《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

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1、《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 一、實(shí)驗(yàn)基本信息 課程編號(hào)：0902430 中文名稱：材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 英文名稱：Material Mechanics Experiments 課程總學(xué)時(shí)：16 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16 開(kāi)設(shè)學(xué)期：4 面向?qū)I(yè)：機(jī)類、近機(jī)類、土建類 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) 目的：確立了“立足基礎(chǔ)，注重能力，勇于創(chuàng)新”的階梯式培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。以培養(yǎng)綜合型、應(yīng)用性、高素質(zhì)人才為宗旨，充分體現(xiàn)力學(xué)在工程學(xué)科人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)性作用。使學(xué)生掌握構(gòu)件在各基本變形形式下的應(yīng)力和變形測(cè)試方法，并會(huì)運(yùn)用相應(yīng)其理論進(jìn)行計(jì)算。掌握常用試驗(yàn)技術(shù)、儀器設(shè)備的操作, 了解和掌握當(dāng)代科學(xué)技術(shù)

2、和工程實(shí)際中先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析（如電測(cè)和光測(cè)等）的原理和方法；注重培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新能力和綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? 任務(wù)：用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)簡(jiǎn)單受力形式的構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力分析，為構(gòu)件安全工作提供依據(jù)。 三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求 1、了解各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器的基本工作原理，掌握它們的操作方法。在使用大型設(shè)備的過(guò)程中，培養(yǎng)協(xié)作精神，逐步增強(qiáng)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力。 2、掌握材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)試方法，能夠應(yīng)用材料力學(xué)知識(shí)解釋和分析材料的力學(xué)性能，測(cè)定材料的彈性常數(shù)、運(yùn)用多種方法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析。 3、在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力和創(chuàng)

3、新精神。 四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況 基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（必修8學(xué)時(shí)） 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 內(nèi)容提要 實(shí)驗(yàn)類型 實(shí)驗(yàn)要求 備注 1 緒論及試驗(yàn)機(jī)操作練習(xí) 2 進(jìn)行萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的操作練習(xí)，學(xué)習(xí)操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)，為以后的實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。 驗(yàn)證 必修 此欄內(nèi)容包含了材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的三種基本方法，為必修內(nèi)容，總計(jì)有8學(xué)時(shí)。 2 拉伸試驗(yàn) 2 測(cè)定低碳鋼的屈服極限、強(qiáng)度極限、延伸率和截面收縮率、鑄鐵的強(qiáng)度極限。觀察過(guò)程的各種現(xiàn)象，并繪制拉伸圖。 驗(yàn)證 必修 3 圓軸扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 1 測(cè)定低碳鋼的剪切屈服極限、剪切強(qiáng)度極限、鑄鐵的剪切強(qiáng)度

4、極限。觀察低碳鋼和鑄鐵試件的扭轉(zhuǎn)破壞形式。 驗(yàn)證 必修 4 材料彈性常數(shù)E、m的測(cè)定 1 在比例極限內(nèi)、驗(yàn)證虎克定律，并測(cè)定低碳鋼的彈性模量E和泊松比m，了解電阻應(yīng)變片的工作原理，學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變儀的原理和操作。 驗(yàn)證 必修 5 光彈性基本實(shí)驗(yàn) 2 掌握光彈性實(shí)驗(yàn)的基本原理，會(huì)區(qū)分等差線和等傾線。 驗(yàn)證 必修 6 開(kāi)放實(shí)驗(yàn) 8 從以下三類開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中選做，但是必須至少包含兩種測(cè)試方法且含有綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。 機(jī)測(cè)法開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（最多選 2學(xué)時(shí)） 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 內(nèi)容提要 實(shí)驗(yàn)類型 實(shí)驗(yàn)要求 備注 1 低碳鋼預(yù)變形強(qiáng)度

5、實(shí)驗(yàn) 2 測(cè)定強(qiáng)化強(qiáng)度 驗(yàn)證 選做 本表實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目個(gè)數(shù)將隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備的新舊更替會(huì)有所變化。本欄內(nèi)容最多可以選做2學(xué)時(shí)。 2 建筑用鋼筋的拉伸實(shí)驗(yàn) 2 聯(lián)系聯(lián)系工程應(yīng)用，測(cè)定及監(jiān)測(cè)鋼筋強(qiáng)度及變形 驗(yàn)證 選做 3 有機(jī)玻璃的拉伸實(shí)驗(yàn) 2 測(cè)定有機(jī)玻璃的力學(xué)性能 驗(yàn)證 選做 4 塑料拉伸實(shí)驗(yàn) 2 測(cè)定塑料的靜態(tài)力學(xué)性能 驗(yàn)證 選做 5 聚丙烯納米材料拉伸實(shí)驗(yàn) 2 測(cè)定聚丙烯材料的塑性變形及強(qiáng)度 驗(yàn)證 選做 6 力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn) 2 微型拉伸，桁架應(yīng)力分析，微型沖擊試驗(yàn)等 設(shè)計(jì) 選做 7 木材的壓縮實(shí)驗(yàn) 1

6、 測(cè)定與觀察木材壓縮時(shí)的力學(xué)性能 驗(yàn)證 選做 8 石料的壓縮實(shí)驗(yàn) 1 測(cè)定與觀察石料的強(qiáng)度及破壞形式 驗(yàn)證 選做 9 混凝土壓縮實(shí)驗(yàn) 1 測(cè)定混凝土的力學(xué)性能 驗(yàn)證 選做 10 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 2 利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)定拉伸壓縮彎曲性能測(cè)試 綜合 選做 11 壓縮實(shí)驗(yàn) 1 測(cè)定低碳鋼的屈服極限和鑄鐵的強(qiáng)度極限，觀察低碳鋼和鑄鐵在壓縮時(shí)的變形及破壞形式。 驗(yàn)證 選做 12 剪切實(shí)驗(yàn) 1 模擬工程雙剪切工況對(duì)圓柱棒料試樣進(jìn)行剪切實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證 選做 電測(cè)法開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

7、 內(nèi)容提要 實(shí)驗(yàn) 類型 實(shí)驗(yàn) 要求 備注 1 壓桿穩(wěn)定 1 觀察失穩(wěn)現(xiàn)象，確定臨界載荷。 驗(yàn)證 選做 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將隨設(shè)備變更有所變化。 2 單向增強(qiáng)復(fù)合材料彈性常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 3 測(cè)定單向增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性模量與泊松比 綜合 選做 3 矩形截面梁主應(yīng)力測(cè)定(純彎曲部分已貼片) 2 驗(yàn)證梁在純彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式，進(jìn)一步學(xué)習(xí)用電阻應(yīng)變儀測(cè)定力的基本原理及操作方法。 綜合 選做 4 純彎曲梁某一斷面的正應(yīng)力測(cè)定 4 測(cè)量純彎曲梁某一斷面的正應(yīng)力，并與理論值對(duì)比，驗(yàn)證理論公式的正確性 驗(yàn)證 選做 5 薄壁圓管彎扭主應(yīng)力測(cè)定(未貼

8、片)4學(xué)時(shí) 4 用電測(cè)法(應(yīng)變法)測(cè)定薄壁圓管彎扭的主應(yīng)力的大小和方向，并與理論值比較。 設(shè)計(jì) 選做 6 薄壁圓管彎扭主應(yīng)力測(cè)定(已貼片) 2 用電測(cè)法(應(yīng)變法)測(cè)定薄壁圓管彎扭的主應(yīng)力的大小和方向，并與理論值比較。 綜合 選做 7 復(fù)合梁的彎曲應(yīng)力測(cè)量 4 用電測(cè)法測(cè)定兩根梁組合以后的應(yīng)力分布規(guī)律，從而為建立理論計(jì)算模型提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，了解各種不同的組合梁的內(nèi)力及應(yīng)力分布的差別。 設(shè)計(jì) 選做 8 偏心拉(壓)時(shí)應(yīng)力的測(cè)量 4 分析偏心拉（壓）時(shí)的應(yīng)力分布，并與理論值比較 設(shè)計(jì) 選做 9 等強(qiáng)度梁應(yīng)力的測(cè)量、材料系數(shù)的測(cè)定

9、 2 測(cè)量等強(qiáng)度梁的應(yīng)力分布和材料系數(shù)，并與理論值對(duì)比。 綜合 選做 10 彈簧主應(yīng)力測(cè)定 4 測(cè)定彈簧的主應(yīng)力值 設(shè)計(jì) 選做 11 圓軸扭轉(zhuǎn)的剪應(yīng)力及剪切模量測(cè)定 2 測(cè)量圓軸扭轉(zhuǎn)的剪應(yīng)力及剪切模量 設(shè)計(jì) 選做 12 應(yīng)變片靈敏系數(shù)標(biāo)定、μ的測(cè)定（矩形截面梁） 2 標(biāo)定應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，測(cè)量矩形截面梁的μ值 設(shè)計(jì) 選做 13 稱重傳感器原理綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 4 分析研究彈性元件的受力特點(diǎn)及稱重傳感器的工作原理，建立力學(xué)模型，確定布片方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較分析和討論各種傳感器 的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)巧妙之處。 設(shè)計(jì) 選做 14 電子式引申計(jì)制作實(shí)

10、驗(yàn) 4 分析電子式引伸計(jì)的原理與受力特點(diǎn)，利用簡(jiǎn)易彈性元件，建立受力模型，確定布片方案，制作出引伸計(jì)并進(jìn)行比較測(cè)量實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì) 選做 15 表面殘余應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn) 2 了解殘余應(yīng)力儀基本原理，利用殘余應(yīng)力儀測(cè)定試樣不同加工表面的應(yīng)力分布情況。 驗(yàn)證 選做 現(xiàn)代光側(cè)法開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 內(nèi)容提要 實(shí)驗(yàn) 類型 實(shí)驗(yàn) 要求 備注 1 圓盤對(duì)徑受壓實(shí)驗(yàn) 2 學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)偏振光場(chǎng)、利用等傾線觀察主應(yīng)力方向 驗(yàn)證 選做 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將隨設(shè)備變更有所變化。 2 壓彎組合實(shí)驗(yàn) 2 學(xué)生直接用手捏壓試件，可以通過(guò)

11、壓彎區(qū)的條紋計(jì)算自己的捏力大小，從而對(duì)壓彎組合梁的應(yīng)力分布加深理解。 綜合 選做 3 梁的純彎曲實(shí)驗(yàn) 2 通過(guò)對(duì)純彎曲梁的應(yīng)力分布進(jìn)行測(cè)量，加深理解梁受力的合理性。觀察梁式結(jié)構(gòu)的受力分布。 綜合 選做 4 孔邊應(yīng)力集中系數(shù)的測(cè)定 2 驗(yàn)證應(yīng)力集中現(xiàn)象，測(cè)定孔邊應(yīng)力集中系數(shù)。 綜合 選做 5 激光全息干涉實(shí)驗(yàn) 2 測(cè)定圓盤橫向受力下位移，記錄干涉條紋圖，掌握全息干涉實(shí)驗(yàn)方法。 綜合 選做 6 物體三維形貌測(cè)量 2 利用三維形貌測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量試樣表面的形貌和離面變形。 綜合 選做 7 光纖應(yīng)變測(cè)量實(shí)驗(yàn) 2 利用光纖應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量

12、受力構(gòu)件的應(yīng)變。 綜合 選做 8 電子散斑干涉技術(shù)實(shí)驗(yàn) 2 掌握電子散斑干涉技術(shù)原理，和ESPI測(cè)量物體離面位移的方法與技術(shù)，了解干涉數(shù)據(jù)處理方法。 綜合 選做 9 反射光彈貼片實(shí)驗(yàn) 2 利用反射光彈儀測(cè)量受力構(gòu)件表面應(yīng)力。 綜合 選做 五、實(shí)驗(yàn)教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書 教材：[1]材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)．鄒廣平、張學(xué)義等編．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社出版，2010.1 [2]自編補(bǔ)充講義（以便及時(shí)更新因設(shè)備更新而增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容），自編，膠印。 參考資料：[1]工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)．范欽珊、陳巨兵等．北京：高等教育出版社，2006.10 [2]材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)．張小凡、謝大吉等編．北京：清華大學(xué)出版社，1994.2 [3]基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)．趙志崗主編．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3 [4]材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)．劉鴻文、呂榮坤編．北京：高等教育出版社，1998.1 [5]材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)．王育平等編．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.3 撰寫人簽字： 院（系）教學(xué)院長(zhǎng)（主任）