冬季短實踐學(xué)期終極版2

1、冬季短學(xué)期實踐冬季短學(xué)期實踐在本次冬季短學(xué)期實踐期間，我們的學(xué)習(xí)任務(wù)是：根據(jù)領(lǐng)取到的實驗試樣，以小組為單位，自主地設(shè)計實驗方案，運用材料力學(xué)的基本知識，測出試樣的彈性模量、剪切模量、泊松比三個材料常數(shù)。并分析待測試件的某一截面處的應(yīng)力分布。學(xué)習(xí)掌握電測法的基本原理和電阻應(yīng)變儀的操作。熟悉測量電橋的應(yīng)用。掌握應(yīng)變片在測量電橋中的各種接線方法。 創(chuàng)新力學(xué)實驗：材料基本常數(shù)的測量待測試件外形如右圖所示。試件整體形狀近似于矩形。截面處，沿橫截面方向，截面的尺寸發(fā)生變化（形狀仍保持為矩形）材料試樣實驗方法實驗方法 實驗初始，經(jīng)小組討論決定，應(yīng)變儀的接線采用實驗初始，經(jīng)小組討論決定，應(yīng)變儀的接線采用1/4

2、橋法。在待測試樣上布片時，我們選擇在待橋法。在待測試樣上布片時，我們選擇在待測試件的形心軸上粘貼兩塊應(yīng)變片（兩塊片相互垂直）在背面對稱位置粘貼一塊應(yīng)變片（沿形心軸測試件的形心軸上粘貼兩塊應(yīng)變片（兩塊片相互垂直）在背面對稱位置粘貼一塊應(yīng)變片（沿形心軸方向）在形心軸兩側(cè)對稱位置各粘貼一塊應(yīng)變片（沿形心軸方向）布片、連線工作完成后，馬上用方向）在形心軸兩側(cè)對稱位置各粘貼一塊應(yīng)變片（沿形心軸方向）布片、連線工作完成后，馬上用萬用表對各線路進行檢測（顯示線路接觸良好，可以正常使用）如下就是我們組試件的俯視圖，布萬用表對各線路進行檢測（顯示線路接觸良好，可以正常使用）如下就是我們組試件的俯視圖，布片圖和截

3、面圖。片圖和截面圖。f實驗原理f材料在線彈性范圍內(nèi)服胡克（Hooke）定律，應(yīng)力和應(yīng)變成正比關(guān)系。 單向拉伸時，其形式為：=E（式 1）式中 E 為彈性模量。在-曲線上，E 由彈性階段直線的斜率確定， 它表征材料抵抗彈性變形的能力。E 越大，產(chǎn)生一定變形所需的應(yīng)力越大。 工程上常把 EA 稱作桿件材料的抗拉（壓）剛度。E 是彈性元件選材的重要 依據(jù)，是力學(xué)計算中的一個重要參量。f引申得到材料在線彈性范圍內(nèi)服廣義胡克（Hooke）定律。 單向拉伸時，產(chǎn)生縱向伸長，橫向收縮，其形式為：f實驗表明在彈性范圍內(nèi)， 橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變，二者之比為一常數(shù)，其絕對值稱為橫向變形系 數(shù)或稱為泊松比，用來表示：

4、f由三個彈性常量之間的關(guān)系：32111E21）（1E/2Gf實驗過程：f1.測量彈性模量f 由于實驗裝置和安裝初始狀態(tài)的不穩(wěn)定性，拉伸曲線的初始階段往往是 非線性的。為了盡可能減少測量誤差，實驗宜從初載 P0（P00）開始，與P0對應(yīng)的應(yīng)變儀讀數(shù)d 可預(yù)調(diào)到零，也可設(shè)定一個初讀數(shù)。采用增量法，分級加載，分別測量在各相同載荷增量P 作用下，產(chǎn)生的應(yīng)變增量，并f求的平均值。 f 又由于拉的過程中實際上是偏心拉， 由一個純彎曲和軸向的拉力組成。f應(yīng)變片1、5關(guān)于中線軸對稱，受到的彎曲應(yīng)力大小相等，方向相反，同時受到軸力和溫度應(yīng)力作用。f 應(yīng)變片1：f 應(yīng)變片5：f 上式即為增量法測 E 的計算公式（

5、均為試件實際軸向應(yīng)變增量的平均 值）。122)1(2)1(WM22115151GEEGEWMEEzzmmf2.測量剪切模量f 由于應(yīng)變片3、4互相垂直、互為補償片。由義胡克定律得f應(yīng)變片3：f應(yīng)變片4：f再由公式：f測得G。f計算泊松比：由三者之間的關(guān)系f測得）（4313E）（3441Ef實驗步驟：f1、確定布片方案，在試件相應(yīng)位置貼好應(yīng)變片，；f2、根據(jù)試件的布片情況和提供的設(shè)備條件確定最佳組橋方案并接線。f3、擬定加載方案。f4、調(diào)整好電阻應(yīng)變儀，使它們處于平衡狀態(tài)。f5、用逐漸將載荷加至初載荷，記下此時應(yīng)變儀的初讀數(shù)，然后均勻地逐級加載，每增加一級載荷，記錄一次縱、橫向各點應(yīng)變片相應(yīng)的讀

6、數(shù)應(yīng)變d。記錄應(yīng)變與加載關(guān)系圖。f 6、實驗結(jié)束，卸載，關(guān)閉電源，拆線整理所用設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場，將所用儀器、設(shè)備復(fù)原。f實驗數(shù)據(jù)表： 實驗加載應(yīng)變片1503004506007509001050 1200 1350平均數(shù)1182882748210811412418217.283887810011212814818017818814.88517288088888811212114814.2462227282848102828810813.7621218288487888810412112f力分布：由于我們的試件在受到軸向拉時，相當(dāng)于拉伸和純彎曲的組合，故應(yīng)力分布情況為：f所以根據(jù)計算，E=106

7、GPa,G=43.2GPa,u=0.226。實驗總結(jié)實驗總結(jié)總的來說在這一學(xué)期的結(jié)尾通過這次的材料力學(xué)創(chuàng)新實驗還是收獲頗豐的，就相對于我們之前的一些實驗，這次試驗我們自己通過自己設(shè)計實驗方案，絞盡腦汁，想辦法如何貼應(yīng)變片，才能解決溫度補償片不僅僅因溫度應(yīng)力而產(chǎn)生變形，成功消除溫度應(yīng)力的影響，之后我們想到了用半橋法接應(yīng)變儀，兩個應(yīng)變片相互補償可以成功解決這一問題，但是由于應(yīng)變儀的問題我們最終決定用1/4橋法，在這一點上我覺得相對于以前在課本上所了解的，這次感受更深了，對應(yīng)變儀的工作原理更加了解了，不僅如此，由于材料橫截面的不同，我們在拉試樣是殘剩的偏心距當(dāng)時也很令我們頭疼，當(dāng)然也并不是因為很難，只是覺得通過測量這個小東西，得出數(shù)據(jù)計算很煩人，不像以前做題都是直接給出來，現(xiàn)在自己測有點不習(xí)慣。 還有就是我們對廣義胡克定律的理解也更加深刻了，在這個實驗中我們通過對試件在形心軸上垂直的貼兩塊應(yīng)變片來求他的u，充分利用廣義胡克定律在平面應(yīng)力狀態(tài)下的利用，之前被問到如何求u時我們都是一頭霧水，想根據(jù)u最原始的定義求出他，幾乎是不可能的，于是在老師的提醒下我們才想到了用廣義胡克定律，用垂直兩塊應(yīng)變片的應(yīng)變來求，說實話，到聽到用這個方法時，我恍然大悟，雖然以前在課本上用廣義胡克定律做題做的也不少，但是真正到應(yīng)用，還是感覺