工程力学实验指导书(5)

对实验值与理论值进行比较，计算出截面上各测点的应力增量实验值与理论值的相对误差，即

?? 从而验证弯曲公式的正确性。

??i实???i理?100%

??i理五、实验步骤（如实验条件发生变化，按老师课前讲解的步骤进行该实验）

1．试件准备

（1）领取试件，用棉纱擦去试件表面的油污； （2）测量试件的尺寸；

（3）在试件互相垂直的两个表面上用画线笔按图2－13所示画水平的纵向线与垂直的横向线。 2．试验机准备

（1）连接电源，开机（试验机与计算机）；

（2）在计算机上，打开实验程序，点击“联机”按扭，实现试验机与计算机联机；点击 “载荷清零”按扭，实现试验机载荷清零。

（3）试样录入，点击“试样录入”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，准确填写实验信息。

（4）参数设置，点击“参数设置”按扭，弹出的对话框，在老师指导下，填写以下实验参数： 初试验值，本实验载荷加载采用等增量法，取初试验值等于载荷增量值； 初试验速度，一般取0.1mm/min；

引伸仪摘除提示，规定变形量按要求设置； 结束条件，一般取30；

选择“下空间压缩”、 “停车返回”、“使用引伸仪”、“开环”等选项。 3．安装试件及引伸仪

首先安装试件，并夹紧；然后在试件中部安装引伸仪（只用于低碳钢拉伸实验），并将变形或位移调零。 4．开始试验

（1）选择编号，选择刚刚设置的试验编号并选择在实验过程中希望看到的实验曲线； （2）查看信息是否正确。

（3）开始试验，点击“开始试验”按扭；

（4）在实验过程中按老师要求进行逐级加载，本实验载荷加载采用等增量法，根据试件的材料、尺寸，选取适宜的载荷增量值。

（5）载荷最大加至最大值，试验结束；注意保存数据文件。记录最大力。

（6）从试验图形曲线上读取所需数据，或点击“数据管理”按扭，进入数据管理界面，查看原始数据或重新读取所需数据。

（7）结束试验。退出实验程序，取下试件。 5．观察与再次实验

（1）观察试件表面画线是否恢复原状。

（2）将试件转过900放置（即b与h换位），然后重复上述的实验过程，注意观察试件的变形情况有何不同。

6．试验完毕，关闭试验机、电脑。清理现场，工具复位。 7．整理数据，完成实验报告

六、思考题

(1) 试验为何采用“等增量法”加载？为何取各测点应变增量的算术平均值作为实验值？

(2) 电阻应变计是布设在梁的表面上，为什么把测得的表面上的应变看做是梁横截面上的应变？

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其依据是什么？

(3) 如果梁采用的是拉压不等强度材料(E拉?E压)，其弯曲正应力在整个横截面上的分布曲线较之拉压等强度材料梁将会有何变化？

(4 )如果改变梁的跨度，在载荷相同情况下，弯曲变形程度会发生怎样的变化？ 七、实验报告内容

1.实验目的； 2.实验设备；

3.实验成果与分析，包括原始数据、实验结果数据与曲线、根据实验数据绘制曲线等。 4．实验结果讨论与实验小结，即实验报告的最后部分，同学们综合所学知识及实验所得结论认真回答思考题并提出自己的见解、讨论存在的问题。

八、实验记录参考表格

表4-1原始参数表

弹模 材 料 (GPa) 低碳钢矩形直梁 b（mm） h（mm） a（mm） 灵敏系数 K片 电阻值(Ω) 系数 K仪 几何参数 应变片参数 应变仪灵敏

表4-2 测点位置

测点编号 测点至中性层 的距离 y(mm) 1 2 3 4 5 材料力学实验中，纯弯曲梁正应力实验中影响结果的主要因素？

应变片的方向和上下位置，是否进行温度补偿

梁的摆放位置、下端支条位置，加载力位置，是否满足中心部位的纯弯

表4-3 实验记录

载荷(kN) P 0 1 ΔP 1 2 测点的应变读数 (με) 3 4 5 第 19 页 共 41 页

2 3 4 5 应变增量 平均值??i测

表4-4 实验结果

测 点 编 号 1 2 3 4 5 K仪应变修正值??i实(???i测) K片应力实验值??i实(?E???i实) ?M?yi应力理论值??i理(?) Iz??i理???i实?100%) 误差? (???i理

第三章 主要实验设备

§3－1微机控制电子万能试验机

测定材料力学性能的主要设备是材料试验机，能兼作拉伸、压缩、弯曲等多种实验的材料试验机称为万能材料试验机，它有液压式、机械式、电子机械式等类型。目前实验室最常用的是电子式万能材料试验机，它也有许多不同的型号，但构造原理基本上是一样的，现以国产WDW系列为例，图3－1为这一系列中最常见的WDW-100型电子万能材料试验机，其结构简图如图3－2所示。

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图3-1 WDW-100型电子万能材料试验机

一、电子万能试验机

组成：电子万能试验机主要由主机和控制计算机、打印机组成。主机是试验机的重要部分。 原理：主机的动力源是一个电动机，通过减速装置和丝杠带动活动横梁向上或向下运动，使试件产生拉伸或压缩变形。安装在活动横梁上的力传感器测量试件变形过程中的力值，即载荷值；同时，丝杠的转动带动主机内部一个光电编码器，通过控制器换算成活动横梁的位移值。力值和位移值在主机控制面板的液晶显示屏上显示为“试验力”和“位移”。

活动横梁的移动速度可以通过控制面板的操作键控制：F3键增加速度；F4键减小速度。

活动横梁的移动方向由控制面板上的方向键控制： ▲ 键向上运动（试件拉伸）；▼ 键向下运动（试件压缩）；■ 键停止。

活动横梁的位移值可以近似表示试件的变形，但精确的变形测试要用变形传感器（又称引伸计）。将引伸计固定在试件上，可以测量引伸计标距范围内的变形量，精确到0.001mm ，控制面板的液晶显示屏上显示“变形”。

所有操作和参数显示也可以在控制计算机上进行。

试验机的立柱、上横梁和主机箱组成刚性框架结构，可以保证试验机足够的刚度。限位销用于活动横梁的移动限位，当活动横梁碰触限位销时将自动停机。限位销的作用是使活动横梁在一定的试验范围内移动而不会发生上下夹头之间发生碰撞事故，是实验过程中的保护措施。

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图3-2 WDW-100型电子万能材料试验机系统示意图

二． 电子万能试验机操作 1． 开机与关机

顺时针转动主机上的电源开关锁钥匙，主机加电。同时，控制器自检，这时控制面板的液晶显示屏上显示“系统自检，请稍后．．．”。自检完成后显示屏显示如图，试验机进入正常工作状态。

关机时，将电源开关锁钥匙逆时针转动，主机自动断电。

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