文档介绍：材料力学实验
任永臻编
集美大学机械工程学院
机械基础实验室
2007年3月
目录
第一章绪论 i
材料力学实验的内容 i
材料力学实验的标准及方法 1
材料力学实验规则及要求 2
第二章材料的力学性能测定 3
液压式万能材料试验机 3
WE-60、WE-100A 型液压式万能试验机 3
WEC-600B 型微机显示液压万能试验机 5
机械式引伸仪 6
低碳钢、铸铁的拉伸实验 7
低碳钢、铸铁压缩演示实验 12
低碳钢弹T模量 E的测定 14
扭转试验机 16
NN-100A 型扭力试验机 16
NDS- 型扭转试验机 17
扭转实验 18
低碳钢剪变模量 G的测定 21
冲击实验 23
25
疲劳实验
第三章电测应力分析 29
§3. 1 概述 29
§3. 2 组合式材料力学多功能实验台 30
§3. 3 电阻应变片 31
§3. 4 应变电桥 33
§3. 5 电阻应变仪 35
§3. 6 应用 45
§3. 7 弯曲正应力实验 47
§3. 8 弯扭组合变形的主应力的测定 49
§3. 9 叠梁/复合梁弯曲正应力实验 52
材料弹性模量 E、泊松比科的测定 54
偏心拉伸实验 57
压杆稳定实验 60
电阻应变片灵敏系数标定 63
悬臂梁实验 66
附录I 实验数据的线性拟和 69
附录n 有效数后第一位数的修约规定的关系 72
附录出力学量国际单位制单位及换算 73
第一章绪论
材料力学实验的内容
材料力学实验是材料力学的重要组成部分，包含以下三方面的内容：
一、材料的力学性能的测定
材料的力学性能是指在外力的作用下，材料在变形、强度等方面表现出的一些特性，
如弹性极限、屈服极限（屈服点）、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。这些
强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而它们一般要通过实验来测定。
随着材料科学的发展，各种新型合金材料、合成材料不断涌现，力学性能的测定，是研究
每一种新型材料的重要任务。
二、验证已建立的理论
材料力学的一些理论是以假设为基础而导出的，杆件的弯曲理论就以平面假设为基
础。用实验验证这些理论的正确性和使用范围，有助于加深对理论的认识和理解。至于对
新建立的理论和公式，用实验来验证更是必不可少的。实验是验证、修正和发展理论的必
亚壬由一
要手段。
三、应力分析实验
某些情况下，例如因构件集合形状不规则或受力复杂等，应力计算并无适用理论。
这时，用诸如电测、光弹性等实验应力分析方法直接测定构件的应力，便成为有效的方法。
对经过较大简化后得出的理论计算或数值计算，其结果的可靠性更有赖于实验应力分析的
验证。
材料力学实验的标准及方法
材料的强度指标如屈服极限、强度极限、持久极限等，虽是材料的固有属性，但往往
与试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、周围环境（温度、介质）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
以及数据处理等都作了统一规定。我国国家标准的代号 GB。其他国家也有各自的标准，如
美国标准的代号 ASTM国际标准的代号ISO。国际间需要作仲裁试验时，以国际标准为依
据。
对破坏性试验，如材料强度指标的测定，考虑到材料质地的不均匀性，应采用多根试
样，然后综合多根试样的结果，得出材料的性能指标。对非破坏性试验，如构件的变形测
量，因为要借助于变形放大仪表，为减小测量系统引入的误差，一般也要多次重复进行，
然后综合多次测量的数据得到所需结果。
实验应力分析除前面提到的电测法及光弹性法外，还有激光全息光弹性法、散斑干涉
法、云纹法、声弹法等。采用何种方法取决于试验的目的和对试验精度的要求。一般说，
如仅需了解构件某一局部的应力分布，电测法比较合适；如需了解构件的整体应力分布，
则以光弹性法为宜。有时也可把几种方法联合使用，例如可用光弹性法判定构件危险截面
的位置，再使用电测法测出危险截面的局部应力分布。关于实验应力分析，本书主要介绍
电测法，至于其他方法，如有需要可参考实验应力分析方面的著作。
材料力学实验规则及要求
作好实验前的准备工作
（ 1 ）按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，
掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。
（ 2 ）对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。
（ 3 ）必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。
严格遵守实验室的规章制度
（