文档介绍：材料力学实验教材
创新实验指导书
浙江大学国家工科基础课程力学教学基地
浙江大学力学实验中心
前言
浙江大学力学实验中心在近几年的实验教学工作中,基于对实验教学应适应培养高素质人才需要的认识,按照培养高素质、创新型工程技术人才的要求,深入开展面向21世纪的基础力学实验教学改革。以“加强基础、注重能力、培养素质、突出创新”为指导思想,努力开发新的实验教学内容。为了让学生能接触到与工程相关的、有利于开发学生创造思维的实验,我们总结出一些和工程相关的综合性、设计性创新性实验,列入实验教学内容,编辑出创新实验指导教材。本教材主要包括工科力学的数种创新实验,材料力学有双肢压杆稳定实验、预应力梁提高承载能力实验、叠架梁弯曲正应力实验、薄壁筒在内压、轴力、弯矩联合作用下的内力测定实验、复合材料力学性能测试实验等;理论力学有测定物体的重心、求振动系统的刚度系数和固有频率、“三线摆”法测定圆盘的转动惯量等。这些实验面向工科二年级选择《材料力学与实验》课程中、多学时的学生,要求独立完成实验方案设计和实验,并要求提交实验报告或实验总结。
多年的实践表明:开设多种创新实验,有助于培养同学们的动手能力和创造能力。各位同学可以选择自己感兴趣的一到两项创新实验,做实验前可以参考本实验指导教材有关内容,做好实验准备。本实验指导教材将工科力学数种创新实验内容做了说明和要求,并对相关的仪器和设备进行了介绍。
目录
材料力学实验
实验一不同材料组合的叠加梁弯曲正应力实验··················· 1
实验二预应力梁提高承载能力研究实验······························ 2
实验三内压、轴力、弯矩联合下薄壁筒内力测定实验········· 4
实验四双肢压杆稳定性研究实验·········································· 5
实验五纳米复合材料力学性能研究测试实验························ 6
理论力学实验
附录:
1、WYS-1弯曲压杆稳定实验台架
2、WNG-1扭弯组合实验台架
3、NZW-1内压实验台架
4、JWD-10KN微机控制多功能实验台架
5、应变仪使用说明
由两种不同材料组成的胶接叠梁弯曲实验
实验指导
目的
测定由两种不同材料组成的胶接叠梁正应力分布规律。
由实验结果探索胶接叠梁的弯曲正应力计算公式并和实验结果作比较。
实验装置、设备和叠梁应变计布置图
叠梁应变计布片位置见下图,有关截面尺寸均已标注于梁上。
h1=h2
WYS-1弯曲实验台架。
数字电阻应变仪。
加载方案
按ΔP=800N,Pmax=4000N分五级加载分别测各点应变。
报告及要求
实验要求学生按上述加载方案分别测出各测点应变,然后计算ΔP=800N时,各测点的增量应变Δεi,对于2、3、4、5、6、7测点应取前后应变的平均值,例,用坐标纸按比例绘制实测应变ε(或Δε),应力σ(或Δσ)沿梁高分布图,实验数据及理论计算结果应用表格表示。
根据分布图可直接求出实验梁中性轴的位置。
进行理论探讨,求出应力沿两种材料分布的解析表达式(包括中性轴位置的计算公式)。
把解析解的结果与实测值比较,计算1,2(2′),7(7′),8四点的误差和中性轴理论值和实测值的误差(误差较大时应讨论其原因或对解析解进行修正)。
实验总结或体会。
预应力提高结构承载能力的实验研究
实验指导
一、实验目的
了解预应力结构提高承载能力的原理
通过实验,研究预应力提高结构承载能力的方法
二、实验设备及试验模型
1、WYS-1型弯曲试验台
2、矩形截面实验梁(上下表面贴有应变计)
φ8(两端M8),φ6(两端M6),拉杆各一根(中间轴对称位置贴有纵向应变计并串联在一起)
数字电阻应变仪,温度补偿块(注意:有单片的和二片串联的两种)
加载螺母
三、有关实验参数
1、预应力结构模型尺寸及受力图
2、梁的许用应力[σ+]=25MPa,[σ-]=100 MPa,E= GPa
3、拉杆的有关参数见下表(供选择)
直径
d(mm)
材料
屈服点σs
(MPa)
螺纹有效面积A(mm2)
许用应力[σ](MPa)
许用载荷[FN](kN)
弹性模量E(GPa)
8
Q235
280
=196
202
6
Q235
280
=196
202
四、设计要求:
根据梁的许用拉应力计算出未施加预应力时的最大许用载荷[F],现要求提高承载能力为F=3[F],请选择合适的拉杆,用拧紧螺帽方法对实验梁施加预应力使达到F=3[F]