《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》為高等院校本科材料力學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)課教材。全書共分為5章,第1章簡(jiǎn)要介紹材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、方法、要求以及實(shí)驗(yàn)程序等;第2章主要介紹材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)的基本原理、數(shù)據(jù)處理基本知識(shí)和誤差分析方法等;第3章主要介紹常用的試驗(yàn)設(shè)備和儀器;第4章著重介紹材料力學(xué)基本實(shí)驗(yàn),包括破壞性實(shí)驗(yàn)和主要力學(xué)性能測(cè)定等;第5章是實(shí)驗(yàn)報(bào)告,主要用于對(duì)第4章所介紹實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)填寫。
《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》可作為高等院校土木工程、給水排水、測(cè)量工程、建筑學(xué)等本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課教材,也可供其他相關(guān)專業(yè)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參考。
實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法,科學(xué)史上許多重大發(fā)明都是依靠科學(xué)實(shí)驗(yàn)而得到的,許多新理論的建立也要靠實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。例如,材料力學(xué)中應(yīng)力-應(yīng)變的線性關(guān)系就是虎克于1668-1678年間作了一系列的彈簧實(shí)驗(yàn)之后建立起來(lái)的。不僅如此,實(shí)驗(yàn)對(duì)材料力學(xué)有著更重要的一面,因?yàn)椴牧狭W(xué)的理論是建立在將真實(shí)材料理想化、實(shí)際構(gòu)件典型化、公式推導(dǎo)假設(shè)化的基礎(chǔ)之上,它的結(jié)論是否正確以及能否在工程中應(yīng)用,都只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能斷定。在解決工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、、剛度等問(wèn)題時(shí),首先要知道材料的力學(xué)性能和表達(dá)力學(xué)性能的材料常數(shù),這些常數(shù)只有靠材料實(shí)驗(yàn)才能測(cè)試。有時(shí)實(shí)際工程中構(gòu)件的幾何形狀和載荷都十分復(fù)雜,構(gòu)件中的應(yīng)力單純靠計(jì)算難以得到正確的數(shù)據(jù),這種情況下必須借助于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的手段才能解決。因此,材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)材料力學(xué)課程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
本書是根據(jù)國(guó)家教委制訂的材料力學(xué)課程教學(xué)基本要求,結(jié)合一般工科院校具體情況編寫而成。本著內(nèi)容新穎、概念正確、方法規(guī)范、敘述簡(jiǎn)明、邏輯性強(qiáng)的原則,對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和內(nèi)容體系作了合理的調(diào)整。全書按內(nèi)容性質(zhì)分為緒論、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本理論與方法、主要儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。緒論中結(jié)合材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)介紹了材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和程序,在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本理論與方法中介紹了材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的原理和方法,通過(guò)詳細(xì)的解說(shuō)以期收到舉一反三、觸類旁通之效;材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是按照國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)編寫,使學(xué)習(xí)者牢固樹(shù)立標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)并養(yǎng)成規(guī)范化操作的技能。本書力求簡(jiǎn)明易讀,指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)并便于教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課的組織教學(xué)。
第1章 緒論
1.1 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容
1.2 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)、方法和要求
1.3 實(shí)驗(yàn)程序
第2章 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本理論與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法與原則
2.2 增量測(cè)量原理
2.3 對(duì)稱測(cè)量原理
2.4 電測(cè)法原理
2.5 誤差分析及數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)介
第3章 主要儀器設(shè)備
3.1 液壓式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)
3.2 電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)
3.3 微機(jī)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)
3.4 教學(xué)用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)
3.5 沖擊試驗(yàn)機(jī)
3.6 多功能組合實(shí)驗(yàn)臺(tái)
3.7 機(jī)械式引伸儀
3.8 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀
第4章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
4.1 拉伸試驗(yàn)
4.2 壓縮試驗(yàn)
4.3 拉伸時(shí)材料彈性模量E和泊松比Μ的測(cè)定
4.4 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
4.5 剪切彈性模量G的測(cè)定
4.6 梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)
4.7 彎扭組合變形主應(yīng)力的測(cè)定
4.8 偏心拉伸試驗(yàn)
4.9 沖擊試驗(yàn)
4.10 膠結(jié)疊合梁的實(shí)驗(yàn)研究
4.11 疲勞試驗(yàn)
4.12 光彈性認(rèn)識(shí)試驗(yàn)
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)守則
實(shí)驗(yàn)1 拉伸試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 壓縮試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 拉抻時(shí)材料彈性模量E和泊松比Μ的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)4 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 材料剪變模量G的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)6 梁的彎曲正應(yīng)力試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)7 彎扭組合變形主應(yīng)力的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)8 偏心拉伸試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)9 沖擊試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)10 膠結(jié)疊合梁的試驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)11 疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)12 光彈性認(rèn)識(shí)試驗(yàn)報(bào)告
參考文獻(xiàn)
①速度控制操作的工作原理是:設(shè)定一個(gè)速度選擇鍵,使主機(jī)上的直流伺服電機(jī)得到一個(gè)固定的電壓,既確定了活動(dòng)橫梁運(yùn)行的速度,再由活動(dòng)橫梁功能鍵來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向,從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)橫梁上升、下降、停止的功能。
②循環(huán)控制的功能是通過(guò)比較器將控制參量與設(shè)定的循環(huán)上下限進(jìn)行比較,當(dāng)循環(huán)到設(shè)定值時(shí),便發(fā)出脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)控制動(dòng)橫梁上升運(yùn)行到上限時(shí)立即反向下降,同時(shí)該脈沖信號(hào)控制動(dòng)橫梁下降運(yùn)行到下限時(shí)又立即反向上升,這樣周而復(fù)始地運(yùn)行。往復(fù)運(yùn)行的次數(shù)由機(jī)械計(jì)數(shù)器記載。一旦循環(huán)次數(shù)達(dá)到了預(yù)制數(shù)時(shí),機(jī)械計(jì)數(shù)器發(fā)出控制信號(hào),控制主機(jī)自動(dòng)停機(jī)。
③位移測(cè)量是由裝在轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠一端與絲杠同步轉(zhuǎn)動(dòng)的增量式光電編碼器提取信號(hào)的。由于轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠的螺距已經(jīng)確定,光電編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)就與活動(dòng)橫梁的位移量有著固定的比例關(guān)系。當(dāng)光電編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)計(jì)數(shù)編譯碼D/A轉(zhuǎn)換后,由顯示器直接讀數(shù),同時(shí)輸出給計(jì)算機(jī)。
④負(fù)荷-變形測(cè)量主要是檢測(cè)所實(shí)驗(yàn)的材料承受載荷大小,以及在受力的情況下變形量的大小。負(fù)荷測(cè)量是通過(guò)應(yīng)變式負(fù)荷傳感器及測(cè)量放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由活動(dòng)橫梁上的下夾頭或上壓頭作用的力P傳遞給負(fù)荷傳感器,由傳感器橋路將微弱的電信號(hào)經(jīng)放大后,用數(shù)碼顯示出載荷的大小和極性;同時(shí)將該信號(hào)輸出給計(jì)算機(jī)。另外,負(fù)荷測(cè)量還具有峰值保持功能,可自動(dòng)將測(cè)量過(guò)程中的載荷最大值鎖存并顯示。
⑤變形測(cè)量則是通過(guò)更換引伸計(jì)和改變變形放大器的放大倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種標(biāo)距的測(cè)量。通常在測(cè)量前,將引伸計(jì)安裝在被測(cè)試件上,當(dāng)試件受力變形時(shí),通過(guò)引伸計(jì)將變形信號(hào)放大,直接用數(shù)碼顯示出來(lái),同時(shí)該信號(hào)通過(guò)切換,輸出給計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制、檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。