试验实训指导书

1、试验实训指导书一、实验实训课程的地位、作用和任务建筑力学实验是工科学生必须掌握的重要实践课程。 本课程是通过实验来加强学生对 建筑力学基本理论、基本概念和研究方法的理解，重点是拓宽学生的知识面，进行实验能 力和操作技能的系统培养，培养用实验的方法去发现问题、分析问题和解决问题的能力。 主要包括电测实验和材料的力学性能测试两部分，本课程的设置，以培养学生动手操作能 力为主，验证为辅。必须参加现场实验，并写出实习报告 。二、教学内容和教学要求（一）材料轴向拉伸试验1掌握：低碳钢和铸铁在拉伸时所表现出来的力学性质；2理解：低碳钢和铸铁的拉伸试验原理；3了解：万能试验机的工作原理及操作方法。（二）材料

2、的压缩试验1掌握：低碳钢和铸铁在压缩时所表现出来的力学性质及破坏现象；2理解：脆性材料和塑性材料在压缩过程中所表现出的力学性能的区别；3了解：万能试验机的工作原理及操作方法。（三）圆轴扭转试验1掌握：低碳钢和铸铁在扭转时所表现出来的力学性质及破坏现象；2理解：低碳钢和铸铁的扭转试验原理；3了解：扭转试验机的工作原理。（四）梁弯曲正应力实验1掌握：梁在纯弯曲时某一截面上的应力及其分布情况，并验证弯曲正应力公式的正确 性；理解：电测应力的基本原理和操作方法；了解：电阻应变片的粘贴方法。（五）弹性模量 E和泊松比卩的测定掌握：虎克定律及电测原理；了解：了解两种组桥方式，静态电阻应变仪的工作原理;了解

3、：电测法在压杆稳定实验中的应用。三、学时分配序号实验项目名称时数必开 选 开每套仪器人数实验类型目的要求1低碳钢、铸铁的拉伸实验2必开10人操作性1、观测低碳钢、铸铁拉伸 过程中的各种现象2、测定低碳钢、铸铁拉伸 时的各项相应指标3、比较塑性材料、脆性材 料拉伸时的力学性能2低碳钢、铸铁的压缩实验2必开10人操作性1、观测低碳钢、铸铁压缩 过程中的各种现象2、测定低碳钢、铸铁压缩 时的各项相应指标3、比较塑性材料、脆性材 料压缩时的力学性能3弹性模量E的测定实验2选开10人操作性1 验证虎克定律，测定低 碳钢的弹性模量。2了解实验加载方案的拟 定原则。3 学习应力电测法42人O1操 作 性转

4、材扭 性M 匕匕4 厶冃1 2 L 3 米52人O1操作性曲弯纯梁仆 时262人O1综合性抗钢验格， 4-刀 O 屈 率 。量 目 弼长级质项 XJf伸等筋验 册和度钢试 憔度强定个 狈强的评 一 拉 筋是 的四、说明本教学大纲适用 于三年高职建筑工程技术、监理等建筑工程类各专业。本课程与其他课程衔接与分工本课作为实验课程，是在力学教学过程中进行，是力学教学的重要组成部分，是各 后续实验课的基础。要求所有的实验必须亲自动手操作，当堂完成，课后填写实验报告。实验一低碳钢和铸铁拉伸实验一、实验目的观察、比较低碳钢（Q235钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，测定其主要的力学性能指标，并比较其机械性能。

5、二、实验设备液压万能试验机刻线机3游标卡尺三、实验概述拉伸实验是材料力学性能实验中最基本最重要的实验。为了使实验结果可以相互比较，必须对试件、试验机及实验方法做岀明确具体的规定，我国国标GB228- 87 “金属拉伸试验方法”中规定对金属拉力试件通常采用圆形和板状两种试件对圆截面试件规定： Lo= 10 d 0 或 Lo = 5 d 0板状试件规定：Lo = 11.3 A或 Lo = 5.65 A式中：Lo 试件的标距d0试件直径(取标距内三处最小的一处平均值)A0板试件横截面积本实验采用圆截面比例试样。1、低碳钢作为塑性材料的代表，在常温、静荷下做拉伸实验。将试件安装在试验机的上下夹头中，加

6、载后，观察试件的受力、变形直至破坏的全过 程。试验机的自动绘图装置画岀试件的拉伸图，实验中可直接从测力度盘读下屈服载荷和破坏前试件所能承受的最大载荷Pb，由以下两式算得两个主要强度指标为：A0板试件横截面积本实验采用圆截面比例试样。1、低碳钢作为塑性材料的代表，在常温、静荷下做拉伸实验。将试件安装在试验机的上下夹头中，加载后，观察试件的受力、变形直至破坏的全过 程。试验机的自动绘图装置画岀试件的拉伸图，实验中可直接从测力度盘读下屈服载荷和破坏前试件所能承受的最大载荷Pb，由以下两式算得两个主要强度指标为：Ps屈服极限:(T sPsA强度极限：(7 b =旦A其中A0为试件原始横截面面积。低碳钢

7、拉伸过程中，屈服阶段反映在拉伸图上为一水平波动线，去除初始瞬时效应后波动 的最低点所对应的载荷为屈服载荷，故在试验机测力度盘上读取屈服载荷时，应在第一次 波动之后再读到的最小力值即为屈服载荷。观察时要注意记录。试件拉断后，可由测力度盘上的副针读出破坏前试件所能承受的最大载荷，并测量拉断后 的标距部分长度 和拉断后颈缩处的最小直径。由以下两式算得其主要塑性指标：延伸率：S =( L1- L0) + L0 X 100%截面收缩率： $ = (A1 - A0 )-A0X 100%式中，A。为试件原始横截面面积。A1为试件拉断后，颈缩处之最小截面积Lo为试件之原始标距长度Li为试件拉断后标距长度铸铁的

8、拉伸实验且在很不显著的变形下即断裂，故对铸铁只能由于铸铁在拉伸过程中没有屈服阶段,且在很不显著的变形下即断裂，故对铸铁只能测得其强度极限，即：（7 b = 色Ao四、实验步骤用划线机划上试件的标距，并将其（低碳钢）用划线机划上试件的标距，并将其（低碳钢）10等分，以便观察变形沿轴线的分布情况。2 用分规和游标卡尺测量试件的直径do和标距10。在标距中央及两条标距线附近各取一截面进行测量，每一横截面沿互垂方向各测一次取其平均值，再用所得的三个数据 中的最小值计算试件的横截面面积。检查机器，选择度盘并配上相应摆锤。将试件夹装在上夹头中，转动齿杆调整 度盘零点，再把试件夹在下夹头中，最后将自动绘图装

9、置调整好。经教师检查后开动机器进行实验。实验过程中，注意观察自动绘图装置、载荷 刻度盘及试件的变形，特别是弹性、屈服、强化和颈缩各阶段的特征，注意记录Ps及Pb。试件断裂后，立即关闭机as卸下拉断的试件，测量颈缩处之最小直径di和标距长度11，对于圆形试件，在颈缩最小处两个垂直方向上测量其直径，用两者的平均值作为di。拉断后标距长度11的测量：将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使轴线位于一条直线上。若断口位于标距中间的长度内，则直接测量标距两端点长度得11。若断口离邻近的标距端点距离小于或等于时，因为试件头部较粗部分将影响颈缩部分的局部伸长量，使S偏小，因此需用“断口移中法”来确定

10、11。例如，设标距内共有 10格（见 图2），断口偏左。取左边标距起点c至断口间的格数的两倍为山格（n,取偶数）至 b点，量得cb长度为，再自b向右取格数 至a点，使格，量岀ba长度为，贝9若断口在标距两端点或标距之外，实验结果无效。6.观察破坏现象并画下破坏断口的草图。7.测量断后数据。8 取下绘图纸，对拉伸图进行修整，注明坐标及比例尺。9 切断电源，整理现场。铸铁拉伸实验参照低碳钢拉伸实验步骤进行。五、预习要求阅读本实验讲义及“试验机介绍”。阅读教材中材料力学性能的有关部分。思考题(1)低碳钢拉伸图可分为几个阶段？每一阶段，力与变形有何关系？岀现什么 现象？(2 )低碳钢和铸铁在拉伸时可测

11、得哪些力学性能指标？用什么方法测得？.准备好测试记录表格。材料力学实验报告实验名称班级姓名实验日期小组成员一、实验目的二、实验设备1 .型试验机，机号钢试件所用量程最小刻度铸铁试件所用量程最小刻度2 游标卡尺量程最小刻度三、实验记录与结果1试件尺寸直径（mm）横截面I 横截面U横截面川最小 横标距平平平幷平平平截面积钢 材 铸 铁实验数据屈服载荷最大载荷拉断后标料（kN）(kN)距(屈服载荷最大载荷拉断后标料（kN）(kN)距(mr)i颈缩处直径（mr）i颈缩处最小横 截面积（）平均3 计算结果平均3 计算结果材强度指标屈服极限(MPa强度极限屈服极限(MPa强度极限截面收缩率延伸率s（%）(

12、MPa$（%）注：计算结果一般取三位有效数字即可。试件破坏断口 图破坏断口图低碳钢四、低铁钢拉伸实验报告与分析将实验得到的拉伸图进行整理后（如去除不必要的线，描黑，并标示坐标和 PS和Pb等），每人用坐标纸重绘一张贴在报告里。实验二低碳钢和铸铁压缩实验一、实验目的1观察和比较低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象。2 测定压缩时低碳钢的屈服极限（T s和铸铁的强度极限（T bo二、实验设备液压万能材料试验机游标卡尺三、实验概述金属材料实验的压缩试件一般为短圆柱形，如图3 （a所示，其高度 h与d之比一般为。试件的h/d对实验影响较大，不同的 h/d试件实验结果不能进行比较。本实验采 用 h/d=1

13、.5 o非金属材料，如石料、混凝土及木材的压缩试件通常为正方体，如图3 ( b)所示。实验在万能材料试验机上进行。(自动绘图装置在实验过程中自动绘出压缩图。)低碳钢压缩过程呈屈服现象，但不象拉伸时那样明显，需细心观察。超过屈服阶段后，当载荷不断增加时，试件逐渐被压扁而不发生断裂破坏，故只能测得其屈服极限(T s，而测不岀强度极限。铸铁压缩时，在变形不大时，即沿斜面断裂，可求得其强度极限T bo四、实验步骤1.1、量尺寸。用游标卡尺测量低碳钢和铸铁试件的d, h o2、选择力盘，调整机器零点。3、安装试件。将试件两端面涂油，置于试验机下压头上，注意放在下压头中心，以保障力线与试件轴线重和。4、加载。开动机器均匀缓慢加载，直至规定载荷或破坏，记下所需之数据。5、卸载。取下试件，观察试件受压变形或破坏情况，并画下草图。五、注意事项：加载要均匀缓慢，特别是当试件即将开始受力时，要注意控制好速度，否则易 发生实验失败甚至损坏机器。铸铁压缩时，不要靠近试件观看，以免试件破坏时有碎屑飞出伤眼。试件破坏 后，应及时卸载，以免压碎。六、预习要求：1 阅读