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目录 1

绪论 1

§0-1　材料力学实验课的意义和任务 1

§0-2　实验程序和要求 2

第一章　材料机械性能测试实验 5

§1-1　材料试验机的操作 5

一、万能材料试验机 5

（一）加载系统 6

（二）测力、示值系统 7

（三）载荷位移记录系统 11

二、实验一 12

材料试验机的操作练习 12

§1-2　金属材料拉伸机械性能的测定 15

一、拉伸试验中四个主要指标的测定 15

（一）拉伸试验图 15

（二）屈服极限的测定 17

（三）强度极限的测定 18

（四）塑性指标的测定 18

（一）试样尺寸对机械性能的影响 20

二、拉伸试样及其制备 20

（二）试样尺寸的标准 21

三、实验测量中的有效数字及其运算 22

（一）测量中的有效数字 22

（二）有效数字的运算法则 24

四、实验二 25

测定低碳钢、铸铁的拉伸机械性能 26

一、引伸仪 30

（一）引伸仪的主要技术指标 30

§1-3　弹性模量E的测定 30

（二）引伸仪的结构、原理 31

二、实验测量中的误差 34

（一）系统误差 34

（二）过失误差 35

（三）随机误差 35

三、实验测量中的算术平均值和逐差法 36

（一）算术平均值 36

（二）逐差法 36

（三）例题：拟订测定弹性模量E的实验方案 37

（一）图示和作图方法 39

四、实验数据的图示法 39

（二）图解方法 40

五、实验三 42

测定弹性模量E 42

§1-4　金属材料扭转机械性能的测定 49

一、扭转试验设备及试样 49

（一）扭转试验机原理 49

（二）扭转试样尺寸 50

（一）扭转屈服极限的测定 51

二、利用Mn-φ曲线图，确定低碳钢扭转机械性能指标 51

（二）扭转强度极限的测定 53

三、铸铁扭转强度极限的测定 53

四、实验四 53

测定低碳钢、铸铁在扭转时的机械性能 53

§1-5　剪切弹性模量G的测定 57

一、扭角仪 57

二、实验五 58

测定剪切弹性模量G 58

§2-1　电阻应变片 61

一、工作原理 61

第二章　电测应力分析实验 61

二、结构和性能 62

三、应变片的粘贴 65

（一）应变片的检查和准备 65

（二）试件表面的准备 66

（三）应变片的粘贴工艺 66

（四）应变片粘贴质量检查 67

（五）焊接导线和防护 67

§2-2　电阻应变仪 68

一、测量电路——电桥 68

二、测读方法 70

三、静态电阻应变仪的结构示意图和交流电桥的平衡 72

§2-3　应用电测法测定弹性模量E 74

一、应变片的温度效应 75

二、测量电路半桥联接法 76

三、电阻应变仪初始状态的平衡调试和故障分析 76

四、实验六 77

电测法测定弹性模量E 77

§2-4　泊松系数的测定 80

一、多点应变测量——预调平衡箱 80

测定泊松系数 82

二、实验七 82

§2-5　弯曲正应力的测定 84

一、多点共补偿半桥电路联接法 84

二、实验八 85

测定弯曲正应力的分布规律 85

§2-6　测量电桥的特性——检测需测应变量、 92

提高灵敏度的实验 92

一、测量电桥的特性 92

测量电桥特性的实验 93

二、实验九 93

项目一　拉伸试验中，消除附加弯曲应变的影响，检测拉应变的实验 94

项目二　拉伸试验中，提高拉应变灵敏度的实验 95

项目三　弯曲试验中，提高弯曲正应变灵敏度的实验 95

§2-7　圆轴扭转时最大剪应力的测试 97

一、在平面纯剪应力状态中，线应变和剪应变的关系 97

二、测圆轴扭转应力时的布贴片和电路联接 98

三、实验十 99

测定圆轴扭转时的最大剪应力 99

主应力的测算 102

一、平面应力状态测试中，应变花的应用和主应变、 102

§2-8　平面应力状态主应变的测定 102

二、实验十一 104

测定对径受压圆盘的主应力 104

三、圆轴弯、扭组合变形的布片分析 108

四、实验十二 110

应用应变花测试圆轴弯曲和扭转组合变形时的主应力 110

§2-9　设计性实验 111

实验题目 112

一、静态电阻应变仪灵敏系数k的校验 116

§3-1 静态电阻应变仪的校验 116

第三章　校验、验证和示范性实验 116

二、实验十三 118

校验静态电阻应变仪灵敏系数k的示值 118

三、电阻应变仪稳定度的校验 123

四、实验十四 123

校验静态电阻应变仪的稳定度 123

五、静态电阻应变仪刻度示值的校验 125

六、实验十五 125

校验静态电阻应变仪的刻度示值 125

一、实验测量中的误差估算 126

§3-2　电阻应变片灵敏系数k的测定 126

（一）算术平均误差 127

（二）标准误差 127

（三）误差的表示方法 128

二、电阻应变片灵敏系数k的测定方法 129

三、实验十六 130

应用拉伸实验测定电阻应变片灵敏系数的k值 130

四、工程中常用的电阻应变片灵敏系数k的测定方法 132

应用等截面纯弯曲梁测定电阻应变片灵敏系数的k值 135

五、实验十七 135

§3-3　梁弯曲变形的验证性实验 139

一、验证梁弯曲变形实验的原理和装置 139

二、实验十八 141

验证直梁弯曲变形的实验 141

§3-4　示范性实验 143

一、压缩示范实验 143

二、剪切示范实验 144

§3-5　疲劳试验 146

一、疲劳试验机 146

二、疲劳试样的制备 148

三、常规疲劳试验方法 149

（一）S-N疲劳曲线与持久极限的概念 149

（二）常规试验 149

四、疲劳曲线图的绘制 153

附录——实验设备和仪器 157

一、万能材料试验机 157

§F-1　WE型液压万能材料试验机 157

§F-2　ZDM型液压万能试验机 162

§F-3　WJ-10A型万能试验机 163

§F-4　ZDM型杠杆摆锤式万能试验机 168

§F-5　拉力材料试验机 171

§F-6　WD-10型电子式万能试验机 173

二、扭转试验机 175

§F-7　NJ型扭转试验机 175

§F-8　K-50型扭转试验机 180

三、变形测试仪器 183

§F-9　双表式引伸仪 183

§F-10　杠杆式引伸仪 185

§F-11　静态电阻应变仪 187

§F-12　镜式引伸仪、测角仪 190