《材料力學實驗》實驗教學大綱

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1、《材料力學實驗》實驗教學大綱 一、實驗基本信息 課程編號：0902430 中文名稱：材料力學實驗 英文名稱：Material Mechanics Experiments 課程總學時：16 實驗學時：16 開設(shè)學期：4 面向?qū)I(yè)：機類、近機類、土建類 二、實驗?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)實驗教學理念。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)力學在工程學科人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)性作用。使學生掌握構(gòu)件在各基本變形形式下的應(yīng)力和變形測試方法，并會運用相應(yīng)其理論進行計算。掌握常用試驗技術(shù)、儀器設(shè)備的操作, 了解和掌握當代科學技術(shù)

2、和工程實際中先進的實驗應(yīng)力分析（如電測和光測等）的原理和方法；注重培養(yǎng)學生具有一定的創(chuàng)新能力和綜合性實驗?zāi)芰Α? 任務(wù)：用實驗方法對材料的力學性能進行測試，對簡單受力形式的構(gòu)件進行應(yīng)力分析，為構(gòu)件安全工作提供依據(jù)。 三、實驗教學基本要求 1、了解各種實驗設(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)備的過程中，培養(yǎng)協(xié)作精神，逐步增強實踐能力和動手能力。 2、掌握材料力學實驗的基本測試方法，能夠應(yīng)用材料力學知識解釋和分析材料的力學性能，測定材料的彈性常數(shù)、運用多種方法對構(gòu)件進行靜、動態(tài)應(yīng)力分析。 3、在整個實驗教學過程中，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的實踐能力和創(chuàng)

3、新精神。 四、實驗項目基本情況 基本實驗項目（必修8學時） 序 號 實驗項目名稱 實驗學時 內(nèi)容提要 實驗類型 實驗要求 備注 1 緒論及試驗機操作練習 2 進行萬能試驗機的操作練習，學習操作規(guī)程和安全注意事項，為以后的實驗打好基礎(chǔ)。 驗證 必修 此欄內(nèi)容包含了材料力學實驗常用的三種基本方法，為必修內(nèi)容，總計有8學時。 2 拉伸試驗 2 測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率和截面收縮率、鑄鐵的強度極限。觀察過程的各種現(xiàn)象，并繪制拉伸圖。 驗證 必修 3 圓軸扭轉(zhuǎn)實驗 1 測定低碳鋼的剪切屈服極限、剪切強度極限、鑄鐵的剪切強度

4、極限。觀察低碳鋼和鑄鐵試件的扭轉(zhuǎn)破壞形式。 驗證 必修 4 材料彈性常數(shù)E、m的測定 1 在比例極限內(nèi)、驗證虎克定律，并測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，學習電阻應(yīng)變儀的原理和操作。 驗證 必修 5 光彈性基本實驗 2 掌握光彈性實驗的基本原理，會區(qū)分等差線和等傾線。 驗證 必修 6 開放實驗 8 從以下三類開放實驗項目中選做，但是必須至少包含兩種測試方法且含有綜合性實驗項目。 機測法開放實驗項目（最多選 2學時） 序 號 實驗項目名稱 實驗學時 內(nèi)容提要 實驗類型 實驗要求 備注 1 低碳鋼預變形強度

5、實驗 2 測定強化強度 驗證 選做 本表實驗項目個數(shù)將隨著實驗設(shè)備的新舊更替會有所變化。本欄內(nèi)容最多可以選做2學時。 2 建筑用鋼筋的拉伸實驗 2 聯(lián)系聯(lián)系工程應(yīng)用，測定及監(jiān)測鋼筋強度及變形 驗證 選做 3 有機玻璃的拉伸實驗 2 測定有機玻璃的力學性能 驗證 選做 4 塑料拉伸實驗 2 測定塑料的靜態(tài)力學性能 驗證 選做 5 聚丙烯納米材料拉伸實驗 2 測定聚丙烯材料的塑性變形及強度 驗證 選做 6 力學實驗組合臺綜合實驗 2 微型拉伸，桁架應(yīng)力分析，微型沖擊試驗等 設(shè)計 選做 7 木材的壓縮實驗 1

6、 測定與觀察木材壓縮時的力學性能 驗證 選做 8 石料的壓縮實驗 1 測定與觀察石料的強度及破壞形式 驗證 選做 9 混凝土壓縮實驗 1 測定混凝土的力學性能 驗證 選做 10 纖維增強復合材料力學性能測試實驗 2 利用萬能材料試驗機測定拉伸壓縮彎曲性能測試 綜合 選做 11 壓縮實驗 1 測定低碳鋼的屈服極限和鑄鐵的強度極限，觀察低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的變形及破壞形式。 驗證 選做 12 剪切實驗 1 模擬工程雙剪切工況對圓柱棒料試樣進行剪切實驗 驗證 選做 電測法開放實驗項目表 序 號 實驗項目名稱 實驗學時

7、 內(nèi)容提要 實驗 類型 實驗 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。 驗證 選做 實驗項目將隨設(shè)備變更有所變化。 2 單向增強復合材料彈性常數(shù)測定實驗 3 測定單向增強復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)力測定(純彎曲部分已貼片) 2 驗證梁在純彎曲時的正應(yīng)力公式，進一步學習用電阻應(yīng)變儀測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)力測定 4 測量純彎曲梁某一斷面的正應(yīng)力，并與理論值對比，驗證理論公式的正確性 驗證 選做 5 薄壁圓管彎扭主應(yīng)力測定(未貼

8、片)4學時 4 用電測法(應(yīng)變法)測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 選做 6 薄壁圓管彎扭主應(yīng)力測定(已貼片) 2 用電測法(應(yīng)變法)測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 復合梁的彎曲應(yīng)力測量 4 用電測法測定兩根梁組合以后的應(yīng)力分布規(guī)律，從而為建立理論計算模型提供實驗依據(jù)。通過實驗和理論分析，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 選做 8 偏心拉(壓)時應(yīng)力的測量 4 分析偏心拉（壓）時的應(yīng)力分布，并與理論值比較 設(shè)計 選做 9 等強度梁應(yīng)力的測量、材料系數(shù)的測定

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

10、驗 4 分析電子式引伸計的原理與受力特點，利用簡易彈性元件，建立受力模型，確定布片方案，制作出引伸計并進行比較測量實驗 設(shè)計 選做 15 表面殘余應(yīng)力測定實驗 2 了解殘余應(yīng)力儀基本原理，利用殘余應(yīng)力儀測定試樣不同加工表面的應(yīng)力分布情況。 驗證 選做 現(xiàn)代光側(cè)法開放實驗項目 序 號 實驗項目名稱 實驗學時 內(nèi)容提要 實驗 類型 實驗 要求 備注 1 圓盤對徑受壓實驗 2 學會調(diào)節(jié)偏振光場、利用等傾線觀察主應(yīng)力方向 驗證 選做 實驗項目將隨設(shè)備變更有所變化。 2 壓彎組合實驗 2 學生直接用手捏壓試件，可以通過

11、壓彎區(qū)的條紋計算自己的捏力大小，從而對壓彎組合梁的應(yīng)力分布加深理解。 綜合 選做 3 梁的純彎曲實驗 2 通過對純彎曲梁的應(yīng)力分布進行測量，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)的測定 2 驗證應(yīng)力集中現(xiàn)象，測定孔邊應(yīng)力集中系數(shù)。 綜合 選做 5 激光全息干涉實驗 2 測定圓盤橫向受力下位移，記錄干涉條紋圖，掌握全息干涉實驗方法。 綜合 選做 6 物體三維形貌測量 2 利用三維形貌測量系統(tǒng)測量試樣表面的形貌和離面變形。 綜合 選做 7 光纖應(yīng)變測量實驗 2 利用光纖應(yīng)變測量系統(tǒng)，測量

12、受力構(gòu)件的應(yīng)變。 綜合 選做 8 電子散斑干涉技術(shù)實驗 2 掌握電子散斑干涉技術(shù)原理，和ESPI測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 反射光彈貼片實驗 2 利用反射光彈儀測量受力構(gòu)件表面應(yīng)力。 綜合 選做 五、實驗教材或?qū)嶒炛笇? 教材：[1]材料力學實驗基礎(chǔ)．鄒廣平、張學義等編．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社出版，2010.1 [2]自編補充講義（以便及時更新因設(shè)備更新而增加的實驗內(nèi)容），自編，膠印。 參考資料：[1]工程力學實驗．范欽珊、陳巨兵等．北京：高等教育出版社，2006.10 [2]材料力學實驗．張小凡、謝大吉等編．北京：清華大學出版社，1994.2 [3]基礎(chǔ)力學實驗．趙志崗主編．北京：機械工業(yè)出版社，2004.3 [4]材料力學實驗．劉鴻文、呂榮坤編．北京：高等教育出版社，1998.1 [5]材料力學實驗．王育平等編．北京：北京航空航天大學出版社，2004.3 撰寫人簽字： 院（系）教學院長（主任）