材料力学实验教案
《材料力学》课程教案2
《材料力学》课程教案2（二）拉伸、压缩的超静定问题设教学安排 ● 新课引入如图所示的两杆组成的桁架结构受力，由于是平面汇交力系，可由静力平衡方程求出两杆内力。
如果为了提高构件安全性，再加一个杆，三杆内力还能由静力平衡方程求出吗？● 新课讲授一、 静定结构（一）提出问题1和2两杆组成桁架结构受力如图所示，角度已知，两杆抗拉刚度相同，2211A E A E =，求两杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程）⇒=∑0x 021=-ααSin F Sin F N N ⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，两个未知数，可以求解。
引出静定结构：约束反力(轴力）可以由静力平衡方程完全求出。
二、 超静定结构和超静定次数（一）继续提问在现实中为了增加构件的安全性，往往可以多加一个杆，在问题一的基础上在中间再加一个3杆，抗拉刚度为33A E ，如图所示，求3杆中内力的大小。
（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程） ①静平衡方程：平面汇交力系，只能列两个平衡方程⇒=∑0x21=-ααSin F Sin F N N⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，三个未知数，解不出。
引出超静定结构：约束反力(轴力）不能由静力平衡方程完全求出。
超静定次数：约束反力（轴力）多余平衡方程的个数。
上述问题属于一次超静定问题。
三、超静定结构的求解方法（一）继续提问，引导学生深入思考：超静定到底能不能求解？实际上F 一定，作用于每个杆上的力都是确定的。
还需再找一个补充方程，材料力学是变形体，受力会引起变形，力和力的关系看不出， 先把变形关系找到，再转化成力的关系。
（重点）②几何方程——变形协调方程：要找变形关系，关键是画变形图（难点）。
节点在中间杆上，左右两杆抗拉刚度相同，角度相同，即对称，因此中间杆仅沿竖直方向产生伸长，确定最终位置。
材料力学实验教案
授课章节：实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授课班级授课日期课题低碳钢拉伸时力学性能的测定时数21.测定低碳钢的屈服极限σ，强度极限σ，延伸率δ和截面收缩率ψ；教学目的S b2.了解液压式万能实验机的工作原理和使用方法；及要求3.会使用引伸计。
教学重点观察低碳钢在实验时的性能和变形断裂特点难点教学方法及教具试验机的使用和实验结果的处理教学方法：讲授、演示、实验教具：液压式万能试验机时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配用课件讲100min 实验一低碳钢拉伸时力学性能的测定授实验原理、实验方一、实验目的法、实验步1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性模量E；2.测定低碳钢的屈服极限σs骤，然后实b，强度极限σ，延伸率δ和截面际演示，再收缩率ψ；分组进行3.掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法；时间课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕分配掌握RP—1型试验机自动处理系统的使用。
二、实验设备1、设备名称：液压式万能试验机2、型号：WE—1000A〔600〕3、精度〔或分辨率〕：1%4、最大负荷：200千牛顿A(0～200kN)500千牛顿(A+B)(0～500kN)1000千牛顿(A+B+C)(0～1000kN)实验内容：测量试样尺寸；调整试验机；安装试样及引伸仪；进行预拉；加载；取下试样，恢复原状；测量；数据处理。
根据实验讲解，试验机的组成，工作原理。
实验方法、实验步骤。
先演示，再分组做作业及参考文献课后小结作业：认真填写实验报告参考文献：刘鸿文、吕荣坤主编?材料力学实验?授课章节：实验二弯曲正应力实验授课班级授课日期课题弯曲正应力实验时数2教学目的1.测定梁在纯弯曲和横力弯曲下的弯曲正应力；及要求2初步掌握电测方法。
.My教学重点验证正应力公式I难点正确掌握实验方法教学方法及教具方法：讲授、演示、实验教具：简易加载设备、数字静态应变仪、测力仪四、进行分组实验课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕实验二弯曲正应力实验一、实验目的1、验证梁的弯曲正应力在横截面上的分布规律及计算公式；2、学习用数字电阻应变仪测量应变〔应力〕的电测课堂设计〔教学内容、过程、方法、图表等〕方法。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容；(2) 了解变形固体的基本假设；(3) 构件分类，知道材料力学主要研究等直杆；(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念，安全性和经济性，材料力学的任务；(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设，材料的弹性假设，小变形假设；(3)构件的形式，杆的概念，杆件变形的基本形式;(4)截面法，应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容，基本上无难点。
三、教学方式讲解，用多媒体显示工程图片资料，提出问题，引导学生思考，讨论。
四、建议学时1～2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度：构件抵抗破坏的能力；刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾，由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设：材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间；均匀性假设：材料性质在变形固体内处处相同；各向同性假设：材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设：材料在弹性范围内工作。
所谓弹性，是指作用在构件上的荷载撤消后，构件的变形全部小时的这种性质；小变形假设：构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆，板与壳，块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形：轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法，应力和应变截面法的定义和用法；为什么要引入应力，应力的定义，正应力，切应力；为什么要引入应变，应变的定义，正应变，切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念；⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制；⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法，掌握斜截面上的应力计算方法；⑷具有胡克定律，弹性模量与泊松比的概念，能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形；⑸了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
《材料力学》课程教案1
《材料力学》课程教案1（一）轴向拉伸或压缩时的变形教学安排 ● 新课引入工程当中的构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。
之前学习了轴向拉伸或压缩时杆的内力，应力，也就是强度问题。
今天转而讨论刚度问题。
工程当中构件因不满足刚度要求而失效的例子比比皆是，所谓刚度就是构件抵抗变形的能力，即一根杆件在设计好了之后，在正常的使用情况下，不能发生太大的弹性变形。
要想限制变形，首先应计算出变形。
如何计算？● 新课讲授一、纵向变形 （一）实验：杆件在受轴向拉伸时，在产生纵向变形的同时也产生横向变形。
纵向尺寸有所增大，横向尺寸有所减少。
思考：如图所示，杆件的纵向变形（axial deformation ）的大小？ 实验结论：F l ∝∆、l l ∝∆、A l 1∝∆AlF l ⋅∝∆⇒ 需引入比例常数，方可写成等式。
比例常数？ （二）推导：杆件原长为l ，受轴向拉力F 之后，杆件长度由l 变成l 1，杆件纵向的绝对变形l l l -=∆1。
为了消除杆件长度对变形的影响，引入应变的概念ε。
当变形是均匀变形时，应变等于平均应变等于单位长度上的变形量，因此l l∆=ε。
学过的有关于ε的知识，即拉伸压缩的胡克定律（Hook’s law ）：当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比，写成表达式即：εσ⋅=E )(p σσ<，σ（stress)，ε(strain)。
杆件横截面上的应力：AF A F N ==σ 将应力和应变两式代入胡克定律中，得到：l lE AF ∆⋅=结论：纵向变形l ∆的表达式：EAFll =∆ )(p σσ< ——胡克定律（重点）含义：①E ——弹性模量，反映材料软硬的程度。
单位MPa 。
②在应力不超过比例极限时，杆件的伸长量l ∆与拉力F 成正比，与杆件的原长l 成正比，与弹性模量E 和横截面积A 成反比。
EA ——抗拉刚度，EA 越大，变形越小。
③两个胡克定律，一个是描述应力和应变的关系，一个是表示力和变形的关系，但本质上都是一样的。
材料力学实验简明教程教学设计 (2)
材料力学实验简明教程教学设计介绍材料力学实验是一个重要的实验，它可以帮助学生掌握材料力学的基本原理。
本文将介绍材料力学实验的基本原理和实验设计。
材料力学实验基本原理材料力学是研究材料力学性能的一门学科，包括弹性、塑性、破坏、疲劳等方面。
材料力学实验是通过实验来验证材料在不同力下的行为，以此来理解材料的性能。
材料力学实验的实验设计材料力学实验通常包括以下几个步骤。
步骤一：制备样本首先需要制备材料样本，样本要求规格标准、质量可靠并能够满足实验的需要。
步骤二：测量尺寸测量样本的尺寸是材料力学实验的一个重要步骤。
通过测量材料的尺寸可以计算出它的截面积和长度，以及其他相关参数，从而计算它的应变和应力。
步骤三：施加载荷在测量了样本的尺寸之后，需要施加载荷来测试样本的性能。
加载的形式通常有单向拉伸、压缩、剪切等。
步骤四：记录数据在施加载荷的过程中，需要记录相关数据，包括力、位移等参数。
这些数据将会被用来进行后续的数据分析。
步骤五：数据分析最后，根据记录下来的数据进行数据分析，包括计算应力、应变和杨氏模量等参数，并分析样本的破坏机理。
材料力学实验教学设计对于教学设计，我们需要根据学生的学习情况来制定相应的教学计划。
以下是材料力学实验教学的一些建议。
建议一：准备充足的实验材料和设备首先，需要准备充足的实验材料和设备，确保学生可以进行多次实验以便深入理解和掌握材料力学的知识。
建议二：理论学习与实验操作相结合在教学过程中，需要理论知识与实验操作相结合，让学生在实验操作中加深对实验原理的理解。
建议三：鼓励学生探究心理在实验过程中，鼓励学生探究心理，让他们建立自己的实验思路，从而发展创造性思维。
建议四：注意实验安全最后，需要注意实验的安全问题，确保学生的人身安全，避免发生意外事故。
结论材料力学实验是帮助学生深入理解材料力学的关键性实验。
本文介绍了材料力学实验的基本原理和实验设计，并给出了材料力学实验教学的一些建议。
希望本文可以帮助到材料力学实验的教师和学生。
《材料力学实验课》实验教学大纲.doc
《材料力学实验课》实验教学大纲课程名称：材料力学课程编号：课程总学时：实验学时：6—12本大纲主撰人：授课单位：一、实验教学目标与基本要求《材料力学》是专业（技术）基础课。
材料力学试验是《材料力学I》课程的附属课，是教学内容的重要组成部分。
通过实验使学生对金属材料的力学性能特征及其衡性指标有一个直观的认识,并了解实验内容，熟悉实验手段。
通过本课程教学活动，要求学生对金属材料的力学性能有进一步的了解,熟悉各个试验的试验目的、方法、手段、程序、现象等，并掌握试验机的基本操作。
二、适用专业土木工•程专业三、实验项目内容与学时分配序号实验项H名称内容提要每组人数实验学时实验类型实验要求备注1金属材料的拉伸试验（必做）基本要求：明确试验原理，学会多功能材料力学试验机加载及数据采集分析等操作，测定低碳钢拉伸的两个强度指标：流动极限。
S，强度极限。
p和两个塑性指标：延伸率&断面收缩率（P。
：测定铸铁的强度极限E：绘制两典型材料的力--位移关系曲线；比较两种典型材料的机械性能指标和断口形式。
提高部分：了解试验机加载、数据采集与分析等各部分的工作原理，能根据实验要求设计相应的加载、测试方案，并能设置相应的数拥采集参数：测定低碳钢的断裂时的应力，绘制最大应力--位移关系曲线，明确不同标距对同一试件延伸率测试结果的影响，明确移位处理的实验依据。
3-4 2 验证必修2金属材料的压缩试验（必做）基本要求：明确试验原理：观察低碳钢压缩时的变形形式,绘制力•■位移关系曲线,测定压缩流动极限财观察铸铁压缩时的破坏形式，测定压缩时铸铁的强度极限 Oh，分析铸铁压缩破坏的原因：绘制两典型材料的力-- 位移关系曲线。
提高部分：估算铸铁的剪切极限强度Tb；山力■-位移关系曲线求得低碳钢压缩时应力一位移关系曲线；比较低碳钢拉、压时的流动极限公。
3-4 2 验证必修3应变测试试验基本要求：明确试验原理；明确电阻应变测试桥路原理；通过在等强度梁不同部位粘贴应变片验证不同测量方式的测量结果，并能根据不同的桥路等设置不同的测试参数：将实测的结果与理论指向比较。
材料力学教案范文
材料力学教案范文一、教学目标：1.认识材料力学的基本概念和基本原理；2.理解材料力学与工程实践的关系；3.掌握材料的力学性质，如强度、刚度、韧性等；4.培养学生分析和解决材料力学问题的能力；5.提高学生的实验能力和数据处理能力。
二、教学内容：1.材料力学的基本概念和基本原理：（1）材料的概念、分类及其应用；（2）力学的基本概念和基本原理；（3）材料力学与工程实践的关系。
2.材料的力学性质：（1）应力与应变的概念和计算方法；（2）材料的强度、刚度、韧性、脆性等性质；（3）材料静力学与动力学的基本原理。
3.材料力学问题的分析和解决方法：（1）材料力学问题的基本分析方法；（2）材料力学问题的解决方法；（3）材料力学问题的实例分析。
4.实验与实践：（1）材料力学实验的基本原理和方法；（2）实验数据的处理和分析。
三、教学方法：1.教师讲授+学生自主学习的方法；2.理论与实验相结合的方法；3.个案研究和问题驱动的教学方法。
四、教学过程：1.导入（10分钟）引导学生回顾前一堂课的内容，并通过一个实例引出本堂课的主题，以激发学生的兴趣。
2.理论授课（30分钟）根据教学内容，向学生讲授材料力学的基本概念和基本原理，并结合实例进行讲解。
重点讲解应力、应变、刚度、强度、韧性等概念，并介绍计算方法和相关公式。
3.问题分析与解决（30分钟）向学生提供一些材料力学问题的案例，并引导学生运用所学知识进行分析和解决。
鼓励学生提出自己的想法和解决方法，并进行讨论和交流。
4.实验操作（40分钟）组织学生进行材料力学实验操作，引导学生掌握实验方法和数据处理技巧。
教师和助教全程指导学生，确保实验安全和数据准确。
5.实验报告和讨论（30分钟）学生撰写实验报告，包括实验目的、原理、方法、数据和结果的分析。
学生向全班展示自己的实验结果，并进行讨论和评价。
六、课堂作业（10分钟）布置与本课内容相关的课堂作业，鼓励学生独立思考和解决问题。
并要求学生在下一次上课前完成作业，并准备分享自己的思考结果。
《材料力学》实验教学大纲
《材料力学》实验教学大纲一、实验课程基本信息课程名称：材料力学实验英文名称：MaterialMechanicsExperiment课程编号：10D3113B课程性质：非独立设课课程类别：专业核心课课程总学时：6课程总学分：课内实验开设实验项目数：3适用专业：机械设计制造及其自动化专业、机械电子专业开课系部：机电工程系二、实验课程的性质、课程目标与及其对毕业要求的支撑1、课程性质材料力学实验是《材料力学》课程的实验教学环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新能力具有极其重要的作用。
2、课程目标课程目标1：通过本实验课程的学习和实际操作，巩固和加深学生对材料力学理论知识的理解，提高学生的实验水平，增强学生的实践能力；提高学生应用实验的手段与方法独立分析问题、研究和解决工程问题的能力。
课程目标2：通过实验提高学生建立力学模型或者修正完善力学模型的能力；通过实验培养学生对一些新材料和新结构的研究能力。
课程目标3：培养学生理论联系实际、实事求是的作风四、实验内容、要求和所用设备1、实验内容和要求：（1）材料拉伸实验：观察分析低碳钢的拉伸过程，测定低碳钢的强度、塑性指标;测绘低碳钢试件的载荷一变形曲线（Q-A/曲线）；测定低碳钢的拉伸屈服点4、抗拉强度%、伸长率8、断面收缩率3。
（2）材料扭转实验：观察低碳钢的扭矩-扭转角曲线（7一0曲线）及变形现象和破坏形式；测定低碳钢的剪切屈服极限八和剪切强度极限r ft。
（3）材料冲击实验：观察分析并比较低碳钢和铸铁两种材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌；测定低碳钢和铸铁的冲击韧度。
2、实验主要设备和台件数实验报告是反映实验工作及实验结果的书面综合资料。
通过实验报告的书写，能培养学生综合表达科学工作成果的文字能力，是全面训练的重要组成部分，必须认真完成。
写实验报告要做到字迹工整，图表清晰，结论简明。
一份完整的实验报告，应由以下内容组成：1、实验名称，实验日期，环境温度等。
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第十三章 材料力学第一节 低碳钢的拉伸实验一、实验名称低碳钢的拉伸实验。
二、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限σs 、强度极限σb 、伸长率δ和断面收缩率Ψ； 2．观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象； 3. 熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。
三、实验设备1．手动数显材料试验机 2．MaxTC220试验机测试仪 3．游标卡尺 四、试样制备低碳钢试样如图所示，直径d=10mm ，测量并记录试样的原始标距L 0。
五、实验原理1. 材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限σs 。
2. 材料在拉断前所能承受的最大应力，即为强度极限σb 。
3. 试样的原始标距为L 0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长度L 1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即%100L L L 01⨯-=δ 4. 拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率，即%100A A A 010⨯-=ψ 式中A 0—试样原始横截面积；A 1—试样拉断后断口处最小横截面积。
六、实验步骤1．调零。
打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮显示为零。
2．加载。
用手握住手柄，顺时针转动施力使动轴通过传动装置带动千斤顶的丝杠上升，使试样受力，直至断裂。
3．示力。
在试样受力的同时，装在螺旋千斤顶和顶梁之间的压力传感器受压产生压力信号，通过回蕊电缆传给电子示力仪，电子示力仪的显示屏上即用数字显示出力值。
4．关机。
实验完毕，卸下试样，操作定载升降装置使移动挂梁降到最低时关闭力仪开关，断开电源。
七、数据处理 1. 记录相关数据2. 计算伸长率δ和断面收缩率Ψ%100L L L 001⨯-=δ %100A A A 010⨯-=ψ 3. 在应力应变图中标出屈服极限σs 和强度极限σ b八、应力应变图分析低碳钢的拉伸过程分为四个阶段，分别为弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。
1. 弹性变形阶段：在拉伸的初始阶段，应力和应变的关系为直线，此阶段符合胡克定律，即应力和应变成正比；2. 屈服阶段：超过弹性极限后，应力增加到某一数值时，应力应变曲线上出现接近水平线的小锯齿形线段，此时，应力基本保持不变，而应变显著增加，材料失去了抵抗变形的能力，锯齿线段对应的应力为屈服极限；3. 强化阶段：经屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形，必须增加拉力，强化阶段中最高点对应的应力为材料所能承受的最大应力，即强度极限；4. 缩颈阶段：当应力增大到最大值之后，试样某一局部出现显著收缩，产生缩颈，此后使试样继续伸长所需要的拉力减小，最终试样在缩颈处断裂。
九、实验作业1．说明测定屈服极限σs 、强度极限σb、伸长率δ和断面收缩率Ψ的实验原理及拉伸实验的实验步骤；2. 根据实验过程中记录的数据，计算材料的伸长率δ和断面收缩率Ψ；3. 在应力应变图中标出屈服极限σs 和强度极限σb；4. 对应力应变图进行分析。
第二节测定材料弹性模量E一、实验名称测定材料的弹性模量。
二、实验目的1．掌握测定Q235钢弹性模量E的实验方法；2．熟悉CEG-4K型测E试验台及其配套设备的使用方法。
三、实验设备及仪器1．CEG-4K型测E试验台2．球铰式引伸仪四、主要技术指标1. 试样：Q235钢，如图所示，直径d=10mm，标距L=100mm。
2. 载荷增重ΔF=1000N（砝码四级加载，每个砝码重25N，初载砝码一个，重16N，采用1：40杠杆比放大）五、实验原理实验时，从F0到F4逐级加载，载荷的每级增量为1000N。
每次加载时，记录相应的长度变化量，即为ΔF引起的变形量。
在逐级加载中，如果变形量ΔL 基本相等，则表明ΔF与ΔL为线性关系，符合胡克定律。
完成一次加载过程，，代入胡克定将得到ΔL的一组数据，实验结束后，求ΔL1到ΔL4的平均值ΔL平律计算弹性模量。
即Array备注：引伸仪每格代表0.001mm。
六、实验步骤及注意事项1．调节吊杆螺母，使杠杆尾部上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。
2．把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。
注意：对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。
引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。
采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与试验台的架体平面需成45°左右的角度。
3．挂上砝码托。
4．加上初载砝码，记下引伸仪的初读数。
5．分四次加等重砝码，每加一次记录一次引伸仪的读数。
注意：加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，防止砝码失落而砸伤人、物。
6．实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。
七、数据记录及计算 1. 原始数据记录2. 计算（1）各级形变量的计算（2）材料面积的计算4d A 2π=（3）弹性模量的计算（弹性模量单位MPa ）八、实验作业1．说明测定弹性模量E 的实验原理、步骤及注意事项； 2．根据实验过程中记录的原始数据，计算材料的弹性模量E 。
第三节 低碳钢和铸铁的扭转实验一、实验名称低碳钢和铸铁的扭转实验。
二、实验目的1．测定低碳钢的剪切屈服极限S τ及剪切强度极限b τ； 2．测定铸铁的剪切强度极限b τ；3．观察比较两种材料扭转变形过程中的各种现象及其破坏形式，并对试件断口进行分析。
三、实验设备及仪器 1．扭转试验机 2．游标卡尺 四、试样制备低碳钢和铸铁试样如图所示，直径d=10mm ，分别测量并记录试样的原始标距L 0。
五、实验原理扭转实验是将材料制成一定形状和尺寸的标准试样，置于扭转试验机上进行的，利用扭转试验机上面的自动绘图装置可绘出扭转曲线，并能测出金属材料抵抗扭转时的屈服扭矩S T 和最大扭矩b T 。
通过计算可求出屈服极限S τ及剪切强度极限b τ。
tSS W T =τ tbb W T =τ其中：16d Wt 3π=六、实验步骤 1．测量试件标距；2．选择试验机的加载范围，弄清所用测力刻度盘； 3．安装试样，调整测力指针；4．实验测试。
开机缓慢加载，注意观察试件、测力指针和记录图，记录主要数据，在低碳钢扭转时，有屈服现象，记录测力盘指针摆动的最小扭矩为屈服扭矩T s ，直至实验结束记录最大扭矩T b ；5．铸铁在扭转时无屈服现象，直至实验结束记录最大扭矩T b ； 6．关机取下试件，将机器恢复原位。
七、数据记录及处理 1. 原始数据记录2. 计算（1）抗扭截面系数W t 的计算（单位mm 3）16d Wt 3π=（2）低碳钢的屈服极限S τ及剪切强度极限b τ的计算（单位MPa ）tS S W T =τ tbb W T =τ （3）铸铁剪切强度极限b τ的计算（单位MPa ）tbb W T =τ八、绘制断口示意图并分析破坏原因(a)低碳钢断口示意图 (b)铸铁断口示意图破坏原因分析：低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉（压）能力，低碳钢扭转时沿最大切应力的作用面发生断裂，为切应力作用而剪断，因此，其破坏断面与曲线垂直，见图(a)所示；铸铁材料的抗拉强度较低，铸铁扭转时沿最大拉应力的作用面发生断裂，由应力状态可知，纯剪切最大拉应力作用的主平面与X 轴夹角为45°，因此，铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45°螺旋面，如图(b)所示。
九、实验作业1．说明测定低碳钢剪切屈服极限S τ、剪切强度极限b τ及铸铁剪切强度极限b τ的实验原理及步骤；2．根据实验过程中记录的原始数据，计算低碳钢的剪切屈服极限S τ、剪切强度极限b τ及铸铁的剪切强度极限b τ；3．绘制低碳钢和铸铁的断口示意图，并分析其破坏原因。
bh第四节 矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验一、实验名称矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验 二、实验目的1．学习使用电阻应变仪，初步掌握电测方法；2．测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律，并与理论公式计算结果进行比较，验证弯曲正应力计算公式的正确性。
三、实验设备1．WSG －80型纯弯曲正应力试验台 2．静态电阻应变仪 四、主要技术指标 1．矩形截面梁试样图1 试样受力情况材料：20号钢，E=208×109Pa ； 跨度：L=600mm ，a=200mm ，L 1=200mm ； 横截面尺寸：高度h=28mm ，宽度b=10mm 。
2．载荷增量载荷增量ΔF=200N （砝码四级加载，每个砝码重10N 采用1：20杠杆比放大），砝码托作为初载荷，F 0=26 N 。
3．精度满足教学实验要求，误差一般在5%左右。
五、实验原理如图1所示，CD 段为纯弯曲段，其弯矩为Fa 21M =，则m 6N .2M 0∙=，m 20N M ∙=∆。
根据弯曲理论，梁横截面上各点的正应力增量为：zI M y ∆=∆理σ （1）式中：y 为点到中性轴的距离；Iz 为横截面对中性轴z 的惯性矩，对于矩形截面12bh I 3z = （2）由于CD 段是纯弯曲的，纵向各纤维间不挤压，只产生伸长或缩短，所以各点均为单向应力状态。
只要测出各点沿纵向的应变增量ε∆，即可按胡克定律计算出实际的正应力增量实σ∆。
εσ∆=∆E 实 （3）在CD 段任取一截面，沿不同高度贴五片应变片。
1片、5片距中性轴z 的距离为h/2，2片、4片距中性轴z 的距离为h/4，3片就贴在中性轴的位置上。
测出各点的应变后，即可按（3）式计算出实际的正应力增量实σ∆，并画出正应力实σ∆沿截面高度的分布规律图，从而可与（1）式计算出的正应力理论值理σ∆进行比较。
六、实验步骤及注意事项 1．开电源，使应变仪预热。
2．在CD 段的大致中间截面处贴五片应变片与轴线平行，各片相距h/4，作为工作片；另在一块与试样相同的材料上贴一片补偿片，放到试样被测截面附近。
应变片要采用窄而长的较好，贴片时可把试样取下，贴好片，焊好固定导线，再小心装上。
3．调动蝶形螺母，使杠杆尾端翘起一些。
4．把工作片和补偿片用导线接到预调平衡箱的相应接线柱上，将预调平衡箱与应变仪联接，接通电源，调平应变仪。
5．先挂砝码托，再分四次加砝码，记下每次应变仪测出的各点读数。
注意加砝码时要缓慢放手。
6．取四次测量的平均增量值作为测量的平均应变，代入（3）式计算可得各点的弯曲正应力，并画出测量的正应力分布图。
7．加载过程中，要注意检查各传力零件是否受到卡、别等，受卡、别等应卸载调整。
8．实验完毕将载荷卸为零，工具复原，经指导老师检查方可关闭应变仪电源。
七、数据处理1．计算弯曲梁截面各点处的理论正应力增量 （1）记录测点的位置12bh I 3z =（3）根据公式直接计算各点的理论正应力增量zI M y ∆=∆理σ（1）各测点原始数据记录（2）各测点应变增量的计算（3）各测点实际正应力增量的计算εσ∆=∆E 实3．计算各测点理论与实际正应力的误差e%100e ⨯∆∆-∆=理实理σσσ八、实验作业1．说明矩形梁纯弯曲正应力电测实验的原理、实验步骤及注意事项等； 2．分别计算各测点的理论和实际弯曲正应力增量，验证弯曲正应力公式的正确性；3．绘制弯曲正应力沿截面高度的分布规律图。