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材料力学实验

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材料力学实验 - PowerPoint PPT Presentation


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材料力学实验. 主讲 闫冰洁. 机电工程实验中心. 《材料力学》实验. 力学性能试验 一、拉伸试验 二、压缩试验 三、扭转试验. 应力分析实验 四、矩形截面梁的纯弯曲 五、薄壁圆筒的弯扭组合变形. 实验一 拉伸试验. 一、试验目的. 1 . 测定低碳钢拉伸弹性模量 E ;. 2 . 测定低碳钢拉伸力学性能 ( s s 、 s b 、 d 、 y ) ;. 3 . 测定灰铸铁抗拉强度 s b 。. 二、试验仪器. 1 . 万能材料试验机 ;. 2 . 引伸仪 ;. 3 . 游标卡尺 。. 标距.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

材料力学实验

主讲 闫冰洁

机电工程实验中心

slide2

《材料力学》实验

力学性能试验

  • 一、拉伸试验
  • 二、压缩试验
  • 三、扭转试验

应力分析实验

  • 四、矩形截面梁的纯弯曲
  • 五、薄壁圆筒的弯扭组合变形
slide3

实验一 拉伸试验

一、试验目的

1.测定低碳钢拉伸弹性模量E;

2.测定低碳钢拉伸力学性能(ss、 sb 、 d、 y );

3.测定灰铸铁抗拉强度sb。

二、试验仪器

1.万能材料试验机;

2.引伸仪;

3.游标卡尺。

slide4

标距

主动指针:反映载荷瞬时大小;

d0

标点

试验机读数表盘

l0

被动指针:反映最大载荷;

三、试样

1.材料类型

低碳钢:

灰铸铁:

塑性材料的典型代表

脆性材料的典型代表

尺寸符合国标的试样

2.标准试样:

标距:等截面测试部分长度

slide5

t

b

l0

1)圆形截面

l0=10d0

l0= 5d0

2)矩形截面

slide6

F

F

Dl

l

DF

d(Dl)2

DF

d(Dl)1

Dl

O

四、试验原理

1.低碳钢拉伸弹性模量E

等量逐级加载法:

slide7

Fb

颈缩阶段

F

Fe

Fs

Fp

屈服阶段

强化阶段

冷作硬化

线弹性阶段

Dl

O

2.测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y )

屈服点:

抗拉强度:

伸长率:

断面收缩率:

slide8

低碳钢拉伸试验现象:

tmax引起

屈服:

颈缩:

断裂:

slide9

F

Fb

Dl

O

3.测定灰铸铁抗拉强度sb

抗拉强度:

slide10

d0

h0

实验二 压 缩 试 验

一、试验目的

1.测定低碳钢压缩屈服点ssc;

2.测定灰铸铁抗压强度sbc。

二、试验仪器

万能材料试验机。

三、试样

粗短圆柱体:

h0=1~3d0

标准试样:

slide11

F

Fsc

拉伸试验

Dl

O

四、试验原理

1.测定低碳钢压缩屈服点ssc

压缩屈服点:

slide12

低碳钢压缩试验现象:

低碳钢压缩变扁,不会断裂,由于两端摩擦力影响,形成“腰鼓形”。

slide13

F

Fbc

拉伸试验

Dl

O

2.测定灰铸铁抗压强度sbc

强度极限:

灰铸铁压缩

试验现象:

tmax引起

slide14
实验三 扭 转 试 验

一、试验目的

1.测定低碳钢切变模量G;

2.测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb;

3.测定灰铸铁抗切强度tb;

4.分析比较低碳钢和灰铸铁两种材料的破

坏情况。

二、试验仪器

1.扭转试验机;

2.扭角仪。

slide15

d

l

d0

三、试样

1.测低碳钢G采用自制试样:

2.测低碳钢ts、tb、灰铸铁tb采用标准试样:

slide16

l

d

T

a

Dd

b

F

F

j

O

四、试验原理

1.低碳钢切变模量G

等量逐级加载法:

slide17

T

tb

T< Ts

T= Ts

T= Tb

Tb

ts

dr

r

Ts

ts

j

tb

O

2.测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb

抗切强度:

屈服切应力:

slide18

低碳钢扭转试验现象:

屈服:

tmax引起

断裂:

slide19

T

j

Tb

O

3.测定灰铸铁抗切强度tb

抗切强度:

灰铸铁扭转试验现象:

断裂:

拉应力引起

slide20
实验四 矩形截面梁的纯弯曲

一、实验目的

1.测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的

分布规律,并与理论值比较;

2.熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用。

二、实验仪器

1.纯弯曲试验装置;

2.YJ28A—P1OR型静态数字电阻应变仪。

slide21

F

b

F/2

F/2

m

z

m

a

a

h

y

F/2

FQ

+

+

-

F/2

Fa/2

M

三、试验原理

1.结构示意图及理论值计算

m—m截面:

——纯弯曲

slide22

DF

温度补偿片

2

2

1

1

0

0

1'

1'

2'

2'

2.布片示意图及试验值

3.等量逐级加载法:

slide23
实验五 薄壁圆筒的弯扭组合变形

一、试验目的

1.用电测法测定平面应力状态下一点主应力的

大小及方向;

2.测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下,分别

由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。

二、试验仪器

1.弯扭组合试验装置;

2.YJ28A—P1OR型静态数字电阻应变仪。

slide24

D

d

I

l

I

I-I截面

a

F

三、试验原理

1.结构示意图

I-I截面

内力:

slide25

B

R9

R6

R12

R3

R2

R11

R8

R5

D

C

R10

R4

R1

R7

A

D

A

C

B

2.布片示意图

A、B、C、D四点各贴-45o、0o、45o应变花

约定蓝线应变片为-45o ,白线为

0o ,绿线为45o

slide26

3.等量逐级加载法

4.指定点(B、D)的主应力大小及方向

共用温度补偿片的半桥接法,一个载荷水平下分别测B、D两点6个应变片的应变值

1)实验值:

主应力大小:

主应力方向:

a是主应力与圆管轴线的夹角

slide27

t

s

s

B

t

2)理论值(以B点为例):

内力

应力

按平面应力状态分析得到:

s1、 s2、 s3、 a0分别与试验值比较

slide28

B

R11

R5

A

C

D

5.弯矩、扭矩及剪力各自引起应力的测量

1)由于电桥特性均可以自补偿,不需要温度补偿片

2)弯矩M对应的正应力测量

取圆筒上下(B、D)两点0o应变片接成半桥线路

slide29

B

R1

R3

A

C

R9

R7

D

R7

R3

C

A

T

R9

R1

FQ

3)扭矩T对应的切应变测量

取圆筒前后(A、C)两点-45o、 45o四个应变片接成全桥线路

A

C

slide31

B

R1

R3

A

C

R7

R9

D

R7

R3

C

A

T

R9

R1

FQ

4)剪力FQ对应的切应变的测量

仍取A、C两点-45o、 45o四个应变片接成全桥线路,与3)不同在于R9、R7换位

slide32

6.相关理论值计算

1)I-I截面内力增量:

2)I-I截面应力增量:

3)应变增量:

slide33

D l

a

g

a

6.纯剪切应力状态g 与e 1关系的另一推导

x