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非常经典的工程力学实验指导书+题

《工程力学》实验指导书

主编：2011年11月

实验一拉伸和压缩实验 (3)

实验二梁弯曲正应力实验 (8)

实验三金属材料扭转实验 (12)

实验一拉伸和压缩实验拉伸实验

一、实验目的

1．观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。 2．测定低碳钢的σs 、σb 、δ、ψ 和灰铸铁的σb 。 3．比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。二、实验内容 1．低碳钢拉伸实验

材料的机械性能指标σs 、σb 、δ 和ψ 由常温、静载下的轴向拉伸破坏试验测定。整个试验过程中，力与变形的关系可由拉伸图表示，被测材料试件的拉伸图由试验机自动记录显示。低碳钢的拉伸图比较典型，可分为四个阶段：

直线阶段OA ——此阶段拉力与变形成正比，所以也称为线弹性变形阶段，A 点对应的载荷为比例极限载荷Fp ；

屈服阶段BC ——曲线常呈锯齿形，此阶段拉力的变化不大，但变形迅速增加，此段内曲线上的最高点称为上屈服点B ，，最低点称为下屈服点B ，因下屈服点B 比较稳定，工程上一般以B 点对应的力值作为屈服载荷Fs ；

强化阶段CD ——此阶段拉力增加变形也继续增加，但它们不再是线性关系，其最高点D 对应的力值为最大载荷Fb ；

颈缩阶段DE ——过了D 点，试件开始出现局部收缩（颈缩），直至试件被拉断。

图1-1为低碳钢拉伸图。

图1-1 图1-2

2．灰铸铁拉伸实验

对于灰铸铁，由于拉伸时的塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂，没有明显的屈服和颈缩现象，其强度极限即为试件断裂时的名义应力。图1-2为铸铁拉伸图。

三、实验仪器、设备

1．600KN 微机屏显式液压万能试验机； 2．游标卡尺。四、实验原理

1．根据低碳钢拉伸载荷F s 、F b 计算屈服极限σs 和强度极限σb 。 2．根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b 计算强度极限σb 。

3．根据拉断前后的试件标距长度和横截面面积，计算低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ。

%100001?-=

L L L δ %1000

0?-=A A A ψ

五、实验步骤

（一）实验准备

1．打开计算机，双击计算机桌面上的TestExpert 图标，试验软件启动。 2．打开控制系统电源，系统进行自检后自动进入PC-CONTROL 状态。 3．软件联机并启动控制系统：

（1）点击“联机”按钮.出现联机窗口，当此窗口消失证明联机成功。（2）按下启动按钮，控制系统“ON ”灯亮后，软件操作按钮有效。 4．测量并记录试件的尺寸：在刻线长度内的两端和中部测量三个截面的直径d 0，取直径最小者为计算直径，并量取标距长度L 0。

5．调节横梁位置并安装试样。（二）进行实验 1．设置试验条件。 2．开始试验：

（1）按下“试验”按钮，试验机开始按试验程序对试件进行拉伸。仔细观

A F

s =σ0

A F b

b =σ4

00d A ?=

察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况，特别注意观察屈服阶段的特点、颈缩阶段的发生和发展，直至试件拉断，取下试件并观察断口。

（2）对灰铸铁试件，则装夹后按下“试验”按钮，试验机开始按试验程序对试件进行拉伸，仔细观察试件和计算机屏幕上的拉伸曲线在拉伸过程中的对应情况，直至拉断，取下试件并观察断口。

3．浏览拉伸曲线，记录屈服载荷F s 和最大载荷F b ，或打印试验报告。（三）断后延伸率δ和截面收缩率ψ的测定

（1）试件拉断后，将其断裂试件紧密对接在一起，在断口（颈缩）处沿两个互相垂直方向各测量一次直径，取其平均值为d 1，用来计算断口处横截面面积A 1。

（2）将断裂试件的两段紧密对接在一起，尽量使其轴线位于一直线上，若断口到邻近标距端点的距离大于L 0/3，则用游标卡尺测量断裂后两端刻线之间的标距长度即为L 1。

（3）若断口到邻近标距端点的距离小于或等于L 0/3，要求用断口移中法计算L 1的长度。则应按下述方法来测量拉断后试件标距部分的长度L 1。

利用在试验前将试件标距部分等分成10个小格，即以断口O （图1-3a ）为起点，在长段上量取基本等于短段的格数得B 点。当长段所余格数为偶数时，则由所

余格数的一半得C 点，将BC 段长度移到标距的左端，则移位后的L 1为：如果在长段取B 点后所余下的格数为奇数（图1-3b ），则取所余格数加1之半得C 1点，减1之半得C 点，则移中（即将BC1或BC 移到试件左侧）后的L 1为：

OB AO L 21++=BC BC OB AO L +++=图1-3a

六、实验报告要求

1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。

2．完成以下要求

（1）根据测得的低碳钢拉伸载荷F s、F b计算屈服极限σs和强度极限σb。

（2）根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b计算强度极限σb。

（3）根据测得拉断前后的试件标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ；由于灰铸铁拉伸塑性变形量很小，断后延伸率和截面收缩率一般就不必测定。

（4）绘制两种材料的拉抻图（F-ΔL图）。

（5）绘图表示两种材料的断口形状。

七、实验注意事项

1．实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程，严禁开“快速”档加载。开动万能试验机后，操作者不得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机。

2．加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。

八、思考题

1．低碳钢和铸铁在常温静载拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同？

2．测定材料的力学性能有何实用价值？

3．你认为产生试验结果误差的因素有哪些？应如何避免或减小影响？

压缩实验

一、实验目的

1. 观察与分析低碳钢、灰铸铁在压缩过程中的力学现象并绘制压缩图。

2. 测定压缩时低碳钢的的σs，灰铸铁的σb。

3. 比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。

二、实验内容

1．低碳钢压缩实验

但不象拉伸时那样有明显的屈服现象。因此，测定压缩的屈服载荷F s 时要特别细心观察。在缓慢匀速加载下，试验机的测力指针会突然停留、或倒退、或指针转速突然减慢。如果指针停留，则以指针所指载荷作为屈服载荷F s ；如果指针倒退，则以指针所指最低载荷作为屈服载荷F s ；如果指针转速突然减慢，此时主动指针所指载荷即作为屈服载荷F s 。过了屈服点，塑性变形迅速增加，试件横截面面积也随之增大。而增大的面积能承受更大的载荷，因此，压缩曲线迅速上升，见自动绘图仪绘出低碳钢压缩图（图2-1）。低碳钢试件最后可压成饼状而不破坏，所以无法测定最大载荷F b 。

图2-1 图2-2

2．灰铸铁压缩实验

灰铸铁试件受压缩时，在达到最大载荷F b 前会出现较大的弹性变形才发生破裂，此时测力指针迅速倒退，由随动指针可读出最大载荷F b ，自动绘图仪绘出铸铁压缩图（图2-2）。

灰铸铁试件最后被压成腰鼓形，表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹。

三、实验仪器、设备

1．600KN 微机屏显式液压万能试验机； 2．游标卡尺。四、实验原理

1．根据低碳钢的压缩屈服载荷F s 计算压缩屈服极限σs 。 2．根据铸铁的压缩最大载荷F b 计算压缩强度极限σb 。

F b

σF s =

五、实验步骤

1．测量并记录试件高度及横截面直径。

2．根据估计的最大载荷选择测力盘刻度档，配以相应摆锤，调整指针使对准零点，调整绘图装置。

3．将试件两端涂上润滑剂，然后放在试验机活动台支承垫中心处。

4．开动试验机，使活动台上升，当试件与上支承垫接近时应把油门关小减慢活动台上升速度，以免上升速度太快引起冲击载荷。当试件与上支承垫接触受力后，要控制加载速度，使载荷缓慢均匀增加，注意观察测力指针和绘图装置所绘的压缩曲线，从而判断试件是否已达屈服阶段，及时记录屈服载荷F s，超过屈服载荷后，继续加载，低碳钢试件被压成腰鼓形即可停止。

5.铸铁试件加压至试件破坏为止，记录最大载荷F b。

六、实验报告要求

1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。

2．完成以下计算

（1）根据测量的低碳钢的压缩屈服载荷F s计算压缩屈服极限σs。

（2）根据测量的铸铁的压缩最大载荷F b计算压缩强度极限σb。

七、实验注意事项

2．加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。

八、思考题

1．比较低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时所测得的σs和σb的数值有何差别？

2．仔细观察铸铁的破坏形式并分析破坏原因。

实验二梁弯曲正应力实验

一、实验目的

1．测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律。

2．验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

二、实验内容

1．加载载荷梁发生纯弯曲变形。

2．测试应变值。

3．验证正应力公式。

三、实验仪器、设备

1．组合实验台中纯弯曲梁实验装置。

2．XL2118系列力＆应变综合参数测试仪。

3．游标卡尺、钢板尺。

四、实验原理

1．在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任一点的正应力，计算公式为

I z y

式中M为弯矩，I z为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片（如图3-1）。

图3-1 应变片在梁中的位置

2．实验可采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法，即每增加等量的载荷△P ，测出各点的应变增量△ε，然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i ，依次求出各点的应变增量

εσ??=i i E 实实

将实测应力值与理论应力值进行比较，以验证弯曲正应力公式。

五、实验步骤

1．设计好本实验所需的各类数据表格。

2．测量矩形截面梁的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点距离a 及各应变片到中性层的距离y i 。见附表1

3．拟订加载方案。先选取适当的初载荷P 0（一般取P 0 =10％Pmax 左右），估算P max （该实验载荷范围P max ≤4000N ），分4～6级加载。

4．根据加载方案，调整好实验加载装置。

5．按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。

加载。均匀缓慢加载至初载荷P 0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值εi ，直到最终载荷。实验至少重复两次。见附表2

6．作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。

附表2 （实验数据）

六、实验报告要求

1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果。

2．完成以下计算（1）实验值计算

根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值____

ε?i ，代入胡克定律计算各点的实验应

力值，因1με=10-6ε，所以各点实验应力计算：

_____

11??-?==εεσi E E 实实

（2）理论值计算载荷增量 △P= 500 N

弯距增量 △M=△P·a/2=31.25 N·m 各点理论值计算：

y z

＝

理

（3）绘出实验应力值和理论应力值的分布图

分别以横坐标轴表示各测点的应力σi实和σi理，以纵坐标轴表示各测点距梁中性层位置y i，选用合适的比例绘出应力分布图。

（4）实验值与理论值的比较

七、实验注意事项

1．加载时要缓慢，防止冲击。小心操作，应特别注意不要超载，以免将钢梁压坏。

2．读取应变值时，应保持载荷稳定。

3．各引线的接线柱必须拧紧，测量过程中不要触动引线，以免引起测量误差。

八、思考题

1．比较应变片4、5的应变值，可得到什么结论？

2．本实验中，对应变片的珊长和珊宽尺寸有无要求？为什么？

实验三金属材料扭转实验一、实验目的

1．测定低碳钢扭转时的强度性能指标：扭转屈服应力s τ和抗扭强度b τ。 2．测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度b τ。

3．绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。二、实验内容

1．测定低碳钢扭转时的强度性能指标。 2．测定灰铸铁扭转时的强度性能指标。三、实验仪器、设备 1．数显式扭转试验机。 2．游标卡尺。四、实验原理

1．测定低碳钢扭转时的强度性能指标

试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶矩的增加，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩es M ，低碳钢的扭转屈服应力为

s 43W M =

式中：16

/3p d W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。

在测出屈服扭矩s T 后，改用电动加载，直到试样被扭断为止。测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩eb M ，低碳钢的抗扭强度为

eb b 43W M =

对上述两公式的来源说明如下：

低碳钢试样在扭转变形过程中，利用扭转试验机上的自动绘图装置绘出的

?-e M 图如图3-1所示。当达到图中A 点时，e M 与?成正比的关系开始破坏，这

时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力s τ，如能测得此时相应的外

力偶矩ep M ，如图3-2a 所示，则扭转屈服应力为

ep s W M =

经过A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图3-2b 所示。若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图3-2c 所示的情况，对应的扭矩s T 为

图

3-1 低碳钢的扭转图

（a ）（b ）（c ）

图3-2 低碳钢圆柱形试样扭转时横截面上的切应力分布

（a ）

T T =；（b ）

p T T T <<；（c ）s

T T

= s

p s 3d/2

s d/2 0

s s 3

d 2d 2ττπρρπτρπρρτW d T ==

==?

由于es s M T =，因此，由上式可以得到

es s 43W M =

无论从测矩盘上指针前进的情况，还是从自动绘图装置所绘出的曲线来看，

A 点的位置不易精确判定，而

B 点的位置则较为明显。因此，一般均根据由B 点

测定的es M 来求扭转切应力s τ。当然这种计算方法也有缺陷，只有当实际的应力分布与图3-2c 完全相符合时才是正确的，对塑性较小的材料差异是比较大的。

从图3-1可以看出，当外力偶矩超过es M 后，扭转角?增加很快，而外力偶矩e M 增加很小，BC 近似于一条直线。因此，可认为横截面上的切应力分布如图3-2c 所示，只是切应力值比s τ大。根据测定的试样在断裂时的外力偶矩eb M ，可求得抗扭强度为

eb b 43W M =

2．测定灰铸铁扭转时的强度性能指标

对于灰铸铁试样，只需测出其承受的最大外力偶矩eb M （方法同2），抗扭强度为

b W M =

由上述扭转破坏的试样可以看出：低碳钢试样的断口与轴线垂直，表明破坏是由切应力引起的；而灰铸铁试样的断口则沿螺旋线方向与轴线约成

45角，表明破坏是由拉应力引起的。

五、实验步骤

1．测定低碳钢扭转时的强度性能指标

（1）测量试样的直径（方法与拉伸试验相同）。

（2）将试样安装到扭转试验机上，用手摇柄缓慢加载，清除试样与夹具之间的空隙。

（3）将扭转角与扭矩清零，按“检测”按钮，使显示灯从手动变为自动。（4）用手摇柄均匀缓慢加载，直至试样被扭断为止。

（5）按下“打印”按钮，取下数据记录纸带，记录屈服外力偶矩es M 和最大外力偶矩eb M 。

2．测定灰铸铁扭转时的强度性能指标

（1）测量试样的直径（方法与拉伸试验相同）。

（2）将试样安装到扭转试验机上，用手摇柄缓慢加载，清除试样与夹具之间的空隙。

（3）将扭转角与扭矩清零，按“检测”按钮，使显示灯从手动变为自动。

（4）用手摇柄均匀缓慢加载，直至试样被扭断为止。

M （5）按下“打印”按钮，取下数据记录纸带，记录最大外力偶矩eb

六、实验报告要求

1．实验报告应包括：试验名称、目的、仪器设备名称、规格、量程、实验记录及结果，如低碳钢及铸铁扭转时的机械性能，两种时间破坏时的断口状态图等。分析讨论低碳钢和铸铁破坏情况及原因，并与拉伸与压缩试验情况进行比较。

2．填写表格

表3-1测定低碳钢和灰铸铁扭转时的强度性能指标试验的数据记录与计算

七、实验注意事项

1．加扭矩要均匀缓慢。

2．变换扭矩测量范围，要在加载前停机进行。若要调整机器转速，也要停机进行，以免损坏传动齿轮。

八、思考题

1．比较低碳钢与灰铸铁试样的扭转破坏断口，并分析它们的破坏原因。

2．根据拉伸、压缩和扭转三种试验结果，比较低碳钢与灰铸铁的力学性能及破坏形式，并分析原因。

工程力学实验指导书(建环)

工程力学实验指导书（建环、给排水、包装工程） 2016年 9月

目录实验一金属材料的拉伸实验 (2) 实验二金属材料的压缩实验 (5) 实验三弯曲正应力电测实验 (8)

实验一金属材料的拉伸实验一、实验目的和要求 1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ；强度极限b σ，伸长率δ和截面收缩率φ 3、测定铸铁的强度极限b σ。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。 5、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。二、实验装置和原理实验仪器设备： CMT 微机控制电子万能实验机、游标卡尺、拉伸试件。试件制备：实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成，如图1-1所示。这样可以避免因试件尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。图中：d 0为试件直径，L 0为试件的标距，并且短比例试件要求L 0=5d 0。图1-1 实验原理：试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。抗拉强度σb 较低，无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 。、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。

力学实验报告

力学实验报告篇一：工程力学实验(全) 工程力学实验学生姓名：学号：专业班级：南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验 1 2 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前 2低碳钢弹性模量测定 E? 实验后 ?F?l = (?l)?A 屈服载荷和强度极限载荷 3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。 4篇二：工程力学实验报告工程力学实验报告自动化12级实验班 1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度ReH，下屈服强度ReL和抗拉强度Rm 。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。 3．测定铸铁的抗拉强度Rm。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。 5．学习试验机的使用方法。二、设备和仪器 1．试验机（见附录）。 2．电子引伸计。 3．游标卡尺。三、试样 (a) (b) 图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较，必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样

兰大网院工程力学测试题及答案

1.梁横截面上的内力，通常（）。 ?只有剪力FS ?只有弯矩M ?既有剪力FS，又有弯矩M ?只有轴力FN 本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??既有剪力FS，又有弯矩M? 2.下列正确的说法是。（） ?工程力学中，将物体抽象为刚体 ?工程力学中，将物体抽象为变形体 ?工程力学中，研究外效应时，将物体抽象为刚体，而研究内效应时，则抽象为变形体 ?以上说法都不正确。本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??以上说法都不正确。? 3.单元体各个面上共有9个应力分量。其中，独立的应力分量有（）个。 ?9 ?3 ?6 ?4 本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??6? 4.静不定系统中，未知力的数目达4个，所能列出的静力方程有3个，则系统静不定次数是（）。?1次 ?3次 ?4次 ?12次本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??1次? 5.任意图形,若对某一对正交坐标轴的惯性积为零,则这一对坐标轴一定是该图形的()。 ?形心轴 ?主惯性轴

本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??主惯性轴? 6.空间力系作用下的止推轴承共有()约束力。 ?二个 ?三个 ?四个 ?六个本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??三个? 7.若在强度计算和稳定性计算中取相同的安全系数，则在下列说法中，（）是正确的。?满足强度条件的压杆一定满足稳定性条件 ?满足稳定性条件的压杆一定满足强度条件 ?满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件 ?不满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??满足稳定性条件的压杆一定满足强度条件? 8.有集中力偶作用的梁，集中力偶作用处（）。 ?剪力发生突变 ?弯矩发生突变 ?剪力、弯矩不受影响 ?都不对本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??弯矩发生突变? 9.下列说法正确的是（） ?工程力学中我们把所有的物体都抽象化为变形体 ?在工程力学中我们把所有的物体都抽象化为刚体 ?稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态 ?工程力学是在塑性范围内，大变形情况下研究其承截能力。本题分值：??4.0? 用户未作答? 标准答案：??稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态?

工程力学实验指导书.

第一章绪论 §1.1 工程力学实验的内容实验是进行科学研究的重要方法，科学史上许多重大发明是依靠科学实验而得到的，许多新理论的建立也要靠实验来验证。例如材料力学中应力应变的线性关系就是虎克于1668年到1678年间作了一系列的弹簧实验之后建立起来的。不仅如此，实验对材料力学有着更重要的一面。因为材料力学的理论是建立在将真实材料理想化，实际构件典型化，公式推导假设化基础之上的，它的结论是否正确以及能否在工程中应用，都只有通过实验验证才能断定。在解决工程设计的强度，刚度等问题时，首先要知道材料的力学性能和表达力学性能的材料常数。这些常数只有靠材料试验测试才能得到。有时实际工程中构件的几何形状和载荷都十分复杂，构件中的应力单纯靠计算难以得到正确的数据，这种情况下必须借助于实验应力分析的手段才能解决。因此，材料力学实验是学习材料力学课程不可缺少的重要环节。材料力学实验包括以下三个方面的内容： 1.测定材料的力学性能材料的力学性能是指在力或能的作用下，材料在变形、强度等方面表现出的一些特性，如弹性极限、屈服极限（屈服强度）、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而它们一般要通过实验来测定。此外，材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。随着材料科学的发展，各种新型合金材料、合成材料不断涌现，力学性能的测定，是研究每一中新型材料的重要任务。 2.验证理论公式的正确性材料力学的一些理论是以某些假设为基础的，例如杆件的弯曲理论就以平面假设为基础。用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加深对理论的认识和理解。至于新建立的理论和公式，用实验来验证更是必不可少的。实验是验证、修正和发展理论的必要手段。 3.实验应力分析某些情况下，例如因构件几何形状不规则，受力复杂或精确的边界条件难以确定等，应力分析计算难于获得准确结果。这时，用诸如电测、光弹性等实验应力分析方法直接测定构件的应力，便成为有效的方法。对经过较大简化后得出的理论计算或数值计算，其结果的可靠性更有赖于实验应力分析的验证。§1.2 材料力学试验的标准、方法和要求材料的强度指标如屈服极限、强度极限、持久极限等，虽是材料的固有属性，但往往与试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、周围环境（温度、介质）等有关。为使实验结果能相互比较，国家标准对试样的取材、形状、尺寸、加工精度、试验手段和方法以及数据处理都作了统一规定。

工程力学实验报告

实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的 1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢的弹性模量E。 3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限；强度极限，伸长率和截面收缩率 4、测定铸铁的强度极限。 5、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的力学性质。 6、了解CMT微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。二、实验设备和仪器 1．CMT微机控制电子万能实验机 2．电子式引伸计仪 3．游标卡尺 4．钢尺三.实验原理试件夹持在夹具上，点击试件保护键，消除夹持力，调节拉力作用线，使之能通过试件轴线，实现试件两端的轴向拉伸。试件在开始拉伸之前，设置好保护限位圈，微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中，POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2，低碳钢在拉伸到屈服强度时，取下引伸计，试件继续拉伸，直至试件被拉断。

低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。抗拉强度σb 较低，无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 l1，由下述公式 A Fs s = σ A F b b = σ %1000 1?-= l l l δ %1000 1 0?-= A A A ψ 可计算低碳钢的拉伸屈服点σs 。、抗拉强度σb 、伸长率δ，和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度σb 。低碳钢的弹性模量E 由以下公式计算： l A Fl E ??= 00 式中ΔF 为相等的加载等级，Δl 为与ΔF 相对应的变形增量。四、实验步骤 (1)低碳钢拉伸试验步骤

非常经典的工程力学实验指导书+题.

《工程力学》实验指导书主编：2011年11月

目录实验一拉伸和压缩实验 (3) 实验二梁弯曲正应力实验 (8) 实验三金属材料扭转实验 (12)

实验一拉伸和压缩实验拉伸实验一、实验目的 1．观察与分析低碳钢、灰铸铁在拉伸过程中的力学现象并绘制拉伸图。 2．测定低碳钢的σs 、σb 、δ、ψ 和灰铸铁的σb 。 3．比较低碳钢与灰铸铁的机械性能。二、实验内容 1．低碳钢拉伸实验材料的机械性能指标σs 、σb 、δ 和ψ 由常温、静载下的轴向拉伸破坏试验测定。整个试验过程中，力与变形的关系可由拉伸图表示，被测材料试件的拉伸图由试验机自动记录显示。低碳钢的拉伸图比较典型，可分为四个阶段：直线阶段OA ——此阶段拉力与变形成正比，所以也称为线弹性变形阶段，A 点对应的载荷为比例极限载荷Fp ；屈服阶段BC ——曲线常呈锯齿形，此阶段拉力的变化不大，但变形迅速增加，此段内曲线上的最高点称为上屈服点B ，，最低点称为下屈服点B ，因下屈服点B 比较稳定，工程上一般以B 点对应的力值作为屈服载荷Fs ；强化阶段CD ——此阶段拉力增加变形也继续增加，但它们不再是线性关系，其最高点D 对应的力值为最大载荷Fb ；颈缩阶段DE ——过了D 点，试件开始出现局部收缩（颈缩），直至试件被拉断。图1-1为低碳钢拉伸图。图1-1 图1-2 F

2．灰铸铁拉伸实验对于灰铸铁，由于拉伸时的塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂，没有明显的屈服和颈缩现象，其强度极限即为试件断裂时的名义应力。图1-2为铸铁拉伸图。三、实验仪器、设备 1．600KN 微机屏显式液压万能试验机； 2．游标卡尺。四、实验原理 1．根据低碳钢拉伸载荷F s 、F b 计算屈服极限σs 和强度极限σb 。 2．根据测得的灰铸铁拉伸最大载荷F b 计算强度极限σb 。 3．根据拉断前后的试件标距长度和横截面面积，计算低碳钢的延伸率δ和截面收缩率ψ。 %100001?-= L L L δ %1000 1 0?-=A A A ψ 五、实验步骤（一）实验准备 1．打开计算机，双击计算机桌面上的TestExpert 图标，试验软件启动。 2．打开控制系统电源，系统进行自检后自动进入PC-CONTROL 状态。 3．软件联机并启动控制系统：（1）点击“联机”按钮.出现联机窗口，当此窗口消失证明联机成功。（2）按下启动按钮，控制系统“ON ”灯亮后，软件操作按钮有效。 4．测量并记录试件的尺寸：在刻线长度内的两端和中部测量三个截面的直径d 0，取直径最小者为计算直径，并量取标距长度L 0。 5．调节横梁位置并安装试样。（二）进行实验 1．设置试验条件。 2．开始试验：（1）按下“试验”按钮，试验机开始按试验程序对试件进行拉伸。仔细观 A F s s =σ0 A F b b =σ4 2 00d A ?= π

工程力学实验报告

工程力学实验报告自动化12级实验班 §1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度R eH，下屈服强度R eL和抗拉强度R m 。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。 3．测定铸铁的抗拉强度R m。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。 5．学习试验机的使用方法。二、设备和仪器 1．试验机（见附录）。 2．电子引伸计。 3．游标卡尺。三、试样 (a) (b) 图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较，必须对试

样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分中测量伸长用的长度称为标距。受力前的标距称为原始标距，记作l 0，通常在其两端划细线标志。国标GB/T228-2002中，对试样形状、尺寸、公差和表面粗糙度均有明确规定。四、实验原理低碳钢（Q235 钢）拉伸实验（图解方法）将试样安装在试验机的上下夹头中，引伸计装卡在试样上，启动试验机对试样加载，试验机将自动绘制出载荷位移曲线（F-ΔL 曲线），如图（1-2）。观察试样的受力、变形直至破坏的全过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段）。屈服阶段反映在F-ΔL 曲线图上为一水平波动线。上屈服力eH F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。下屈服力eL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。最大力R m 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。相应的强度指标由以下公式计算：上屈服强度R eH ：0 S F R eH eH = （1-1）下屈服强度R eL ：0 S F R eL eL = (1-2 ) 抗拉强度R m ： 0 S F R m m = （1-3）在强化阶段任一时刻卸载、再加载，可以观察加载、御载规律和冷作硬化现象。在F m 以前，变形是均匀的。从F m 开始，产生局部伸长和颈缩，由于颈缩，使颈缩处截面减小，致使载荷随之下降，最后断裂。断口呈杯锥形。

工程力学实验考试思考题

金属拉伸试验时加载速度为什么必须缓慢均匀？为了获得更加准确的试验精度.加载时如果动作过大,则在加载的瞬间其重量是有变化的,对精度有较大的影响. 加载速度超过一定值就称为“动载荷”，此时低碳钢的“屈服”阶段变得不明显，强度极限也有所提高。所以拉伸加载时速度应缓慢：静载荷为了看金属的疲劳曲线，缓慢均匀才看得清楚什么是卸载规律和冷作硬化现象? 当对材料加载，使其应力超过弹性极限，材料会出现弹性应变和塑性应变。此时卸载，其弹性变形会完全恢复，但是弹性变形是不可恢复的，这部分应变被称为残余应变。对有残余应变的材料重新加载，则其应力应变曲线沿着卸载的直线上升，可以发现其弹性极限（应力）有提高，那么它的屈服极限（强度指标）自然有提高。这种在常温下，经过塑性变形后材料强度变高，塑性降低的现象称为冷作硬化冷作硬化在实际运用的很多特别是钢材望采纳低碳钢与铸铁试样扭转破坏情况有何不同,为什么? 低碳钢试件受扭转时沿横截面破坏，此破坏是由横截面上的切应力造成的，说明低碳钢的抗剪强度较差；铸铁试件受扭转时沿大约45度斜截面破坏，断口粗糙，此破坏是由斜截面上的拉应力造成的，说明铸铁的抗拉强度较差。低碳钢与铸铁的抗拉抗压抗剪能力低碳钢的拉、压强度近似相等，抗扭强度要小（大概根号3倍）。铸铁就不同了铸铁的抗压强度最大，其它要小得多。圆截面试样拉伸试验屈服点和扭转试验屈服点有什么区别和联系？当圆截面试样横截面的最外层切应力达到剪切屈服极限时，占横截面绝大部分的内层切应力任低于弹性极限，因而此时试样人变现为弹性行为，没有明显的屈服现象。当扭矩继续增加使截面大部分区域的切应力达到剪切屈服极限时，试样会表现出屈服极限，此时的扭矩比真实的屈服扭矩要大一些，对于破坏扭矩也会有同样的情况。剪切弹性模量G的物理意义

《工程力学》实验指导书

工程力学实验指导书力学与机械学研究所编天津理工大学机械工程学院

2005.7 学生实验守则 1．学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到早退。 2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。 3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。 4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。 5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。 6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。 7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。 8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。 9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。 10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按章程预以赔偿。

目录引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(4)实验一金属拉伸实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(5)实验二金属压缩实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(8)实验三金属（园轴）扭转试验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(17)

工程力学测试题(附答案)

1、如图1所示，已知重力G ，DC=CE=AC=CB=2l ；定滑轮半径为R ，动滑轮半径为r ，且R=2r=l, θ=45° 。试求：A ，E 支座的约束力及BD 杆所受的力。 1、解：选取整体研究对象，受力分析如图所示，列平衡方程解得：选取DEC 研究对象，受力分析如图所示，列平衡方程解得： 2、图2示结构中，已知P=50KN ，斜杆AC 的横截面积A1=50mm2，斜杆BC 的横截面积A2=50mm2, AC 杆容许压应力[σ]=100MPa ，BC 杆容许应力[σ]=160MPa 试校核AC 、BC 杆的强度。解：对C 点受力分析：所以，；对于AC 杆：，所以强度不够；对于BC 杆：，所以强度不够。 3、图3传动轴上有三个齿轮，齿轮2为主动轮，齿轮1和齿轮3消耗的功率分别为和。若轴的转速为，材料为45钢，。根据强度确定轴的直径。 3、解: (1) 计算力偶距 (2) 根据强度条件计算直径从扭矩图上可以看出，齿轮2与3 间的扭矩绝对值最大。 4、设图4示梁上的载荷q,和尺寸a 为已知，(1) 图；(3)判定最大剪力和最大弯矩。剪力方程：弯矩方程： AC ：(). CB: () 5、图5示矩形截面简支梁，材料容许应力[σ]＝10MPa ，已知b ＝12cm ，若采用截面高宽比为h/b ＝5/3，试求梁能承受的最大荷载。解：对AB 梁受力分析作AB 梁的弯矩图，可以看出，最大弯矩发生在梁的中点处，且由强度条件，，所以，。 1、解：选取整体研究对象，受力分析如图所示，列平衡方程解得：选取DEC 研究对象，受力分析如图所示，列平衡方程解得： 2、解：对C 点受力分析： 1 2 3 x T 155N.m

工程力学实验报告

(图缩四个阶段。比较简单，既没有明显的直线段，也没有—2b)铸铁试件的拉伸曲线(图1屈服阶段，变形很小时试件就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗较低，无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型σb糙。抗拉强度和铸铁试件、最大载荷Fb电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs Fb。的最大载荷 l1，由下述公式取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 A??lAFlFs????10b01%%?100????100?bs AAlA 0000，和断面收缩δσb、伸长率。可计算低碳钢的拉伸屈服点σs、抗拉强度。σbψ率；铸铁的抗拉强度由以下公式计算：低碳钢的弹性模量E Fl?0?E l?A0相对应的变形增量。ΔΔl为与F为相等的加载等级，Δ式中F四、实验步骤低碳钢拉伸试验步骤(1) 2 按照式样、设备的准备及测试工作，大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下： do lo。在式样标距段的及标距首先，将式样标记标距点，测量式样直径两端和中间3处测量式样直径，每处直径取两个相互垂直方向的平均值，do。用扎规和钢板尺处直径的最小值取作试验的初始直径做好记录。3lo测量低碳钢式样的初始标距长度。接着，安装试件。按照微机控制电子万能试验机的操作方法，运行电子万能试验机程序，并开启控制器电源。先将有力传感器的夹具夹住式样的一端，在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零；在移动横梁，使式样的另一端缓慢插入另型卡板中，锁紧夹头，进行保护从而消除

工程力学实验指南

工程力学实验指导书仲恺农业工程学院机电工程系 2008.1

前言材料力学是研究工程材料力学性能和构件强度、刚度和稳定性计算理论的科学，主要任务是按照安全、适用与经济的原则，为设计各种构件（主要是杆件）提供必要的理论和计算方法以及实验研究方法。要合理地使用材料，就必须了解材料的力学性能，各种工程材料固有的力学性质要通过相应的试验测得，这是材料力学实验的一个主要任务。另外，材料力学的理论是以一定的简化和假设为基础。这些假设多来自实验研究，而所建立理论的正确性也必须通过实验的检验，这是材料力学实验的第二个任务。材料力学实验的第三个任务是通过工程结构模型或直接在现场测定实际结构中的应力和变形，进行实验应力分析，为工程结构的设计和安全评估提供可靠的科学依据。从以上所述各项任务中，不难看到材料力学实验的重要性，它与材料力学的理论部分共同构成了这门学科的两个缺一不可的环节。学生在学习并进行材料力学实验时，应注意学习实验原理、试验方法和测试技术，逐步培养科学的工作习惯和独立分析、解决问题的能力，要善于提出问题，勤于思考，勇于创新。这样才能牢固地掌握材料力学课程的基本内容，为将来参加祖国社会主义现代化建设打下坚实的基础。指导书中将实验内容分为“基本实验”和“选做实验”两个层次，这样既可保证实验教学的基本要求，又可根据不同的需求进行选择，以期在培养学生的综合分析能力和创新能力方面发挥重大作用。本实验指导书中难免存在缺点和错误之处，请师生们指正，以便今后进一步修改和完善。

基本实验 1 低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的 1．试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。 2．测定该试样所代表材料的P S、P b和ΔL等值。 3．对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。 4．学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。二、仪器设备和量具电子万能试验机，引伸计、钢板尺，游标卡尺。三、低碳钢的拉伸和压缩实验 1．低碳钢的拉伸实验在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。试件受拉伸过程中，观察屈服（流动）、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象；绘制p——ΔL曲线如图2—1（a）所示；记录试件的屈服抗力P s和最大抗力P b。试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离L1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。 7 图1—1 低碳钢拉伸图及压缩图强度指标：

工程力学拉伸实验报告

试验目的： 1. 测定低碳钢（塑性材料）的弹性摸量E；屈服极限σs 等机械性能。 2．测定灰铸铁（脆性材料）的强度极限σb 3．了解塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。材料拉伸与压缩实验指导书低碳钢拉伸试验拉伸试验的意义: 单向拉伸试验是在常温下以缓慢均匀的速度对专门制备的试件施加轴向载荷，在试件加载过程中观测载荷与变形的关系，从而决定材料有关力学性能。通过拉伸试验可以测定材料在单向拉应力作用下的弹性模量及屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等指标。其试验方法简单且易于得到较可靠的试验数据，所以是研究材料力学性能最基本、应用最广泛的试验。操作步骤： 1．试验设备：WDW－3050电子万能试验机 2．试件准备：用游标卡尺测量试件试验段长度l0和截面直径d0，并作记录。 3．打开试验机主机及计算机等相关设备。 4．试件安装（详见WDW3050电子万能试验机使用与操作三．拉伸试件的安装）。 5．引伸计安装（用于测量E, 详见WDW3050电子万能试验机使用与操作四．引伸计安装）。 6．测量参数的设定: 7．再认真检查一遍试件安装等试验准备工作。 8．负荷清零，轴向变形清零，位移清零。 9．开始进行试验，点击试验开始。 10．根据提示摘除引伸计。 11．进入强化阶段以后，进行冷作硬化试验，按主机控制面板停止，再按▼，先卸载到10kN，再加载，按▲，接下来计算机控制，一直到试件断裂（此过程中计算机一直工作，注意观察负荷位移曲线所显示的冷作硬化现象．）． 12．断裂以后记录力峰值。 13．点击试验结束（不要点击停止）。

14．材料刚度特征值中的弹性模量E的测定试验结束后，在试验程序界面选定本试验的试验编号，并选择应力─应变曲线。在曲线上较均匀地选择若干点，记录各点的值，分别为及 (如i =0,1,2,3,4),并计算出相应的计算E i的平均值，得到该材料的弹性模量E的值。 15．材料强度特征值屈服极限和强度极限的测定试验结束后，在试验程序界面选定本试验的试验编号，并选择负荷─位移曲线，找到的曲线屈服阶段的下屈服点，即为屈服载荷F s, 找到的曲线上最大载荷值，即为极限载荷P b. 计算屈服极限：；计算强度极限：； 16．材料的塑性特征值延伸率及截面收缩率的测定试件拉断后，取下试件，沿断裂面拼合，用游标卡尺测定试验段长度，和颈缩断裂处截面直径。计算材料延伸率计算截面收缩率低碳钢拉伸试验报告试验目的： 1. 掌握电子万能试验机操作； 2. 理解塑性材料拉伸时的力学性能； 3. 观察低碳钢拉伸时的变形特点； 4. 观察低碳钢材料的冷作硬化现象； 5. 测定低碳钢材料弹性模量E ； 6. 测定材料屈服极限和强度极限； 7. 测定材料伸长率δ和截面收缩率Ψ 试验设备：

工程力学实验考试复习

第二章一、实验技术标准实验标准：针对给定试验对试验对象、设备、条件、方法、技术等各个环节给予具体规定的文件。一般由标准化组织制定。二、试验方案 1、试验目的、内容，依据的标准或协议。 2、试样的要求（设计图、加工质量、数量）。 3、仪器设备的选择和标定。 4、试验的具体方法和步骤，试验出现异常时的预备方案和安全措施。 5、规划试验人员的配备、组织和协调。 6、试验经费预算和进度安排。三、力学量及其测量设备载荷测力仪、材料试验机长度量具（游标卡尺、千分尺、光学显微镜）变形引伸计应变电测设备（应变计+应变仪）四、试样实验分为材料试样实验和实物模型实验材料试样实验主要用于了解材料的力学性能；取材方式应满足相应的国家标准。实物模型试验主要用于大型结构的设计（大坝、桥梁、核反应堆）等。模型应满足相似理论。五、数值修约规则一、修约的表达方式指定修约位数的表示方法如：保留三位有效数字。保留两位小数。指定修约间隔的表示方法如：修约间隔为0.02。其含义是保留到小数点后两位、且是0.02的整数倍。四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零看奇偶，五前为偶则舍去，五前为奇则进一。例1：将下列数据修约到三位有效数据例2：将数据12.75按0.5单位修约。三、有效数字运算法则原则：先修约后运算 1、加减法：修约时，应按各数中末位最高者修约。例4：求21.01，7.341，0.786的和。解：应为21.01+7.34+0.79=29.14 2、乘除法：修约时，按各数中有效数字最少者修约。

例4：求21.01，7.34，0.786的积。解：应为 21.0×7.34×0.786=121 第三章一、变形计的基本特征标距：指测量所使用的长度。灵敏度：指变形计对被测变形量的感应能力，是读数与被测量值的商。（也称为放大倍数) 量程：指被测量值的上、下限之差。精确度：指测量结果与真值的符合程度。用示值误差、示值变动性和示值进回程差衡量。二、应变及其测量 1、线应变定义若线段Δx 的变形为Δu ，则线段Dx 的平均线应变 x u x ??=ε 一点的线应变 x u x x ??=ε→?0lim 三、电阻应变计的构造基底—将敏感栅定位并保证敏感栅与构件之间的绝缘电阻敏感栅—将被测构件表面应变转换成电阻变化输出覆盖层—保护敏感栅粘结剂—将敏感栅固结在基底和覆盖层之间引出线—连接敏感栅与测量导线 Ks ——称为金属丝的应变灵敏系数 )21(ν++ερρ=ε=d R dR K S 在一定范围内，对特定材料和加工方法，电阻变化率与其应变之间成线性关系（如康铜等）。四、理想的敏感栅材料特性 1、灵敏系数Ks 大，且在较大范围内保持不变。 2、电阻率高。 3、电阻温度系数小且稳定。 4、弹性极限高于被测构件弹性极限。 5、易于加工成丝或箔。五、按敏感栅材料分类：康铜（Ni45%Cu55%） ——KS 高且稳定，电阻率r 高，电阻温度系数小，弹性好，加工性能好。常用于中、常温静载及大应变测量。镍铬合金（Ni80%Cr20%） ——高，电阻温度系数也大，疲劳寿命高。适宜动态应变测量和制作小栅长应变计。卡玛合金（Ni74%Cr20%Al3%Fe3%）

工程力学实验指导书(五个)

工程力学实验指导书（电测实验）能源工程学院二00九年三月

力学实验规则及要求一、作好实验前的准备工作（1）按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。（2）对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。（3）必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实验室的规章制度（1）课程规定的时间准时进入实验室。保持实验室整洁、安静。（2）未经许可，不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。（3）作实验时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。（4）实验结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实验（1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实验内容的讲解。（2）实验时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实验步骤、方法逐步进行。（3）实验过程中，要密切注意观察实验现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。四、实验报告的一般要求实验报告是对所完成的实验结果整理成书面形式的综合资料。通过实验报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实验结果。因此，要求学习者在自己动手完成实验的基础上，用自己的语言扼要地叙述实验目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实验结果、问题讨论等内容，独立地写出实验报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录第一章绪论 (1) §1-1实验的内容 (1) §1-2试验方法和要求 (1) 第二章实验设备及测试原理 (2) §2-1组合式材料力学多功能实验台 (2) §2-2电测法的基本原理 (3) 第三章材料力学电测实验 (8) 实验一材料弹性模量E的测定 (8) 实验二纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验......1 3 实验三薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定..............1 5 实验四偏心拉伸实验 (20)

(完整版)工程力学试题库(学生用)

工程力学复习题一、选择题 1、刚度指构件（）的能力。 A. 抵抗运动 B. 抵抗破坏 C. 抵抗变质 D. 抵抗变形 2、决定力对物体作用效果的三要素不包括（）。 A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的单位 D. 力的作用点 3、力矩是力的大小与（）的乘积。 A.距离 B.长度 C.力臂 D.力偶臂 4、题4图所示AB 杆的B 端受大小为F 的力作用，则杆内截面上的内力大小为（）。 A 、F B 、F/2 C 、0 D 、不能确定 5、如题5图所示，重物G 置于水平地面上，接触面间的静摩擦因数为f ，在物体上施加一力F 则最大静摩擦力最大的图是（ B ）。 (C) (B)(A) 题4图题5图 6、材料破坏时的应力，称为（）。 A. 比例极限 B. 极限应力 C. 屈服极限 D. 强度极限 7、脆性材料拉伸时不会出现（）。 A. 伸长 B. 弹性变形 C. 断裂 D. 屈服现象 8、杆件被拉伸时，轴力的符号规定为正，称为（）。 A.切应力 B. 正应力 C. 拉力 D. 压力 9、下列不是应力单位的是（）。 A. Pa B. MPa C. N/m 2 D. N/m 3 10、构件承载能力的大小主要由（）方面来衡量。

A. 足够的强度 B. 足够的刚度 C. 足够的稳定性 D. 以上三项都是 11、关于力偶性质的下列说法中，表达有错误的是（）。 A.力偶无合力 B.力偶对其作用面上任意点之矩均相等，与矩心位置无关 C.若力偶矩的大小和转动方向不变，可同时改变力的大小和力偶臂的长度，作用效果不变 D.改变力偶在其作用面内的位置，将改变它对物体的作用效果。 12、无论实际挤压面为何种形状，构件的计算挤压面皆应视为（） A.圆柱面 B.原有形状 C.平面 D.圆平面 13、静力学中的作用与反作用公理在材料力学中（）。 A.仍然适用 B.已不适用。 14、梁剪切弯曲时，其横截面上（）。A A.只有正应力，无剪应力 B. 只有剪应力，无正应力 C. 既有正应力，又有剪应力 D. 既无正应力，也无剪应力 15、力的可传性原理只适用于（）。 A.刚体 B. 变形体 C、刚体和变形体 16、力和物体的关系是（）。 A、力不能脱离物体而独立存在 B、一般情况下力不能脱离物体而独立存在 C、力可以脱离物体 17、力矩不为零的条件是（）。 A、作用力不为零 B、力的作用线不通过矩心 C、作用力和力臂均不为零 18、有A，B两杆，其材料、横截面积及所受的轴力相同，而L A=2 L B，则ΔL A和ΔL B 的关系是（） A 、ΔL A=ΔL B B、ΔL A=2ΔL B C、ΔL A=（1/2）ΔL B 19、为使材料有一定的强度储备，安全系数的取值应（）。 A 、=1 B、＞1 C、＜1 20、梁弯曲时的最大正应力在（）。

工程力学实验指导书

工程力学实验指导书 (建环、给排水、包装工程) 2016年 9月

目录实验一金属材料的拉伸实验 (2) 实验二金属材料的压缩实验 (5) 实验三弯曲正应力电测实验 (8) 实验一金属材料的拉伸实验一、实验目的与要求 1、观察低碳钢与铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ;强度极限b σ,伸长率δ与截面收缩率φ 3、测定铸铁的强度极限b σ。 4、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时的力学性质。 5、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理与使用方法。二、实验装置与原理实验仪器设备: CMT 微机控制电子万能实验机、游标卡尺、拉伸试件。试件制备: 实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成,如图1-1所示。这样可以避免因试件尺寸与形状的影响而产生的差异,便于各种材料的力学性能相互比较。图中:d 0为试件直径,L 0为试件的标距,并且短比例试件要求L 0=5d 0。图1-1 实验原理: 试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸。试件在开始拉伸之前,设置好保护限位圈,微机控制系统首先进入POWERTEST3、0界面。试件在拉伸过程中,POWERTEST3、0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断。低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单,既没有明显的直线段,也没有屈服阶段,变形

工程力学期末考试题及答案

一．一．一．选择题（共10分） 1．(5分) 两根细长杆，直径、约束均相同，但材料不同，且E 1=2E 2则两杆临界应力的关系有四种答案: (A)(cr )1=(cr )2； (B)(cr )1=2(cr )2； (C)( cr )1=( cr )2/2； (D)( cr )1=3(cr )2。正确答案是。 2．(5分) 已知平面图形的形心为C ，面积为A ，对z 轴的惯性矩为I z ，则图形对z 1轴的惯性矩有四种答案: (A)I z +b 2A ； (B)I z +(a+b)2A ； (C)I z +(a 2-b 2)A ； (D)I z +(b 2-a 2)A 。正确答案是。 z z C z 1 a b C 二．填空题（共10分） 1．(5分)

铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力 = ，挤压应力 bs = 。 P/2 t t t d P P/2 2．(5分) 试根据载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定积分常数的条件。积分常数个，支承条件。 A B C D P 2l l l 三．(15分) 图示结构中，①、②、③三杆材料相同，截面相同，弹性模量均为E ，杆的截面面积为A ，杆的长度如图示。横杆CD 为刚体，载荷P 作用位置如图示。求①、②、③杆所受的轴力。

C D

四．(15分) 实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接，已知轴的转速n=100r/min ，传递的功率N=10KW ，[ ]=80MPa 。试确定实心轴的直径d 和空心轴的内外直径d 1和D 1。已知=d 1/D 1=0.6。 d 1 D 1d

工程力学实验教案

第1章工程力学试验的任务和程序 §1-1 基本任务 1、测定材料的力学行为。（如测定σs、σb、E、υ）； 2、孕育理论和验证理论（如：胡克定律、泊松关系）； 3、了解结构的力学特性—应力特性和变形形态（飞机的整体特性，大型结构的选型和检测）。 §1-2 基本程序

第2章试验的基本环节 §2-1 实验技术标准

§2-4 试样试验分为两类： 1、实物试验：一般规模生产的试验（如飞机的整体性能）及大型结构的监测等。 2、模型试验：模型试验又分为实物模型试验和标准试样试验。实物模型试验主要用于大型结构的可行性设计（大坝、桥梁、核反应堆）。标准试样试验用以了解材料特性。标准试样依据相关的国家标准制备。试验原则：可小不大，可模型不实物。 §2-5 测试与记录 ①每台设备应有专人负责。 ②测试前应检查、标定仪器设备。 ③记录试验现象，如有异常及时处理。 ④详尽记录试验数据，包括试验条件、试验方案、试验现象、试验数据。 ⑤试验人员及审核人签字。 §2-6 数值修约规则一、修约的表达方式 1、指定修约位数的表示方法如：保留三位有效数字。保留两位小数。 2、指定修约间隔的表示方法如：修约间隔为0.02。其含义是保留到小数点后两位且是0.02的整数倍。二、数值修约规则口诀：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零看奇偶，五前为偶则舍去，五前为奇则进一。例1：将下列数据修约到三位有效数据。 3.426， 5244， 1.14502， 21.450， 21.150 修约后： 3.43， 5.24×103， 1.15， 21.4， 21.2 例2：将数据12.63按0.5单位修约。修约后数据为12.5。 12.63 25.26 25.0 12.5 ×2÷2 按个位修约注意事项：