材料力学实验指导书
中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院
2019年1月修订
目 录
序言 0 实验一 金属材料拉伸实验 实验二 金属材料扭转实验
2 9 实验三 纯弯曲梁正应力电测实验
附件:1、实验报告册封面 2、材料力学实验要求 3、实验报告要求
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序言
材料力学实验是材料力学的重要支柱之一。材料力学从理论上研究工程结构构件的应力分析和计算,并对构件的强度、刚度和稳定性进行设计或校核其可靠性。材料力学实验从实验角度为材料力学理论和应用提供实验支持。
一、材料力学实验由三部分组成:
1、材料的力学性能测定。材料的力学性能是指在力的作用下,材料的变形、强度等方面表现出的一些特征,如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、疲劳极限、冲击韧度等。这些强度指标或参数是构件强度、刚度和稳定性计算的依据,而他们一般通过实验来测定。此外,材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。随着材料科学的发展,各种新型材料不断涌现,力学性能测定是研究新型材料的重要手段。
材料的力学性能测定一般是通过对标准试样加载至破坏,记录其应力-应变关系曲线(扭转破坏时记录其扭矩-扭转角或剪应力-剪应变曲线),测定材料的一些力学性能特征指标,如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、冲击韧度等;因此,学会记录材料的应力-应变关系曲线成为材料力学性能实验的一项重要任务。
2、验证已建立的理论。材料力学的一些理论是以某些假设为基础的,例如杆件的弯曲理论是以平面假设为基础。用实验验证这些理论的正确性和适用范围,有助于加深对理论的认识和理解。实验是验证、修正、发展理论的必要手段,是揭示材料受力、变形过程本质的重要方法。
3、应力分析实验。某些情况下,如因构件形状不规则、受力复杂或精确地边界条件难以确定等,应力分析计算难以获得准确结果。这时,采用如电测实验应力分析方法可以直接测定构件的应力。应力分析实验主要是对构件形状不规则、受力复杂或边界条件很难确定、计算法难以得到准确结果的情况,用实验方法测定构件的应力。
二、材料力学实验的标准、方法
材料的强度指标如屈服极限、强度极限等,虽然是材料的固有属性,但往往与试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、周围温度湿度环境等有关。为使试验结果能相互比较,国家标准对试样的取材、形状、尺寸、加工精度、试验手段和方法,以及数据处理等都做了统一规定。我国国家标准的代号是GB,国际标准的代号为ISO。
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