，但為了避免蠕變影響，速度不應(yīng)太低，一般對(duì)于拉伸試驗(yàn)，彈性應(yīng)力增加速率應(yīng)在120N/mm2s-1范圍內(nèi)，對(duì)于壓縮試驗(yàn)，彈性應(yīng)力增加速率應(yīng)在11

16、0N/mm2s-1范圍內(nèi)，速度應(yīng)盡可能保持恒定。 2、力的同軸度：試驗(yàn)機(jī)與夾持裝置應(yīng)能使試樣承受軸向力，在初軸向力與終軸向力之間，試樣相對(duì)兩側(cè)測(cè)定的應(yīng)變?cè)隽颗c其平均值之差不應(yīng)大于3%。3、兩頭部帶承載銷孔的薄板矩形拉伸試樣，銷孔中心與標(biāo)距部分寬度中心線的偏離應(yīng)不大于標(biāo)距部分寬度的0.005倍的要求時(shí)，才可滿足力的同軸度要求。4、壓縮試驗(yàn)，符合壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)中規(guī)定的調(diào)平臺(tái)和力的導(dǎo)向裝置以及約束裝置，才可滿足力的同軸度要求。其他條件應(yīng)符合壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)中規(guī)定。5、試驗(yàn)應(yīng)在式溫（1035 oC）下進(jìn)行。八性能測(cè)定1、楊氏模量的測(cè)定：1）圖解法：試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方式繪制軸向力-軸向變形曲線，見圖1。繪制

17、曲線時(shí)，力軸比例的選擇應(yīng)使軸向力-軸向變形曲線的彈性支線的高度超過力軸量程的3/5以上。變形放大倍數(shù)的選擇應(yīng)使軸向力-軸向變形曲線的彈性直線段與力軸的夾角不小于400為宜。在記錄的軸向力-軸向變形曲線上，確定彈性直線段，在該直線段上讀取相距盡量遠(yuǎn)的A、B兩點(diǎn)之間的軸向力增量和相應(yīng)的軸向變形增量，按公式計(jì)算楊氏模量。注：可以借助于直尺將彈性直線段延長(zhǎng)，在相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)之間讀取軸向力增量和相應(yīng)的軸向變形的增量。圖12）擬合法：試驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)記錄軸向力和與其相應(yīng)的軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)。數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)目一般不少于8對(duì)。用最小二乘法將數(shù)據(jù)對(duì)擬合軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變直線，擬合直線的斜率即為楊氏模量，按

18、公式計(jì)算。式中： 擬合法有效性判定：按公式計(jì)算擬合直線的斜率變度系數(shù)，其值在2%以內(nèi)，所得楊氏模量值為有效。式中：3）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議在規(guī)定楊氏模量時(shí)，應(yīng)說明拉伸楊氏模量或壓縮楊氏模量，分別用Ei和Et表示。無說明時(shí)，一般采用拉伸方法測(cè)定，報(bào)告中采用E表示。2、線模量的測(cè)定：（略）3、切線模量的測(cè)定：（略）4、泊松比的測(cè)定：1）圖解法1：試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法繪制橫向變形-軸向變形曲線，見圖2。在記錄的橫向變形-軸向變形曲線上，確定彈性直線段，在直線段上讀取相距盡量遠(yuǎn)的C、D兩點(diǎn)之間的橫向變形增量和軸向變形的增量。按公式計(jì)算泊松比。圖2當(dāng)在同一試驗(yàn)中，泊松比和楊氏模量一道進(jìn)行測(cè)定時(shí)，推薦同時(shí)繪制

19、軸向力-軸向變形曲線和橫向變形-軸向變形曲線，見圖3。圖32）圖解法2：試驗(yàn)時(shí)，用自動(dòng)記錄方法同時(shí)繪制橫向變形-軸向力和軸向變形-軸向力曲線，見圖4。在橫向變形-軸向力和軸向變形軸向力曲線的彈性直線段上，分別讀取相距盡量遠(yuǎn)而且相距同軸向力增量的C、D兩點(diǎn)之間的橫向變形增量，和A、B兩點(diǎn)之間的軸向變形增量。按公式計(jì)算泊松比。圖4 注：可以借助于直尺將彈性直線段延長(zhǎng)，分別在相距較遠(yuǎn)而且相同軸向力增量的兩點(diǎn)之間讀取橫向變形增量和軸向變形增量。 如分別在不同軸向力增量上讀取橫向變形增量與軸向變形增量，則不能直接按公式計(jì)算。可分別計(jì)算出橫向應(yīng)變?cè)隽颗c軸向應(yīng)力增量之比和軸向應(yīng)變?cè)隽颗c軸向應(yīng)力增量之比。然后

20、計(jì)算前者比值與后者比值之比。即為泊松比。3）擬合法：試驗(yàn)時(shí)，在彈性范圍內(nèi)，在同一軸力下記錄橫向變形和軸向變形的一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)。數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)目一般不小于8對(duì)。用最小二乘法將該組數(shù)據(jù)對(duì)擬合橫向應(yīng)變-軸向應(yīng)變直線，直線的斜率即為泊松比。按公式計(jì)算。式中： 注；如果分別記錄橫向變形-軸向力和軸向變形軸向力的兩組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)，則應(yīng)用最小二乘法將每組數(shù)據(jù)對(duì)擬合橫向應(yīng)變-軸向應(yīng)力和軸向應(yīng)變-軸向應(yīng)力直線，并計(jì)算擬合直線斜率。前者斜率與后者斜率之比即為泊松比。 擬合法有效性判定：按公式計(jì)算擬合直線的斜率變度系數(shù)，其值在2%以內(nèi)，所得楊氏模量值為有效。式中：。5、測(cè)定楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比，在彈性范圍

21、內(nèi)進(jìn)行三次測(cè)定的平均值。如用一次施力與其他力學(xué)性能一道進(jìn)行測(cè)定，應(yīng)注明。6、測(cè)定性能數(shù)值的修約：楊氏模量、弦線模量、切線模量和泊松比，一般保留3位有效數(shù)字，其余數(shù)位的數(shù)字應(yīng)進(jìn)行修約。梁 的 主 應(yīng) 力 實(shí) 驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向，并與理論計(jì)算結(jié)果相比較。2. 了解多點(diǎn)測(cè)量方法和應(yīng)變花的應(yīng)用。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 電子萬能試驗(yàn)機(jī)、程控電阻應(yīng)變儀。三試驗(yàn)原理及裝置： 在平面應(yīng)力狀態(tài)下，一點(diǎn)的主應(yīng)力公式為 （a） 由式（a）可知，如果一點(diǎn)的主應(yīng)力方向?yàn)橐阎麥y(cè)得該點(diǎn)的主應(yīng)力大小，則可在該點(diǎn)沿它的兩個(gè)主應(yīng)力方向各貼一個(gè)應(yīng)變片，然后測(cè)出主應(yīng)變和，將其代入式（a）即可算出主

22、應(yīng)力和。 若一點(diǎn)的主應(yīng)力大小及方向均為未知時(shí)，則應(yīng)測(cè)出此點(diǎn)的三個(gè)選定方向上的應(yīng)變。為了計(jì)算簡(jiǎn)便，這三個(gè)方向一般選0、45、90或0、60、120，電阻應(yīng)變片貼法見下圖，測(cè)得這三個(gè)方向的應(yīng)變值后就可由應(yīng)變公式算出主應(yīng)力的大小和方向。當(dāng)采用0、45、90三片直角應(yīng)變花時(shí) 其主應(yīng)力公式為 （b） 將式（b）代入式（a）得： （b）當(dāng)采用0、60、120三片等角應(yīng)變花時(shí)其主應(yīng)變公式為 (c) 將式（c）其代入式（a）得：（） 式中為主應(yīng)力（或主應(yīng)變）方向與方向之間的夾角，逆時(shí)針為正，反之為負(fù)。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測(cè)定工字鋼腹板上A、B兩點(diǎn)的主應(yīng)力。A點(diǎn)位于中性層上，B點(diǎn)選在距支座為距中性層為處。A點(diǎn)的

23、應(yīng)力狀態(tài)如圖a。由于A點(diǎn)是處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)，所以該點(diǎn)的主應(yīng)力方向亦為已知，因此，欲測(cè)A點(diǎn)的主應(yīng)力，便可過A點(diǎn)沿與方向分別貼一個(gè)應(yīng)變片。測(cè)出其應(yīng)變值、后代入式（a），就可計(jì)算出、（=0）。A點(diǎn)的主應(yīng)力理論值為：圖a B點(diǎn)的主應(yīng)力大小及方向均屬未知，其應(yīng)力狀態(tài)如圖b。欲測(cè)該點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向，則需用應(yīng)變花來測(cè)定，本實(shí)驗(yàn)采用三片直角應(yīng)變花（也可用三角形應(yīng)變花）。將測(cè)得的應(yīng)變值代入式（）便可計(jì)算出主應(yīng)力大小和方向。圖bB點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向理論值為：本實(shí)驗(yàn)采用逐級(jí)加載法，即施加預(yù)載之后，分級(jí)加載以檢驗(yàn)應(yīng)變的線性變化，計(jì)算時(shí)以載荷增量作計(jì)算載荷，應(yīng)變值取多次實(shí)驗(yàn)讀數(shù)差的平均值。四實(shí)驗(yàn)步驟1. 測(cè)量工

24、字梁尺寸，計(jì)算截面的幾何性質(zhì)數(shù)據(jù)，并將貼好電阻應(yīng)變片的工字梁放在萬能試驗(yàn)機(jī)上，使兩支座之間的距離為10.6米，加力點(diǎn)位于跨度中央。2. 按試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程調(diào)整好試驗(yàn)機(jī)。3. 將電阻應(yīng)變片導(dǎo)線按編號(hào)接入應(yīng)變儀各個(gè)橋路上（注意應(yīng)變片編號(hào)與應(yīng)變儀通道號(hào)的關(guān)系），4.調(diào)整試驗(yàn)機(jī)應(yīng)變儀：調(diào)整負(fù)荷（試驗(yàn)力）、峰值、變形、位移、試驗(yàn)時(shí)間的零點(diǎn)；按下應(yīng)變儀“自動(dòng)平衡”鍵，使應(yīng)變儀各通道清零。5. 按下顯示屏中的“開始”鍵，給工字梁施加載荷；加初載后測(cè)得各應(yīng)變片的初始讀數(shù)，其后每增加一級(jí)載荷讀一次應(yīng)變儀數(shù)據(jù)，直至施加到預(yù)定的最終載荷，測(cè)出各應(yīng)變片的應(yīng)變值為止。卸載后再重復(fù)2次。6.試驗(yàn)完畢卸載停機(jī)。7. 實(shí)驗(yàn)完畢，機(jī)器、儀器恢復(fù)實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。五實(shí)驗(yàn)記錄1. 梁的有關(guān)數(shù)據(jù)六數(shù)據(jù)處理七實(shí)驗(yàn)結(jié)論八預(yù)習(xí)思考題對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，你有什么體會(huì)？你有什么建議沖 擊 實(shí) 驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>