第一篇:工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
1.對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件為測(cè)量標(biāo)距Lo的長(zhǎng)度,可選用游標(biāo)卡尺;為測(cè)量標(biāo)距Lo的總變形在彈性范圍內(nèi)的?長(zhǎng),可選用引伸計(jì);對(duì)其加載并測(cè)量荷載值,可選用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。2.我們接觸過(guò)的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)有沖擊試驗(yàn)機(jī)和疲勞試驗(yàn)機(jī),而后者又分為兩種,一種是旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī),另一種是高頻拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。
3.如果測(cè)點(diǎn)處是二向應(yīng)力狀態(tài),則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí),應(yīng)選擇直角應(yīng)變花,使絲韌沿主應(yīng)力方向粘貼,當(dāng)主應(yīng)力方向根本無(wú)法估計(jì)時(shí),應(yīng)選用等角應(yīng)變花。
4.對(duì)粘貼后的應(yīng)變片進(jìn)行質(zhì)量檢查,要求為:a粘貼位置,方向準(zhǔn)確b粘貼縫內(nèi)無(wú)氣泡,孔隙c應(yīng)變計(jì)阻值無(wú)明顯變化d一般測(cè)量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆 5.在對(duì)斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測(cè)定長(zhǎng)度時(shí),若斷面距最近標(biāo)距點(diǎn)的距離大于Lo/3,可采用直接測(cè)量法;若該距離等于或者小于Lo/3,采用移位法測(cè)量。(工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課本P160);若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時(shí),試驗(yàn)無(wú)效。
6.為減小應(yīng)變片機(jī)械滯后效應(yīng),可采取的措施有:采用高質(zhì)量的應(yīng)變計(jì);固化完全;在正式測(cè)量前,預(yù)先加,卸載3-5次。
7.對(duì)于液壓式試驗(yàn)機(jī),測(cè)力的方式有壓力表測(cè)試,擺錘測(cè)試,彈簧測(cè)試,電子測(cè)試。8.如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測(cè)量,多選電阻應(yīng)變計(jì)的基底為金屬基,敏感柵的材料為鉑鎢合金,敏感柵最好為絲繞式。
9.使用液壓擺錘式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí),確認(rèn)擺桿是否鉛垂有三種方法:a看擺桿標(biāo)示牌上的刻線與緩沖擋座的指示刻線是否對(duì)齊b看水準(zhǔn)儀的氣泡是否居中c增減擺錘,看力度盤上的指針位置是否變化。
10.為了減少電磁干擾對(duì)對(duì)電阻應(yīng)變測(cè)量的影響可采取的措施有:a將測(cè)量導(dǎo)線捆綁成束b改變應(yīng)變儀的方向c使用屏蔽電纜線。
11.金屬材料的圓截面拉伸試樣分為比例試樣和非比例試樣。比例試樣關(guān)系式:Lo=Kd,其中K=5為短比例試樣,K=10為長(zhǎng)比例試樣。Lo為原始標(biāo)距,d為原始直徑。
12.引伸計(jì)是一種測(cè)量變形的器具,按其結(jié)構(gòu)原理引伸計(jì)可分為機(jī)械引伸計(jì),光學(xué)引伸計(jì),電學(xué)引伸計(jì)三大類。
13.以敏感柵的工藝上考慮,橫向效應(yīng)最大的是絲繞式應(yīng)變計(jì),疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計(jì),橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計(jì)。
14.使用液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí)為減少讀數(shù)誤差,常要求所測(cè)荷載在滿量程的20%-80%之間。15.應(yīng)變片粘貼方向不準(zhǔn)造成的誤差,不僅與角偏差有關(guān),還和預(yù)定粘貼方位與該點(diǎn)主應(yīng)變的夾角有關(guān)。
16.對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿,若要測(cè)量其材料的持久極限,需選擇拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。17.在鑄鐵的拉伸,壓縮,扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中,試樣破壞后的形式分別為橫截面,45°斜截面,45°螺旋斷面。
18.電測(cè)法測(cè)量應(yīng)變時(shí),為盡量顯示測(cè)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變,在應(yīng)力集中點(diǎn)應(yīng)選用小應(yīng)變計(jì),在測(cè)非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計(jì),并且應(yīng)變計(jì)的標(biāo)距長(zhǎng)度至少是直徑的4倍。
19.為減少應(yīng)變片粘貼不準(zhǔn)確帶來(lái)大測(cè)量誤差,在測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力方向已知時(shí),選擇直角應(yīng)變花,并沿主應(yīng)力方向粘貼;在主應(yīng)力方向未知時(shí),選擇等角應(yīng)變花。
20.由于應(yīng)變計(jì)敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對(duì)軸向測(cè)量值產(chǎn)生的影響稱為橫向效應(yīng),其大小用H表示。
21.在一鋼結(jié)構(gòu)表面某點(diǎn)站貼一枚應(yīng)變計(jì)(另有一枚補(bǔ)償計(jì))應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變儀間用80米的長(zhǎng)導(dǎo)線連接,連接方式為半橋三線接法,若已知應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)均為2.0,導(dǎo)線電阻為0.175Ω/m,應(yīng)變計(jì)電阻為120Ω,測(cè)得應(yīng)變儀讀數(shù)為。。。
22.一構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài),若要測(cè)定構(gòu)件上的某點(diǎn)的主應(yīng)力,在該點(diǎn)至少站貼2枚應(yīng)變計(jì)。
23.應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來(lái)的應(yīng)變測(cè)量誤差不僅與應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)H有關(guān),還與測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計(jì)的安裝方位以及結(jié)構(gòu)材料有關(guān)。
24.火車車軸受交變應(yīng)力的作用,為測(cè)定車軸在這種交變應(yīng)力作用下的疲勞極限,應(yīng)選擇高頻拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。
25.在動(dòng)態(tài)測(cè)量中,常采用磁帶記錄儀作為記錄儀器,其最大特點(diǎn)是工作頻帶寬,信息可以長(zhǎng)期保存,便于和纖毫處理器或計(jì)算機(jī)連接。26.簡(jiǎn)答:
簡(jiǎn)述從讀書應(yīng)變中消除應(yīng)變儀零點(diǎn)漂移的方法:取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)精密電阻(120Ω)作為應(yīng)變計(jì),接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上,調(diào)平;在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí),同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù),該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點(diǎn)漂移,將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)漂移,即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。
27.一般的塑性材料在壓縮時(shí)屈服曲線幾種可能形式:屈服階段是水平狀;屈服階段是下降狀;屈服階段是波動(dòng)狀。
28.應(yīng)變測(cè)量的方法:電測(cè)法,光測(cè)法,脆性涂層法。
29.工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本任務(wù)包括:測(cè)定材料力學(xué)性能,孕育理論和驗(yàn)證理論,實(shí)測(cè)構(gòu)件力學(xué)行為。
30.我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)分:行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);國(guó)際上分:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
31.力學(xué)量及其測(cè)量設(shè)備:載荷(測(cè)力計(jì),材料試驗(yàn)機(jī))尺寸(量具,光學(xué)顯微鏡)變形(引伸計(jì))應(yīng)變(電測(cè)應(yīng)變儀與應(yīng)變計(jì),光測(cè))應(yīng)力(光測(cè)法)位移(引伸計(jì))沖擊韌性(疲勞試驗(yàn)機(jī))
32.力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象:實(shí)物和試樣,試樣有:仿實(shí)物模型和材料試樣。33.數(shù)值修約:P12,P13,P14
34.利用應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)測(cè)量線應(yīng)變時(shí),任何非線性的應(yīng)變分布均會(huì)引入誤差,在一定的允許誤差下,應(yīng)力梯度越大,標(biāo)距需越小,反之可大。35.變形計(jì)四個(gè)基本特征:標(biāo)距,靈敏度,量程,精確度。
36.引伸計(jì)類型:機(jī)械引伸計(jì)(杠桿式,表式)光學(xué)引伸計(jì)(馬丁儀)電學(xué)引伸計(jì)(電容式,電感式,電阻式)
37.應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造:敏感柵,基底,覆蓋層,粘結(jié)劑,引出線。(各部分的作用P28)
38.敏感柵材料的物理特性:靈敏度K越大,電阻率p越大,電阻溫度系數(shù)小,比例極限高,加工性能好。39.按敏感柵材料分:康銅應(yīng)變計(jì)(用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測(cè)量)鎳鉻合金應(yīng)變計(jì)(適用于制作測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變的和小柵長(zhǎng)的應(yīng)變計(jì))卡瑪合金應(yīng)變計(jì)(用于中高溫應(yīng)變測(cè)量和傳感器的制作)鉑鎢合金應(yīng)變計(jì)(用于高溫應(yīng)變測(cè)量,工作溫度可達(dá)800-1000度)恒彈合金應(yīng)變計(jì)(用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量)
40.按基底材料分:紙基(用于常溫應(yīng)變測(cè)量)膠基(適用的溫度范圍廣)玻璃纖維基(用于中高溫度應(yīng)變測(cè)量)金屬基(特別適用于較高溫度的測(cè)量場(chǎng)合)
41.按敏感柵的長(zhǎng)度分:小應(yīng)變計(jì)(L小于2mm,用于應(yīng)力梯度變化較劇烈的區(qū)域)大應(yīng)變計(jì)(L大于30mm,用于非均勻介質(zhì)標(biāo)距是直徑的4倍)普通應(yīng)變計(jì)(L介于2至30mm之間,用于均勻材料中均勻或變化不劇烈的應(yīng)變場(chǎng))
42.機(jī)械滯后:在恒定溫度下,對(duì)粘貼有應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載,應(yīng)變計(jì)在相應(yīng)的兩過(guò)程中的指示應(yīng)變關(guān)系曲線不重合的現(xiàn)象。
43.減小機(jī)械滯后的措施:采用高質(zhì)量的應(yīng)變計(jì),固化完全,正式測(cè)量前預(yù)先加載,卸載3-5次。44.零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因:應(yīng)變計(jì)在受潮時(shí)使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電,應(yīng)變計(jì)通過(guò)電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢(shì)等。
45.疲勞壽命:粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計(jì)在恒定幅度的交變應(yīng)力作用下,連續(xù)工作直至疲勞損壞的循環(huán)次數(shù)。
46.對(duì)粘貼后的應(yīng)變片的質(zhì)量檢查要求:粘貼方位正確;粘貼面內(nèi)無(wú)氣泡;應(yīng)變計(jì)電阻值前后無(wú)明顯變化;一般測(cè)量應(yīng)變計(jì)引出線與構(gòu)件之間的電阻應(yīng)在100MΩ以上。47.電阻應(yīng)變儀的種類:靜態(tài)電阻應(yīng)變儀,靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀,(以測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹鳎芗孀鲱l率在200hz以下的單點(diǎn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀(用于頻率在10khz以下的動(dòng)態(tài)應(yīng)變)超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀(主要用于爆炸,高速?zèng)_擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測(cè)量)。
48.簡(jiǎn)述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測(cè)定方法:斷面收縮率
在標(biāo)距段的兩端及中間截面處沿兩相互垂直方向測(cè)量直徑各一次,并對(duì)每個(gè)截面求直徑的算術(shù)平均值,取三個(gè)截面中平均直徑的最小值,計(jì)算橫截面面積..A1為橫截面積,斷后面積應(yīng)取試樣頸縮截面計(jì)算,測(cè)量時(shí),將斷后的面對(duì)接在一起,在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測(cè)量直徑各一次,取其平均值計(jì)算斷后面積A1.49.簡(jiǎn)述使用液壓式材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí)消除平臺(tái)自重的方法:開(kāi)啟油泵電機(jī),打開(kāi)送油閥,使活塞上升一段距離(10-20mm);調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂;調(diào)整示力度盤指針對(duì)零。
50.簡(jiǎn)述測(cè)定金屬材料斷后伸長(zhǎng)率的方法:斷后伸長(zhǎng)率
Lo為試樣的原始標(biāo)距,取試樣的中部作為原始標(biāo)距段,量出試樣原始標(biāo)距的長(zhǎng)度Lo,L1為斷后標(biāo)距,測(cè)量方法,將斷后的兩段緊密的對(duì)接在一起,盡量保證兩段軸線位于同一直線內(nèi),若斷面形成縫隙,則此縫隙也應(yīng)計(jì)入斷后標(biāo)距,測(cè)量時(shí),若斷面距最近的標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于Lo/3,則直接測(cè)量?jī)蓸?biāo)距端點(diǎn)間的距離作為斷后標(biāo)距L1,若斷面距最近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于Lo/3,則采用移位法測(cè)量斷后標(biāo)距。(移位法P160)
51.簡(jiǎn)述靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法:接通電源,預(yù)熱15-30分鐘;連接傳感器及測(cè)量橋路;選擇測(cè)力單位,調(diào)整測(cè)力儀初讀數(shù)為零;調(diào)整應(yīng)變儀的靈敏系數(shù);調(diào)整應(yīng)變儀各通道讀數(shù)為零;加載測(cè)量各通道的應(yīng)變;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,卸載,關(guān)閉電源,拆除各連接導(dǎo)線,將各儀器恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。
52.簡(jiǎn)述應(yīng)變測(cè)量中由環(huán)境變化引起的零點(diǎn)漂移的綜合修正方法:在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)附近,放置一個(gè)與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊,按照對(duì)測(cè)點(diǎn)同樣的要求,在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計(jì)作為工作片,與該工作片對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償片應(yīng)和其他測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)償片完全相同,把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上,調(diào)平;在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí),同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù),該讀數(shù)即由外界環(huán)境變化和應(yīng)變計(jì)不穩(wěn)定引起的零點(diǎn)漂移,將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)漂移,即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。
53.常用應(yīng)變計(jì)相關(guān)特點(diǎn):鉑鎢合金:耐高溫,Ks較高,與溫度線性關(guān)系好,穩(wěn)定,多用于高溫測(cè)量。絲繞式:工藝簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,但橫向效應(yīng)大,可用于高溫。短接式:橫向效應(yīng)較小,但疲勞壽命短,適用中溫。箔式應(yīng)變計(jì):易于加工,橫向效應(yīng)小,附著性,散熱性好,蠕變,機(jī)械滯后小,疲勞壽命長(zhǎng),可隨意造型,用途廣,但不耐高溫。廣泛應(yīng)用于中溫測(cè)量。
54.應(yīng)變計(jì)布置:a單向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn):沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計(jì)b二向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn):主應(yīng)力方向已知時(shí)沿主應(yīng)力方向站貼直角應(yīng)變花。主應(yīng)力方向大略知道時(shí)粘貼45°應(yīng)變花,主應(yīng)力方向完全不知道時(shí)粘貼等角應(yīng)變花。
55.減小濕度影響的措施:a選用膠基應(yīng)變計(jì)b應(yīng)變計(jì)粘貼后應(yīng)充分干燥完全固化c采取有效的防潮措施。
56.減小溫度影響的措施:a采用橋路補(bǔ)償法b避免環(huán)境溫度的劇烈變化特別是不均勻的變化c考慮測(cè)量導(dǎo)線的溫度補(bǔ)償d測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補(bǔ)償片溫度一致是再測(cè)取讀數(shù)。
57.液壓擺錘式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程;a測(cè)量試件直徑,估計(jì)荷載,選度盤掛擺錘,置緩沖閥于相應(yīng)位置b試樣夾上夾頭,啟油泵,開(kāi)送油閥,使活塞上升一段距離,調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂,調(diào)整示力度盤指針對(duì)零,從動(dòng)針和主動(dòng)針重合c用工作臺(tái)的升降電機(jī)調(diào)整實(shí)驗(yàn)空間,裝夾試件d將從動(dòng)針撥回靠攏主動(dòng)針,若要繪圖裝上圖紙和記錄筆e緩慢打開(kāi)送油閥給試樣平穩(wěn)加載,注意讀數(shù)取有用的力值。f實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)送油閥,停油泵,破壞性實(shí)驗(yàn),先取下試樣,再開(kāi)回油閥回油。非破壞性實(shí)驗(yàn),先開(kāi)回油閥卸載再取下試樣,最后使試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。
58.測(cè)量精度要求:消除擺錘以外其他構(gòu)件重量;使擺錘處于鉛垂位置;消除各零件間的摩擦。
59.萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)力值精度鑒定用具:允許誤差為+-0.1%的專用重力砝碼,允許誤差為+-0.1%的測(cè)力杠桿,用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)。
60.力值的精確度檢驗(yàn)步驟:將測(cè)力儀放在萬(wàn)能機(jī)上下壓頭之間并對(duì)中做幾次預(yù)加載;對(duì)試驗(yàn)機(jī)和測(cè)力儀調(diào)零,平緩加載;校驗(yàn)示值相對(duì)誤差和示值相對(duì)變動(dòng);校驗(yàn)示值進(jìn)回程差。61.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)操作步驟:估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大扭矩,轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇手輪,選擇合適的度盤;根據(jù)試樣的頭部尺寸選擇夾頭和襯套的大小;選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對(duì)零;放好記錄筆和記錄紙,選擇速度,打開(kāi)記錄器開(kāi)關(guān);按需要按下加載方向按鈕;實(shí)驗(yàn)結(jié)束,立即按下停止開(kāi)關(guān)。
62.沖擊試驗(yàn)機(jī)類型:沖擊方式(落錘式,擺錘式,回轉(zhuǎn)圓盤式)按試樣變形形式分彎曲沖擊試驗(yàn)機(jī),拉力沖擊試驗(yàn)機(jī),扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)機(jī))
63.長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)應(yīng)變測(cè)量的影響:輸出應(yīng)變減?。黄胶饽芰档?;溫度補(bǔ)償失效。
64.應(yīng)變計(jì)粘貼程序:檢查分選應(yīng)變計(jì);構(gòu)件表面處理;粘貼和固化應(yīng)變計(jì);焊接引出線;應(yīng)變計(jì)防護(hù);粘貼質(zhì)量檢查。
第二篇:工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件為測(cè)量標(biāo)距Lo的長(zhǎng)度,可選用游標(biāo)卡尺;為測(cè)量標(biāo)距Lo的總變形在彈性范圍內(nèi)的?長(zhǎng),可選用引伸計(jì);對(duì)其加載并測(cè)量荷載值,可選用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。我們接觸過(guò)的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)有沖擊試驗(yàn)機(jī)和疲勞試驗(yàn)機(jī),而后者又分為兩種,一種是旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī),另一種是高頻拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。
如果測(cè)點(diǎn)處是二向應(yīng)力狀態(tài),則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí),應(yīng)選擇直角應(yīng)變花,使絲韌沿主應(yīng)力方向粘貼,當(dāng)主應(yīng)力方向根本無(wú)法估計(jì)時(shí),應(yīng)選用等角應(yīng)變花。
對(duì)粘貼后的應(yīng)變片進(jìn)行質(zhì)量檢查,要求為:a粘貼位置,方向準(zhǔn)確b粘貼縫內(nèi)無(wú)氣泡,孔隙c應(yīng)變計(jì)阻值無(wú)明顯變化d一般測(cè)量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆
在對(duì)斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測(cè)定長(zhǎng)度時(shí),若斷面距最近標(biāo)距點(diǎn)的距離大于Lo/3,可采用直接測(cè)量法;若該距離等于或者小于Lo/3,采用移位法測(cè)量。(工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課本P160);若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時(shí),試驗(yàn)無(wú)效。
為減小應(yīng)變片機(jī)械滯后效應(yīng),可采取的措施有:采用高質(zhì)量的應(yīng)變計(jì);固化完全;在正式測(cè)量前,預(yù)先加,卸載3-5次。
對(duì)于液壓式試驗(yàn)機(jī),測(cè)力的方式有壓力表測(cè)試,擺錘測(cè)試,彈簧測(cè)試,電子測(cè)試。
如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測(cè)量,多選電阻應(yīng)變計(jì)的基底為金屬基,敏感柵的材料為鉑鎢合金,敏感柵最好為絲繞式。
使用液壓擺錘式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí),確認(rèn)擺桿是否鉛垂有三種方法:a看擺桿標(biāo)示牌上的刻線與緩沖擋座的指示刻線是否對(duì)齊b看水準(zhǔn)儀的氣泡是否居中c增減擺錘,看力度盤上的指針位置是否變化。
為了減少電磁干擾對(duì)對(duì)電阻應(yīng)變測(cè)量的影響可采取的措施有:a將測(cè)量導(dǎo)線捆綁成束b改變應(yīng)變儀的方向c使用屏蔽電纜線。
金屬材料的圓截面拉伸試樣分為比例試樣和非比例試樣。比例試樣關(guān)系式:Lo=Kd,其中K=5為短比例試樣,K=10為長(zhǎng)比例試樣。Lo為原始標(biāo)距,d為原始直徑。
引伸計(jì)是一種測(cè)量變形的器具,按其結(jié)構(gòu)原理引伸計(jì)可分為機(jī)械引伸計(jì),光學(xué)引伸計(jì),電學(xué)引伸計(jì)三大類。
以敏感柵的工藝上考慮,橫向效應(yīng)最大的是絲繞式應(yīng)變計(jì),疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計(jì),橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計(jì)。
使用液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí)為減少讀數(shù)誤差,常要求所測(cè)荷載在滿量程的20%-80%之間。應(yīng)變片粘貼方向不準(zhǔn)造成的誤差,不僅與角偏差有關(guān),還和預(yù)定粘貼方位與該點(diǎn)主應(yīng)變的夾角有關(guān)。
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿,若要測(cè)量其材料的持久極限,需選擇拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。在鑄鐵的拉伸,壓縮,扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中,試樣破壞后的形式分別為橫截面,45°斜截面,45°螺旋斷面。
電測(cè)法測(cè)量應(yīng)變時(shí),為盡量顯示測(cè)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變,在應(yīng)力集中點(diǎn)應(yīng)選用小應(yīng)變計(jì),在測(cè)非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計(jì),并且應(yīng)變計(jì)的標(biāo)距長(zhǎng)度至少是直徑的4倍。
為減少應(yīng)變片粘貼不準(zhǔn)確帶來(lái)大測(cè)量誤差,在測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力方向已知時(shí),選擇直角應(yīng)變花,并沿主應(yīng)力方向粘貼;在主應(yīng)力方向未知時(shí),選擇等角應(yīng)變花。
由于應(yīng)變計(jì)敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對(duì)軸向測(cè)量值產(chǎn)生的影響稱為橫向效應(yīng),其大小用H表示。
在一鋼結(jié)構(gòu)表面某點(diǎn)站貼一枚應(yīng)變計(jì)(另有一枚補(bǔ)償計(jì))應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變儀間用80米的長(zhǎng)導(dǎo)線連接,連接方式為半橋三線接法,若已知應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)均為2.0,導(dǎo)線電阻為0.175Ω/m,應(yīng)變計(jì)電阻為120Ω,測(cè)得應(yīng)變儀讀數(shù)為。。。
一構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài),若要測(cè)定構(gòu)件上的某點(diǎn)的主應(yīng)力,在該點(diǎn)至少站貼2枚應(yīng)變計(jì)。應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來(lái)的應(yīng)變測(cè)量誤差不僅與應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)H有關(guān),還與測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計(jì)的安裝方位以及結(jié)構(gòu)材料有關(guān)?;疖囓囕S受交變應(yīng)力的作用,為測(cè)定車軸在這種交變應(yīng)力作用下的疲勞極限,應(yīng)選擇高頻拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。
在動(dòng)態(tài)測(cè)量中,常采用磁帶記錄儀作為記錄儀器,其最大特點(diǎn)是工作頻帶寬,信息可以長(zhǎng)期保存,便于和纖毫處理器或計(jì)算機(jī)連接。簡(jiǎn)答:
簡(jiǎn)述從讀書應(yīng)變中消除應(yīng)變儀零點(diǎn)漂移的方法:取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)精密電阻(120Ω)作為應(yīng)變計(jì),接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上,調(diào)平;在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí),同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù),該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點(diǎn)漂移,將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)漂移,即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。一般的塑性材料在壓縮時(shí)屈服曲線幾種可能形式:屈服階段是水平狀;屈服階段是下降狀;屈服階段是波動(dòng)狀。
應(yīng)變測(cè)量的方法:電測(cè)法,光測(cè)法,脆性涂層法。工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本任務(wù)包括:測(cè)定材料力學(xué)性能,孕育理論和驗(yàn)證理論,實(shí)測(cè)構(gòu)件力學(xué)行為。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)分:行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);國(guó)際上分:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
力學(xué)量及其測(cè)量設(shè)備:載荷(測(cè)力計(jì),材料試驗(yàn)機(jī))尺寸(量具,光學(xué)顯微鏡)變形(引伸計(jì))應(yīng)變(電測(cè)應(yīng)變儀與應(yīng)變計(jì),光測(cè))應(yīng)力(光測(cè)法)位移(引伸計(jì))沖擊韌性(疲勞試驗(yàn)機(jī))
力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象:實(shí)物和試樣,試樣有:仿實(shí)物模型和材料試樣。數(shù)值修約:P12,P13,P14 利用應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)測(cè)量線應(yīng)變時(shí),任何非線性的應(yīng)變分布均會(huì)引入誤差,在一定的允許誤差下,應(yīng)力梯度越大,標(biāo)距需越小,反之可大。
變形計(jì)四個(gè)基本特征:標(biāo)距,靈敏度,量程,精確度。
引伸計(jì)類型:機(jī)械引伸計(jì)(杠桿式,表式)光學(xué)引伸計(jì)(馬丁儀)電學(xué)引伸計(jì)(電容式,電感式,電阻式)
應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造:敏感柵,基底,覆蓋層,粘結(jié)劑,引出線。(各部分的作用P28)
敏感柵材料的物理特性:靈敏度K越大,電阻率p越大,電阻溫度系數(shù)小,比例極限高,加工性能好。
按敏感柵材料分:康銅應(yīng)變計(jì)(用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測(cè)量)鎳鉻合金應(yīng)變計(jì)(適用于制作測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變的和小柵長(zhǎng)的應(yīng)變計(jì))卡瑪合金應(yīng)變計(jì)(用于中高溫應(yīng)變測(cè)量和傳感器的制作)鉑鎢合金應(yīng)變計(jì)(用于高溫應(yīng)變測(cè)量,工作溫度可達(dá)800-1000度)恒彈合金應(yīng)變計(jì)(用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量)
按基底材料分:紙基(用于常溫應(yīng)變測(cè)量)膠基(適用的溫度范圍廣)玻璃纖維基(用于中高溫度應(yīng)變測(cè)量)金屬基(特別適用于較高溫度的測(cè)量場(chǎng)合)
按敏感柵的長(zhǎng)度分:小應(yīng)變計(jì)(L小于2mm,用于應(yīng)力梯度變化較劇烈的區(qū)域)大應(yīng)變計(jì)(L大于30mm,用于非均勻介質(zhì)標(biāo)距是直徑的4倍)普通應(yīng)變計(jì)(L介于2至30mm之間,用于均勻材料中均勻或變化不劇烈的應(yīng)變場(chǎng))
機(jī)械滯后:在恒定溫度下,對(duì)粘貼有應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載,應(yīng)變計(jì)在相應(yīng)的兩過(guò)程中的指示應(yīng)變關(guān)系曲線不重合的現(xiàn)象。減小機(jī)械滯后的措施:采用高質(zhì)量的應(yīng)變計(jì),固化完全,正式測(cè)量前預(yù)先加載,卸載3-5次。零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因:應(yīng)變計(jì)在受潮時(shí)使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電,應(yīng)變計(jì)通過(guò)電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢(shì)等。疲勞壽命:粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計(jì)在恒定幅度的交變應(yīng)力作用下,連續(xù)工作直至疲勞損壞的循環(huán)次數(shù)。
對(duì)粘貼后的應(yīng)變片的質(zhì)量檢查要求:粘貼方位正確;粘貼面內(nèi)無(wú)氣泡;應(yīng)變計(jì)電阻值前后無(wú)明顯變化;一般測(cè)量應(yīng)變計(jì)引出線與構(gòu)件之間的電阻應(yīng)在100MΩ以上。電阻應(yīng)變儀的種類:靜態(tài)電阻應(yīng)變儀,靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀,(以測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹?,能兼做頻率在200hz以下的單點(diǎn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀(用于頻率在10khz以下的動(dòng)態(tài)應(yīng)變)超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀(主要用于爆炸,高速?zèng)_擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測(cè)量)。簡(jiǎn)述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測(cè)定方法:斷面收縮率在標(biāo)距段的兩端及中間截面處沿兩相互垂直方向測(cè)量直徑各一次,并對(duì)每個(gè)截面求直徑的算術(shù)平均值,取三個(gè)截面中平均直徑的最小值,計(jì)算橫截面面積..A1為橫截面積,斷后面積應(yīng)取試樣頸縮截面計(jì)算,測(cè)量時(shí),將斷后的面對(duì)接在一起,在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測(cè)量直徑各一次,取其平均值計(jì)算斷后面積A1.簡(jiǎn)述使用液壓式材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)時(shí)消除平臺(tái)自重的方法:開(kāi)啟油泵電機(jī),打開(kāi)送油閥,使活塞上升一段距離(10-20mm);調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂;調(diào)整示力度盤指針對(duì)零。簡(jiǎn)述測(cè)定金屬材料斷后伸長(zhǎng)率的方法:斷后伸長(zhǎng)率
Lo為試樣的原始標(biāo)距,取試樣的中部作為原始標(biāo)距段,量出試樣原始標(biāo)距的長(zhǎng)度Lo,L1為斷后標(biāo)距,測(cè)量方法,將斷后的兩段緊密的對(duì)接在一起,盡量保證兩段軸線位于同一直線內(nèi),若斷面形成縫隙,則此縫隙也應(yīng)計(jì)入斷后標(biāo)距,測(cè)量時(shí),若斷面距最近的標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于Lo/3,則直接測(cè)量?jī)蓸?biāo)距端點(diǎn)間的距離作為斷后標(biāo)距L1,若斷面距最近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于Lo/3,則采用移位法測(cè)量斷后標(biāo)距。(移位法P160)
簡(jiǎn)述靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法:接通電源,預(yù)熱15-30分鐘;連接傳感器及測(cè)量橋路;選擇測(cè)力單位,調(diào)整測(cè)力儀初讀數(shù)為零;調(diào)整應(yīng)變儀的靈敏系數(shù);調(diào)整應(yīng)變儀各通道讀數(shù)為零;加載測(cè)量各通道的應(yīng)變;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,卸載,關(guān)閉電源,拆除各連接導(dǎo)線,將各儀器恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。
簡(jiǎn)述應(yīng)變測(cè)量中由環(huán)境變化引起的零點(diǎn)漂移的綜合修正方法:在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)附近,放置一個(gè)與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊,按照對(duì)測(cè)點(diǎn)同樣的要求,在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計(jì)作為工作片,與該工作片對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償片應(yīng)和其他測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)償片完全相同,把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上,調(diào)平;在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí),同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù),該讀數(shù)即由外界環(huán)境變化和應(yīng)變計(jì)不穩(wěn)定引起的零點(diǎn)漂移,將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)漂移,即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。
常用應(yīng)變計(jì)相關(guān)特點(diǎn):鉑鎢合金:耐高溫,Ks較高,與溫度線性關(guān)系好,穩(wěn)定,多用于高溫測(cè)量。絲繞式:工藝簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,但橫向效應(yīng)大,可用于高溫。短接式:橫向效應(yīng)較小,但疲勞壽命短,適用中溫。箔式應(yīng)變計(jì):易于加工,橫向效應(yīng)小,附著性,散熱性好,蠕變,機(jī)械滯后小,疲勞壽命長(zhǎng),可隨意造型,用途廣,但不耐高溫。廣泛應(yīng)用于中溫測(cè)量。應(yīng)變計(jì)布置:a單向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn):沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計(jì)b二向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn):主應(yīng)力方向已知時(shí)沿主應(yīng)力方向站貼直角應(yīng)變花。主應(yīng)力方向大略知道時(shí)粘貼45°應(yīng)變花,主應(yīng)力方向完全不知道時(shí)粘貼等角應(yīng)變花。
減小濕度影響的措施:a選用膠基應(yīng)變計(jì)b應(yīng)變計(jì)粘貼后應(yīng)充分干燥完全固化c采取有效的防潮措施。
減小溫度影響的措施:a采用橋路補(bǔ)償法b避免環(huán)境溫度的劇烈變化特別是不均勻的變化c考慮測(cè)量導(dǎo)線的溫度補(bǔ)償d測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補(bǔ)償片溫度一致是再測(cè)取讀數(shù)。
液壓擺錘式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程;a測(cè)量試件直徑,估計(jì)荷載,選度盤掛擺錘,置緩沖閥于相應(yīng)位置b試樣夾上夾頭,啟油泵,開(kāi)送油閥,使活塞上升一段距離,調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂,調(diào)整示力度盤指針對(duì)零,從動(dòng)針和主動(dòng)針重合c用工作臺(tái)的升降電機(jī)調(diào)整實(shí)驗(yàn)空間,裝夾試件d將從動(dòng)針撥回靠攏主動(dòng)針,若要繪圖裝上圖紙和記錄筆e緩慢打開(kāi)送油閥給試樣平穩(wěn)加載,注意讀數(shù)取有用的力值。f實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)送油閥,停油泵,破壞性實(shí)驗(yàn),先取下試樣,再開(kāi)回油閥回油。非破壞性實(shí)驗(yàn),先開(kāi)回油閥卸載再取下試樣,最后使試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。
測(cè)量精度要求:消除擺錘以外其他構(gòu)件重量;使擺錘處于鉛垂位置;消除各零件間的摩擦。萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)力值精度鑒定用具:允許誤差為+-0.1%的專用重力砝碼,允許誤差為+-0.1%的測(cè)力杠桿,用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)。力值的精確度檢驗(yàn)步驟:將測(cè)力儀放在萬(wàn)能機(jī)上下壓頭之間并對(duì)中做幾次預(yù)加載;對(duì)試驗(yàn)機(jī)和測(cè)力儀調(diào)零,平緩加載;校驗(yàn)示值相對(duì)誤差和示值相對(duì)變動(dòng);校驗(yàn)示值進(jìn)回程差。
扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)操作步驟:估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大扭矩,轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇手輪,選擇合適的度盤;根據(jù)試樣的頭部尺寸選擇夾頭和襯套的大??;選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對(duì)零;放好記錄筆和記錄紙,選擇速度,打開(kāi)記錄器開(kāi)關(guān);按需要按下加載方向按鈕;實(shí)驗(yàn)結(jié)束,立即按下停止開(kāi)關(guān)。
沖擊試驗(yàn)機(jī)類型:沖擊方式(落錘式,擺錘式,回轉(zhuǎn)圓盤式)按試樣變形形式分彎曲沖擊試驗(yàn)機(jī),拉力沖擊試驗(yàn)機(jī),扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)機(jī))
長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)應(yīng)變測(cè)量的影響:輸出應(yīng)變減??;平衡能力降低;溫度補(bǔ)償失效。
第三篇:工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教案
《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教案
李 穎
2005年3月
一、拉伸試驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、了解萬(wàn)能機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其工作原理,熟悉操作規(guī)程和正確使用方法,并注意安全事項(xiàng)。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸和壓縮過(guò)程中表現(xiàn)的各種變形規(guī)律和破壞現(xiàn)象。分析和比較不同材料的力學(xué)性能。
3、測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服極限?s、強(qiáng)度極限?b、延伸率?和截面的收縮率?。二、試件
按GB228—76規(guī)定,本實(shí)驗(yàn)試件采用圓棒長(zhǎng)試件。取d0=10,L=100,如圖所示:
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
1、液壓式萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī);
2、游標(biāo)卡尺;
3、劃線機(jī)(鑄鐵試件不能使用)。
一、低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)原理及方法 1.屈服極限?s的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)時(shí),在向試件連續(xù)均勻地加載過(guò)程中。當(dāng)測(cè)力的指針出現(xiàn)擺動(dòng),自動(dòng)繪圖儀繪出的P—ΔL曲線有鋸齒臺(tái)階時(shí),說(shuō)明材料屈服。記錄指針擺動(dòng)時(shí)的最小值為屈服載荷Ps,屈服極限ζs計(jì)算公式為
?s?Ps/A0
P—ΔL曲線
2、屈服極限?s的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)時(shí),試件承受的最大拉力Pb所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為強(qiáng)度極限。試件斷裂后指針?biāo)甘镜妮d荷讀數(shù)就是最大載荷Pb,強(qiáng)度極限?b計(jì)算公式為:
?b?Pb/A0
3、延伸率δ和斷面收縮率Ψ的測(cè)定
計(jì)算公式分別為:
δ=(L1-L)/L x 100% Ψ=(A0-A1)/A0 x 100% L:標(biāo)距(本實(shí)驗(yàn)L=100)
L1:拉斷后的試件標(biāo)距。將斷口密合在一起,用卡尺直接量出。A0:試件原橫截面積。
A1:斷裂后頸縮處的橫截面積,用卡尺直接量出。
(三)實(shí)驗(yàn)步驟
1.試件準(zhǔn)備:量出試件直徑 d0,用劃線機(jī)劃出標(biāo)距L和量出L;2.按液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程1——8條進(jìn)行;
3.加載實(shí)驗(yàn),加載至試件斷裂,記錄 Ps 和Pb,并觀察屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象; 4.按操作規(guī)程10——14進(jìn)行;
5.將斷裂的試件對(duì)接在一起,用卡尺測(cè)量d1和L1,并記錄。
二、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)
一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、觀察低碳鋼和鑄鐵受扭過(guò)程中的變形現(xiàn)象;比較它們的破壞特征。
2、驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)虎克定律,測(cè)定剪切強(qiáng)度極限。
二、設(shè)備
1、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。2、游標(biāo)卡尺。3、試件。
三、實(shí)驗(yàn)原理及方法
1、驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)時(shí)的虎克定律.最大剪應(yīng)力不超過(guò)材料的比例極限時(shí),相對(duì)扭轉(zhuǎn)角φ與扭矩T有如下關(guān)系.φ=TL0/GIp 式中L0、G、Ip皆為常值,T、Φ為變量;若有一扭矩T則對(duì)應(yīng)一φ值,每增加同樣大小的扭矩ΔT,扭轉(zhuǎn)角的增量ΔΦ大致相等,這就驗(yàn)證了虎克定律.2、扭轉(zhuǎn)破壞Tn—Φ曲線.低碳鋼
鑄鐵
低碳鋼和鑄鐵試件受扭直至破壞,它們的T—Φ曲線如圖所示.低碳鋼有直線段,有明顯的屈服階段,測(cè)力指針暫時(shí)不動(dòng)或擺動(dòng),而扭轉(zhuǎn)角Φ很快增加.最終破壞時(shí),可看到低碳鋼試件的扭轉(zhuǎn)角非常大,沿橫截面扭斷,而鑄鐵試件的扭轉(zhuǎn)角很小,沿45°~55°螺旋面扭斷。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1、用特殊鉛筆在低碳鋼試件表面劃出平行桿軸線的縱向線和左標(biāo)距內(nèi)兩個(gè)截面的圓周線,使成為小矩形格子(已由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備好)。
2、用游標(biāo)卡尺在試件標(biāo)距長(zhǎng)度內(nèi)量取直徑(方法如拉伸實(shí)驗(yàn))。
3、選擇合適的度盤(施加扭矩后,禁止轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇手鈕)。
4、把試件先裝于固定夾頭內(nèi),并夾緊。然后移動(dòng)加載機(jī)構(gòu),使試件插入主動(dòng)夾頭至適當(dāng)位置夾緊。此時(shí),主動(dòng)指針應(yīng)在零點(diǎn)上。
5、選定主動(dòng)夾頭的轉(zhuǎn)速(一般試件屈服前用36?/分,屈后0-360?/分),將被動(dòng)針轉(zhuǎn)至與主動(dòng)針重合。旋轉(zhuǎn)主動(dòng)夾頭上的刻度環(huán)使零點(diǎn)與指針重合。選好扭轉(zhuǎn)方向,打開(kāi)記錄器開(kāi)關(guān)。
6、啟動(dòng)按扭。擰動(dòng)多圈電位器,使主動(dòng)夾頭至所需轉(zhuǎn)速。這時(shí),可以看到扭轉(zhuǎn)變形隨扭矩而不斷增加。按?Mn加載,并同時(shí)測(cè)出相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角。
7、當(dāng)變形繼續(xù)增加時(shí),而扭矩不再成正比增加時(shí),標(biāo)志材料已開(kāi)始屈服,這時(shí),塑性變形僅在外層發(fā)生,扭矩還可以增加。塑性變形將從圓周向中心逐漸擴(kuò)展,直至截面上各點(diǎn)處的剪應(yīng)力都一樣,這時(shí)扭矩稱極限扭矩用Mnjx表示,繼續(xù)扭轉(zhuǎn)試件已毋需增加外力偶矩,直至試件扭斷。其剪切流動(dòng)極限
?a?
8、鑄鐵試件
3Mnjx
4Wn先測(cè)出試件計(jì)算直徑,然后把試件裝于扭轉(zhuǎn)機(jī)上,將主動(dòng)夾頭轉(zhuǎn)速按紐放在0-36?/分,加載直至破壞,記下破壞時(shí)的扭矩Mnb。其剪切強(qiáng)度極限。
?b?
Mnb Wn實(shí)驗(yàn)三 彎曲實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、測(cè)定純彎梁一個(gè)截面的應(yīng)力大小及分布規(guī)律,以驗(yàn)證直梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式。
2、了解電測(cè)法,初步學(xué)會(huì)電阻應(yīng)變儀的使用。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 1.液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī); 2.電阻應(yīng)變儀,預(yù)調(diào)平衡箱;
三、實(shí)驗(yàn)用試件機(jī)裝置
矩形截面梁試件,材料為A3鋼,試件尺寸及實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)下圖:
載荷通過(guò)副梁及兩個(gè)磙子施加到試件上,應(yīng)變片接線采用多點(diǎn)半橋式接法。R6為溫度補(bǔ)償片,五個(gè)工作片的粘貼位置為頂面1。底面
5、中性層3及距中性層h/4處的2、4。
四、實(shí)驗(yàn)原理:
1.純彎曲梁衡截面上應(yīng)力的測(cè)試及應(yīng)力的分布規(guī)律 實(shí)驗(yàn)采用等載荷增量法。
當(dāng)載荷P作用時(shí)利用應(yīng)變儀可測(cè)出相應(yīng)的應(yīng)變度εds,根據(jù)胡克定律ζ實(shí)=Eεds,平均可求得個(gè)點(diǎn)正應(yīng)力分布圖,可看出純彎曲梁正應(yīng)力分規(guī)律。
利用理論公式計(jì)算正應(yīng)力ζ理=M/l *Y.其中M=Pa/2,如果ζ理和ζ實(shí)的結(jié)果基本吻合。即說(shuō)明理論公式是正確的。2.直梁彎曲時(shí)中點(diǎn)撓度測(cè)定 實(shí)驗(yàn)采用等載荷增量法,在載荷P的作用下從百分表上可直接讀出梁中點(diǎn)C處的撓度Yc實(shí),與理論公式Y(jié)c=Pa(3L*L-4a*a)/48Ei的計(jì)算結(jié)果比較,如果基本吻合則說(shuō)明理論公式式正確的。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
四、試驗(yàn)步驟
1、調(diào)節(jié)應(yīng)變儀
(1)將后面板D1,D2,D3三點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)(已接好),旋緊接線柱。把標(biāo)準(zhǔn)電阻接到后面板A、B、C接線柱上,旋緊,半橋測(cè)量法,再將后面板上的平衡開(kāi)關(guān)打在平衡位置,即可進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)。注意:儀器校準(zhǔn)時(shí),后面板的接線板上不能聯(lián)接任何電阻,否則會(huì)影響精度。
(2)開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)。把前面板選擇開(kāi)關(guān)旋到“1”,這時(shí)指示表顯示的數(shù)據(jù)是電橋不平衡的分量,調(diào)節(jié)前面板平衡電位器“1”,使指針表顯示全為“0”,如果顯示數(shù)是正的,平衡電位器逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),顯示數(shù)是負(fù)的,平衡電位器順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
(3)儀器的靈敏度調(diào)整:儀器平衡到“0”后,將標(biāo)定開(kāi)關(guān)按入,用幅調(diào)電位器調(diào)到5000,如果小于5000時(shí),順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)幅調(diào)電位器,反之,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),調(diào)整好靈敏度,把標(biāo)定開(kāi)關(guān)按出。
(4)儀器的 K值調(diào)整:儀器時(shí)按K=2設(shè)計(jì)的。當(dāng)使用的應(yīng)變片K值不為2時(shí),必須在測(cè)試前標(biāo)定。本室使用應(yīng)變片K=2.2,即用幅調(diào)電位器調(diào)節(jié)為4545。調(diào)好后,在實(shí)測(cè)中,所顯示的數(shù)據(jù)不必再進(jìn)行K值修正。
2、半橋測(cè)量接線。把標(biāo)準(zhǔn)電阻從儀器的A、B、C接線柱拆下來(lái),把主梁各點(diǎn)的應(yīng)變片依次接到應(yīng)變儀后面板10點(diǎn)接線板上去,AB接一片測(cè)量片,BC接一片溫度補(bǔ)償片。調(diào)整應(yīng)變片所接點(diǎn)的對(duì)應(yīng)平衡電位器,使其平衡。
3、在原始記錄上記下所測(cè)主梁的截面尺寸(數(shù)據(jù)已經(jīng)在梁上標(biāo)好)。調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)蝶形螺母,使杠桿尾端稍翹起。
4、分四次加載。每次加一只砝碼(加砝碼時(shí)要求一手扶砝碼托,一手緩慢放砝碼,使其不致擺動(dòng))。
5、記錄荷載P0=200N。記下應(yīng)變儀顯示器的應(yīng)變量讀數(shù)C0。以后每增加200N,記一次應(yīng)變值,并算出讀數(shù)差?C,直到800N為止。
6、一片測(cè)量完畢之后,按同樣方法測(cè)量另一片直到五片全部測(cè)完為止。
第四篇:工程力學(xué)總結(jié)
工程力學(xué)總結(jié)
知識(shí)點(diǎn)介紹:
§1–1 靜力學(xué)的基本概念
1、平衡——平衡是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特殊形式,是指物體相對(duì)地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2、剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?;蛘咴诹Φ淖饔孟?,任意兩點(diǎn)間的距離保持不變的物體。剛體是一種理想化的力學(xué)模型。
一個(gè)物體能否視為剛體,不僅取決于變形的大小,而且和問(wèn)題本身的要求有關(guān)。
3、力——力是物體相互間的機(jī)械作用,其作用結(jié)果使物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。§1–2 靜力學(xué)公理 基本概念
力 系——作用于同一物體或物體系上的一群力。等效力系——對(duì)物體的作用效果相同的兩個(gè)力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。
合 力——在特殊情況下,能和一個(gè)力系等效的一個(gè)力。
公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài),必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。
公理二(加減平衡力系公理)可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力,而不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。
推論(力在剛體上的可傳性)作用于剛體的力,其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng),而不改變它對(duì)該剛體的作用。
公理三(力平行四邊形公理)作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力,即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來(lái)表示。即,合力為原兩力的矢量和。矢量表達(dá)式:R= F1+F2
推論(三力匯交定理)當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí),設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn),則第三力的作用線必定也通過(guò)這個(gè)點(diǎn)。
公理四(作用和反作用公理)任何兩個(gè)物體間的相互作用的力,總是大小相等,作用線相同,但指向相反,并同時(shí)分別作用于這兩個(gè)物體上。
公理五(剛化公理)設(shè)變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài),則如將這個(gè)已變形但平衡的物體變成剛體(剛化),其平衡不受影響。
§1–3 約束和約束反力 基本概念:
1、自由體:可以任意運(yùn)動(dòng)(獲得任意位移)的物體。
2、非自由體:不可能產(chǎn)生某方向的位移的物體。
3、約束:由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體位移的條件。
4、約束反力:約束對(duì)被約束體的反作用力。
5、主動(dòng)力:約束力以外的力。
§1–4 受力分析和受力圖 畫受力圖的方法與步驟:
1、取分離體(研究對(duì)象)
2、畫出研究對(duì)象所受的全部主動(dòng)力(使物體產(chǎn)生
運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力)
3、在存在約束的地方,按約束類型逐一畫出約束
反力(研究對(duì)象與周圍物體的連接關(guān)系)§2–1 力系的基本類型
平面力系——各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系。否則為空間力系。
共點(diǎn)力系——各力均作用于同一點(diǎn)的力系。
力 偶——作用線平行、指向相反而大小相等的兩個(gè)力。
力 偶 系——若干個(gè)力偶組成的力系。
§2–2 共點(diǎn)力系合成與平衡的幾何法
1、合成的幾何法:
2、力的多邊形規(guī)則:
§2–3 力的投影.力沿坐標(biāo)軸的分解
力在平面上的投影:由力矢F 的始端A 和末端B向投影平面oxy引垂線,由垂足A′到B′所構(gòu)成的矢量A′ B′,就是力在平面Oxy上的投影記為Fxy。
力在坐標(biāo)軸上的分解: 合力投影定理:合力在任一軸上的投影,等于它的各分力在同一軸上的投影的代數(shù)和。
共點(diǎn)力系平衡的充要解析條件:
力系中所有各力在各個(gè)坐標(biāo)軸中每一軸上的投影的代數(shù)和分別等于零。
§2–5 兩個(gè)平行力的合成 兩同向平行力的合成定理:
兩同向平行力的合成結(jié)果是一個(gè)力,這個(gè)力的大小等于原兩力大小之和,作用線與原兩力平行,并內(nèi)分原兩力的作用點(diǎn)為兩段,使這兩段的長(zhǎng)度與原兩力的大小成反比,合力的指向與原兩力相同。兩反向平行力的合成定理:
大小不同的兩個(gè)反向平行力的合成結(jié)果是一個(gè)力,這合力的大小等于原兩力大小之差,作用線與原兩力平行,且在原兩力中較大一個(gè)的外側(cè),并且外分原兩力的作用點(diǎn)為兩段,使這兩段的長(zhǎng)度與原兩力的大小成反比。合力的指向與較大的外力相同。
§2–6 力偶及其性質(zhì)
2、力偶臂——力偶中兩個(gè)力的作用線
之間的距離。
3、力偶矩——力偶中任何一個(gè)力的大
小與力偶臂d 的乘積,加上
適當(dāng)?shù)恼?fù)號(hào)。力偶矩正負(fù)規(guī)定:
若力偶有使物體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),力偶矩取正號(hào);反之,取負(fù)號(hào)。第三章 力偶矩矢
1、概念:
用來(lái)表示力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、作用面的有向線段。
2、力偶的三要素:
(1)、力偶矩的大小。(2)、力偶的轉(zhuǎn)向。
(3)、力偶作用面的方位。
3、符號(hào):l
4、力偶矩矢與力矢的區(qū)別
力偶矩矢是自由矢量,而力矢是滑動(dòng)矢量。l 指向人為規(guī)定,力矢指向由本身所決定。
5、力偶等效定理又可陳述為: 力偶矩矢相等的兩個(gè)力偶是等效力偶。
§3–1 力對(duì)點(diǎn)之矩
一、力矩的定義——力F 的大小乘以該力作用線到某點(diǎn)O 間距離d,并加 上適當(dāng)正負(fù)號(hào),稱為力F 對(duì)O 點(diǎn)的矩。簡(jiǎn)稱力矩。
二、力矩的表達(dá)式:
三、力矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定:按右手規(guī)則,當(dāng)有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向時(shí),力F 對(duì)O 點(diǎn)的矩取正值。
四、力矩的單位:與力偶矩單位相同,為 N.m。
§3–2 力線平移定理
二、幾個(gè)性質(zhì):
1、當(dāng)力線平移時(shí),力的大小、方向都不改變,但附加力偶的矩的大小與正負(fù)一般要隨指定O點(diǎn)的位置的不同而不同。
2、力線平移的過(guò)程是可逆的,即作用在同一平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶,總可以歸納為一個(gè)和原力大小相等的平行力。
3、力線平移定理是把剛體上平面任意力系分解為一個(gè)平面共點(diǎn)力系和一個(gè)平面力偶系的依據(jù)。
§3–3平面任意力系的簡(jiǎn)化?主矢與主矩
一、力系向給定點(diǎn)O 的簡(jiǎn)化
應(yīng)用力線平移定理,可將剛體上平面任意力系中各個(gè)力的作用線全部平行移到作用面內(nèi)某一給定點(diǎn)O。從而這力系被分解為平面共點(diǎn)力系和平面力偶系。這種變換的方法稱為力系向給定點(diǎn)O 的簡(jiǎn)化。點(diǎn)O 稱為簡(jiǎn)化中心。
二、幾點(diǎn)說(shuō)明:
1、平面任意力系的主矢的大小和方向與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)。
2、平面任意力系的主矩與簡(jiǎn)化中心O 的位置有關(guān)。因此,在說(shuō)到力系的主矩時(shí),一定要指明簡(jiǎn)化中心。第四章 扭 轉(zhuǎn)
扭轉(zhuǎn)變形是指桿件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于桿件軸線的力偶作用,使桿件的橫截面繞軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
受扭轉(zhuǎn)變形桿件通常為軸類零件,其橫截面大都是圓形的。所以本章主要介紹圓軸扭轉(zhuǎn)。
第五篇:工程力學(xué)公式總結(jié)
第一章 靜力學(xué)的基本概念和公理 受力圖 P2 剛體 力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)
靜力學(xué)公理:1力的平行四邊形法則2二力平衡條件3加減平衡力系原理(1)力的可傳性原理(2)三力平衡匯交定理4作用與反作用定律
P7 約束:柔索約束;光滑面約束;光滑圓柱(圓柱、固定鉸鏈、向心軸承、輥軸支座);鏈桿約束(二力桿)第二章平面匯交力系
P16平面匯交力系平衡幾何條件:力多邊形自行封閉 P19 合力投影定理
P20平面匯交力系平衡條件:∑Fix=0;∑Fiy=0。2個(gè)獨(dú)立平衡方程 第三章 力矩平面力偶系
P24 力矩M0(F)=±Fh(逆時(shí)針為正)P25 合力矩定理 P26力偶;力偶矩M=±Fd(逆時(shí)針為正)P27力偶的性質(zhì):力偶只能用力偶平衡 P28平面力偶系平衡條件 第四章平面任意力系
P33 力的平移定理
P34平面力向力系一點(diǎn)簡(jiǎn)化
P36平面任意力系平衡條件:∑Fix=0;∑Fiy=0,∑M0(Fi)=0。3個(gè)獨(dú)立方程 P38平面平行力系平衡條件:2個(gè)獨(dú)立方程 P39 靜定,超靜定
P43 摩擦,靜摩擦力,動(dòng)摩擦力 第五章 空間力系 重心
P53 空間力系平衡條件:6個(gè)方程;空間匯交力系:3個(gè)方程;空間平行力系:3個(gè)方程
第六章 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)
dsP64 質(zhì)點(diǎn)
P65 點(diǎn)的速度v?,dtv2dv加速度:切向加速度a??,速度大小變化;法向加速度an?,速度方向變
?dt2化,加速度a?a?2?an
第七章 剛體的基本運(yùn)動(dòng) P73平動(dòng) P74轉(zhuǎn)動(dòng),角速度??轉(zhuǎn)速,r/s)P76 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度v?R?,加速度a??R?,an?R?2 第九章 剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) P87 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理:ma??Fe
P88轉(zhuǎn)動(dòng)定理Jz???Mz,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:圓環(huán)Jz?mR2;圓盤Jz?mR2/2;細(xì)桿Jz?ml2/12。
d?d?,角加速度??,角速度??2?n(n是dtdtP91平行軸定理Jz`?Jz?md2 第十章 動(dòng)能定理
Jz?2mv2P97平動(dòng)剛體動(dòng)能T?;轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能T?
22P100彈性力的功A?c2(?1??22)2P101動(dòng)能定理T2?T1?所有內(nèi)力、外力的總功,對(duì)剛體來(lái)說(shuō)內(nèi)力作功為0。第十一章 材料力學(xué)的基本概念
P107 強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性;對(duì)變形固體所做的基本假設(shè):連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)、小變形假設(shè)。
P108 截面法、應(yīng)力
P109桿件變形的基本形式:拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲
第十二章 軸向拉伸與壓縮 P110軸力
P111正應(yīng)力??FN,[?]??o/n ?[?]許用應(yīng)力(強(qiáng)度條件)
AFl?l,胡克定律??E?或?l?N,E是材料拉壓
EAlP114軸向拉壓變形:線應(yīng)變??彈性模量,EA是材料抗拉壓剛度,橫向線應(yīng)變?`????,μ是泊松比 P116低碳鋼力學(xué)性質(zhì),強(qiáng)度指標(biāo),伸長(zhǎng)率
P122應(yīng)力集中 第十三章 剪切
P128 剪切實(shí)用計(jì)算:切應(yīng)力均勻分布??FS?[?]許用切應(yīng)力,[?]??o A擠壓實(shí)用計(jì)算:擠壓應(yīng)力均勻分布?bs?Fbs?[?bs]許用擠壓應(yīng)力,對(duì)圓柱形擠Abs壓面Abs?dl,d是圓直徑,l是圓柱高度。第十四章 扭轉(zhuǎn)
p(N?m),p是功率,n是轉(zhuǎn)速(r/min)nP135扭矩T,從左端看,順時(shí)針外力偶矩產(chǎn)生正扭矩T=M0 P134傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)外力偶矩M0?9550P137扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力?max?TT?,極慣性矩Ip,抗扭截面系數(shù)Wp:圓形Ip/RWpIp??D432,Wp??D316,空心圓軸Ip?α=d/D ?D432,Wp?(1??)4?D316(1??4)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件?max?P139扭轉(zhuǎn)角??TmaxWp?[?]許用切應(yīng)力
Tl(弧度),GIp:截面的抗扭剛度 GIp第十五章 彎曲內(nèi)力
P144 支座形式和支座反力、梁的典型形式 P146 剪力Fs、彎矩M P150剪力Fs、彎矩M與均衡力q的關(guān)系 第十六章 彎曲應(yīng)力 P154中性層、中性軸 P155最大正應(yīng)力?max?MymaxM?,IZ是慣性矩,WZ是抗彎截面系數(shù):矩形IZWZbh3bh2?d4?d3;圓形IZ?;空心圓截面 IZ?,WZ?,WZ?1266432IZ??d464(1??),WZ?4?d332(1??4)
P158彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算?max?[?]許用彎曲正應(yīng)力
P163提高彎曲強(qiáng)度的措施 第十七章 彎曲變形
P169 撓度v、轉(zhuǎn)角θ P172疊加法求梁的變形
P176表17-1(8)(9)
第十八章組合變形
P184彎曲+扭轉(zhuǎn):橫向力使軸彎曲,彎矩是M;轉(zhuǎn)動(dòng)力使軸扭轉(zhuǎn),扭矩是T。第三強(qiáng)度理論?r3?1WZ1WZM2?T2?[?];
第四強(qiáng)度理論?r4?M2?0.75T2?[?]
第十九章 壓桿的穩(wěn)定性 P193 壓桿的柔度???li,慣性半徑i?I,桿長(zhǎng)為l,μ是長(zhǎng)度因數(shù)P191 A1細(xì)長(zhǎng)桿???p,歐拉公式?cr?2E?2; ?2中長(zhǎng)桿?S????p,直線公式?cr?a?b?; 3粗短桿???S,強(qiáng)度公式?cr??S 第二十章 動(dòng)載荷
P204 提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施 第二十一章 交變應(yīng)力 P208 疲勞破壞,循環(huán)特征r??min:r=-1,對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力;r=0,脈動(dòng)循環(huán);?maxr=1,靜應(yīng)力。
P210影響構(gòu)件持久極限的主要因素