冬季短实践学期终极版2

1、冬季短学期实践冬季短学期实践在本次冬季短学期实践期间，我们的学习任务是：根据领取到的实验试样，以小组为单位，自主地设计实验方案，运用材料力学的基本知识，测出试样的弹性模量、剪切模量、泊松比三个材料常数。并分析待测试件的某一截面处的应力分布。学习掌握电测法的基本原理和电阻应变仪的操作。熟悉测量电桥的应用。掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法。 创新力学实验：材料基本常数的测量待测试件外形如右图所示。试件整体形状近似于矩形。截面处，沿横截面方向，截面的尺寸发生变化（形状仍保持为矩形）材料试样实验方法实验方法 实验初始，经小组讨论决定，应变仪的接线采用实验初始，经小组讨论决定，应变仪的接线采用1/4

2、桥法。在待测试样上布片时，我们选择在待桥法。在待测试样上布片时，我们选择在待测试件的形心轴上粘贴两块应变片（两块片相互垂直）在背面对称位置粘贴一块应变片（沿形心轴测试件的形心轴上粘贴两块应变片（两块片相互垂直）在背面对称位置粘贴一块应变片（沿形心轴方向）在形心轴两侧对称位置各粘贴一块应变片（沿形心轴方向）布片、连线工作完成后，马上用方向）在形心轴两侧对称位置各粘贴一块应变片（沿形心轴方向）布片、连线工作完成后，马上用万用表对各线路进行检测（显示线路接触良好，可以正常使用）如下就是我们组试件的俯视图，布万用表对各线路进行检测（显示线路接触良好，可以正常使用）如下就是我们组试件的俯视图，布片图和截

3、面图。片图和截面图。f实验原理f材料在线弹性范围内服胡克（Hooke）定律，应力和应变成正比关系。 单向拉伸时，其形式为：=E（式 1）式中 E 为弹性模量。在-曲线上，E 由弹性阶段直线的斜率确定， 它表征材料抵抗弹性变形的能力。E 越大，产生一定变形所需的应力越大。 工程上常把 EA 称作杆件材料的抗拉（压）刚度。E 是弹性元件选材的重要 依据，是力学计算中的一个重要参量。f引申得到材料在线弹性范围内服广义胡克（Hooke）定律。 单向拉伸时，产生纵向伸长，横向收缩，其形式为：f实验表明在弹性范围内， 横向应变与轴向应变，二者之比为一常数，其绝对值称为横向变形系 数或称为泊松比，用来表示：

4、f由三个弹性常量之间的关系：32111E21）（1E/2Gf实验过程：f1.测量弹性模量f 由于实验装置和安装初始状态的不稳定性，拉伸曲线的初始阶段往往是 非线性的。为了尽可能减少测量误差，实验宜从初载 P0（P00）开始，与P0对应的应变仪读数d 可预调到零，也可设定一个初读数。采用增量法，分级加载，分别测量在各相同载荷增量P 作用下，产生的应变增量，并f求的平均值。 f 又由于拉的过程中实际上是偏心拉， 由一个纯弯曲和轴向的拉力组成。f应变片1、5关于中线轴对称，受到的弯曲应力大小相等，方向相反，同时受到轴力和温度应力作用。f 应变片1：f 应变片5：f 上式即为增量法测 E 的计算公式（

5、均为试件实际轴向应变增量的平均 值）。122)1(2)1(WM22115151GEEGEWMEEzzmmf2.测量剪切模量f 由于应变片3、4互相垂直、互为补偿片。由义胡克定律得f应变片3：f应变片4：f再由公式：f测得G。f计算泊松比：由三者之间的关系f测得）（4313E）（3441Ef实验步骤：f1、确定布片方案，在试件相应位置贴好应变片，；f2、根据试件的布片情况和提供的设备条件确定最佳组桥方案并接线。f3、拟定加载方案。f4、调整好电阻应变仪，使它们处于平衡状态。f5、用逐渐将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的初读数，然后均匀地逐级加载，每增加一级载荷，记录一次纵、横向各点应变片相应的读

6、数应变d。记录应变与加载关系图。f 6、实验结束，卸载，关闭电源，拆线整理所用设备，清理实验现场，将所用仪器、设备复原。f实验数据表： 实验加载应变片1503004506007509001050 1200 1350平均数1182882748210811412418217.283887810011212814818017818814.88517288088888811212114814.2462227282848102828810813.7621218288487888810412112f力分布：由于我们的试件在受到轴向拉时，相当于拉伸和纯弯曲的组合，故应力分布情况为：f所以根据计算，E=106

7、GPa,G=43.2GPa,u=0.226。实验总结实验总结总的来说在这一学期的结尾通过这次的材料力学创新实验还是收获颇丰的，就相对于我们之前的一些实验，这次试验我们自己通过自己设计实验方案，绞尽脑汁，想办法如何贴应变片，才能解决温度补偿片不仅仅因温度应力而产生变形，成功消除温度应力的影响，之后我们想到了用半桥法接应变仪，两个应变片相互补偿可以成功解决这一问题，但是由于应变仪的问题我们最终决定用1/4桥法，在这一点上我觉得相对于以前在课本上所了解的，这次感受更深了，对应变仪的工作原理更加了解了，不仅如此，由于材料横截面的不同，我们在拉试样是残剩的偏心距当时也很令我们头疼，当然也并不是因为很难，只是觉得通过测量这个小东西，得出数据计算很烦人，不像以前做题都是直接给出来，现在自己测有点不习惯。 还有就是我们对广义胡克定律的理解也更加深刻了，在这个实验中我们通过对试件在形心轴上垂直的贴两块应变片来求他的u，充分利用广义胡克定律在平面应力状态下的利用，之前被问到如何求u时我们都是一头雾水，想根据u最原始的定义求出他，几乎是不可能的，于是在老师的提醒下我们才想到了用广义胡克定律，用垂直两块应变片的应变来求，说实话，到听到用这个方法时，我恍然大悟，虽然以前在课本上用广义胡克定律做题做的也不少，但是真正到应用，还是感觉