机械工程力学教学课件作者邓春梅第七章实验.ppt

第七章实验 实验一质心与转动惯量实验 实验二拉伸性实验 实验三扭转实验 实验四工字梁弯曲实验 实验一质心与转动惯量实验 一、实验目的 1.本实验是自主实验，同学们独立完成实验; 2.用称重法测定汽车连杆的质心; 3.用三线扭摆法测定汽车连杆对质心的转动惯量，并计算汽车连杆对滑块连接轴中心(小头圆孔中心)的转动惯量; 4.用复摆法测连杆悬挂点的转动惯量，并利用平行轴定理计算连杆对质心的转动惯量; 5.对两种方法测量汽车连杆对质心的转动惯量的结果进行分析比较。 实验一质心与转动惯量实验 二、实验用品 1.汽车连杆 2.三线扭摆 3.复摆装置 4.秒表 5.电子秤 6.卷尺、直尺 7.刀架(三菱尺带) 实验一质心与转动惯量实验 三、实验原理 1.利用静力学平衡条件测定连杆质心(公式自行推导)。 2.三线扭摆测转动惯量所依据的理论公式: (1)空盘对质心的转动惯量 实验一质心与转动惯量实验 (2)被测物与盘对质心的总转动惯量 (3)被测物对质心的转动惯量 实验一质心与转动惯量实验 3.用复摆法测连杆悬挂点的转动惯量，如图7 -1所示。 四、注意事项 1.三线摆测量连杆转动惯量时，连杆质心应与圆盘中心重合; 2.扭摆做扭振时，其扭转角应较小; 3.复摆法测量连杆转动惯量时，其摆动角应较小。 实验二拉伸性实验 一、实验目的 测定塑性材料的上下屈服强度Reh， Rel、抗拉强度Rm断后延伸率A和截面收缩率Z;测定脆性材料的抗拉强度Rm; 2.掌握用引伸计测定塑性材料的弹性模量的方法; 3.绘制材料的载荷一位移曲线; 4.观察和分析上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并比较它们力学性质的差异; 5.了解电子万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 实验二拉伸性实验 二、实验用品 Zwick万能材料试验机，引伸计，游标卡尺等。 最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如图7一3(a)、(b)所示。 三、实验原理 1.塑性材料弹性模量的测试 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。 实验二拉伸性实验 测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为: 若已知载荷F及试件尺寸，只要测得试件标距内的伸长量△l或纵向应变即可得出弹性模量E 实验二拉伸性实验 2.塑性材料的拉伸(低碳钢) 实验原理如图7 -4 ( a)所示，首先，实验各参数的设置由PC传送给测控中心后开始实验，拉伸时，力传感器和引伸计分别通过两个通道将式样所受的载荷和变形连接到测控中心，经相关程序计算后，再在PC机上显示出各相关实验结果。 当试件开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷一变形关系;载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸进人弹性阶段。 实验二拉伸性实验 四、实验步骤 塑性材料的拉伸（圆形截面低碳钢） (1)确定标距 (2)试样的测量 (3)仪器设备的准备 (4)安装试件 (5)试加载、卸载、注意试加载值不能超过比例极限。 (6)测试过程采用ZWICK万能材料 实验二拉伸性实验 2.脆性材料的拉伸(圆形截面铸铁) 铸铁等脆性材料拉伸时的载荷一变形曲线不像低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段，而是一根接近直线的曲线，且载荷没有下降段。它是在非常小的变形下突然断裂的，断裂后几乎不到残余变形。因此，测试它的Rel, A , Z就没有实际意义，只要测定它的强度极限Rm就可以了。 实验三扭转实验 一、实验目的 1.掌握典型塑性材料(低碳钢)和脆性材料(铸铁)的扭转性能; 2.绘制扭矩一扭角图; 3.观察和分析上述两种材料在扭转过程中的各种现象，并比较它们性质的差异; 4.了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 二、实验用品 扭转材料试验机，游标卡尺等。 圆截面扭转试件的结构如图7 -6所示。 实验三扭转实验 三、实验原理 由材料力学可知，圆轴扭转时横截面上任一点的剪应力和单位扭转角分别为 最大剪应力产生在试件的外表层，表达式为: 实验三扭转实验 圆轴扭转时，其表面上任意一点都处于平面应力状态(图7