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目录1

绪论1

§0-1　材料力学实验课的意义和任务1

§0-2　实验程序和要求2

第一章　材料机械性能测试实验5

§1-1　材料试验机的操作5

一、万能材料试验机5

（一）加载系统6

（二）测力、示值系统7

（三）载荷位移记录系统11

二、实验一12

材料试验机的操作练习12

§1-2　金属材料拉伸机械性能的测定15

一、拉伸试验中四个主要指标的测定15

（一）拉伸试验图15

（二）屈服极限的测定17

（三）强度极限的测定18

（四）塑性指标的测定18

（一）试样尺寸对机械性能的影响20

二、拉伸试样及其制备20

（二）试样尺寸的标准21

三、实验测量中的有效数字及其运算22

（一）测量中的有效数字22

（二）有效数字的运算法则24

四、实验二25

测定低碳钢、铸铁的拉伸机械性能26

一、引伸仪30

（一）引伸仪的主要技术指标30

§1-3　弹性模量E的测定30

（二）引伸仪的结构、原理31

二、实验测量中的误差34

（一）系统误差34

（二）过失误差35

（三）随机误差35

三、实验测量中的算术平均值和逐差法36

（一）算术平均值36

（二）逐差法36

（三）例题：拟订测定弹性模量E的实验方案37

（一）图示和作图方法39

四、实验数据的图示法39

（二）图解方法40

五、实验三42

测定弹性模量E42

§1-4　金属材料扭转机械性能的测定49

一、扭转试验设备及试样49

（一）扭转试验机原理49

（二）扭转试样尺寸50

（一）扭转屈服极限的测定51

二、利用Mn-φ曲线图，确定低碳钢扭转机械性能指标51

（二）扭转强度极限的测定53

三、铸铁扭转强度极限的测定53

四、实验四53

测定低碳钢、铸铁在扭转时的机械性能53

§1-5　剪切弹性模量G的测定57

一、扭角仪57

二、实验五58

测定剪切弹性模量G58

§2-1　电阻应变片61

一、工作原理61

第二章　电测应力分析实验61

二、结构和性能62

三、应变片的粘贴65

（一）应变片的检查和准备65

（二）试件表面的准备66

（三）应变片的粘贴工艺66

（四）应变片粘贴质量检查67

（五）焊接导线和防护67

§2-2　电阻应变仪68

一、测量电路——电桥68

二、测读方法70

三、静态电阻应变仪的结构示意图和交流电桥的平衡72

§2-3　应用电测法测定弹性模量E74

一、应变片的温度效应75

二、测量电路半桥联接法76

三、电阻应变仪初始状态的平衡调试和故障分析76

四、实验六77

电测法测定弹性模量E77

§2-4　泊松系数的测定80

一、多点应变测量——预调平衡箱80

测定泊松系数82

二、实验七82

§2-5　弯曲正应力的测定84

一、多点共补偿半桥电路联接法84

二、实验八85

测定弯曲正应力的分布规律85

§2-6　测量电桥的特性——检测需测应变量、92

提高灵敏度的实验92

一、测量电桥的特性92

测量电桥特性的实验93

二、实验九93

项目一　拉伸试验中，消除附加弯曲应变的影响，检测拉应变的实验94

项目二　拉伸试验中，提高拉应变灵敏度的实验95

项目三　弯曲试验中，提高弯曲正应变灵敏度的实验95

§2-7　圆轴扭转时最大剪应力的测试97

一、在平面纯剪应力状态中，线应变和剪应变的关系97

二、测圆轴扭转应力时的布贴片和电路联接98

三、实验十99

测定圆轴扭转时的最大剪应力99

主应力的测算102

一、平面应力状态测试中，应变花的应用和主应变、102

§2-8　平面应力状态主应变的测定102

二、实验十一104

测定对径受压圆盘的主应力104

三、圆轴弯、扭组合变形的布片分析108

四、实验十二110

应用应变花测试圆轴弯曲和扭转组合变形时的主应力110

§2-9　设计性实验111

实验题目112

一、静态电阻应变仪灵敏系数k的校验116

§3-1 静态电阻应变仪的校验116

第三章　校验、验证和示范性实验116

二、实验十三118

校验静态电阻应变仪灵敏系数k的示值118

三、电阻应变仪稳定度的校验123

四、实验十四123

校验静态电阻应变仪的稳定度123

五、静态电阻应变仪刻度示值的校验125

六、实验十五125

校验静态电阻应变仪的刻度示值125

一、实验测量中的误差估算126

§3-2　电阻应变片灵敏系数k的测定126

（一）算术平均误差127

（二）标准误差127

（三）误差的表示方法128

二、电阻应变片灵敏系数k的测定方法129

三、实验十六130

应用拉伸实验测定电阻应变片灵敏系数的k值130

四、工程中常用的电阻应变片灵敏系数k的测定方法132

应用等截面纯弯曲梁测定电阻应变片灵敏系数的k值135

五、实验十七135

§3-3　梁弯曲变形的验证性实验139

一、验证梁弯曲变形实验的原理和装置139

二、实验十八141

验证直梁弯曲变形的实验141

§3-4　示范性实验143

一、压缩示范实验143

二、剪切示范实验144

§3-5　疲劳试验146

一、疲劳试验机146

二、疲劳试样的制备148

三、常规疲劳试验方法149

（一）S-N疲劳曲线与持久极限的概念149

（二）常规试验149

四、疲劳曲线图的绘制153

附录——实验设备和仪器157

一、万能材料试验机157

§F-1　WE型液压万能材料试验机157

§F-2　ZDM型液压万能试验机162

§F-3　WJ-10A型万能试验机163

§F-4　ZDM型杠杆摆锤式万能试验机168

§F-5　拉力材料试验机171

§F-6　WD-10型电子式万能试验机173

二、扭转试验机175

§F-7　NJ型扭转试验机175

§F-8　K-50型扭转试验机180

三、变形测试仪器183

§F-9　双表式引伸仪183

§F-10　杠杆式引伸仪185

§F-11　静态电阻应变仪187

§F-12　镜式引伸仪、测角仪190