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材料力学实验指导书（一）

作者 Kaikai 浏览发布时间 13/05/23

材料力学实验指导书 （一）

实验课规则

材料力学实验课是材料力学教学中的一个重要环节，通过材料力学实验能够巩固、加深和运用课堂讲授中的基本理论知识，掌握测定材料机械性质和测定应力、应变的基本方法，学会使用有关的机器、仪器和工具，初步培养独立确定实验方案，正确处理实验结果的能力。对培养学生的科学实验方法和动手能力有十分重要的意义，因此要求学生做到如下几点：

l.学生必须重视材料力学实验课，它是材料力学课的一个重要组成部分，实验原理、实验内容及有关操作步骤也是材料力学课考试内容的一个方面；

2.实验课前必须按实验的内容进行预习，做好实验准备；

3.准时进入实验室，不迟到早退，无故不到者按旷课论；实验时严肃认真，按要求去做；不得喧哗，不离开实验现场，不得乱动仪器和其他无关设备，认真记好实验记录；

4.严格遵守实验规程，如有不懂之处应及时问实验教师，如发生故障也应及时向教师报告，爱护机器、仪器及一切实验设备；

5.实验完毕应及时整理机器、仪器，使其恢复原位；搞好清洁卫生，保持实验室整洁；实验记录需经实验教师审阅，经教师允许，方可离开实验室；

6.在规定时间内，每人要独立填写实验报告、文字计算、图表等，要求清楚整齐，无故不交报告者不得参加考试。

液压式万能材料试验机

材料试验机是测定材料力学性能的主要设备。常用的材料试验机有拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、冲击试验机、疲劳试验机等。能兼作拉伸、压缩、弯曲等多种试验的试验机称为万能材料试验机，简称万能机。供静力试验用的普通万能材料试验机，按其传递载荷的原理可分为液压式和机械式两类。现以国产WE系列为例，介绍液压万能试验机。图1为这一系列中最常见的WE-600、1000A试验机，其结构简图如图2所示。下面分别介绍其加载系统和测力系统。

测力计 主机

图 1 试验机

一、加载系统

在底座1上由两根固定立柱2和固定横梁3组成承载框架。工作油缸4固定于框架上。在工作油缸的活塞5上支承着由上横梁6、活动立柱7和活动平台8组成的活动框架。当油泵16开动时，油液通过送油阀17，经送油管18进入工作油缸，把活塞5连同活动平台8一同顶起。这样，如把试样安装于上夹头9和下夹头12之间，由于下夹头固定，上夹头随活动平台上升，试样将受到拉伸。若把试样置放于两个承压垫板11之间，或将受弯试样置放于两个弯曲支座10上，则因固定横梁不动而活动平台上升，试样将分别受到压缩或弯曲。此外，试验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离，则可开动电机14，驱动螺杆13，便可使下夹头12上升或下降。但电机14不能用来给试样施加拉力。

二、测力系统

加载时，开动油泵电机，打开送油阀17，油泵把油液送入工作油缸4顶起工作活塞5给试样加载；同时，油液经回油管19及测力油管21（这时回油阀20是关闭的，油液不能流回油箱）。进人测力油缸22，压迫测力活塞23，使它带动拉杆24向下移动，从而迫使摆杆26和摆锤25联同推杆27绕支点偏转。推杆偏转时，推动齿杆28作水平移动，于是驱动示力盘的指针齿轮，使示力指针29绕示力度盘30的中心旋转。示力指针旋转的角度与测力油缸活塞上的总压力（即拉杆24所受拉力）成正比。因为测力油缸和工作油缸中油压压强相同，两个油缸活塞上的总压力成正比（活塞面积之比）。这样，示力指针的转角便与工作油缸活塞上的总压力，亦即试样所受载荷成正比。经过标定便可使指针在示力度盘上直接指示载荷的大小。

试验机一般配有重量不同的摆锤，可供选择。对重量不同的摆锤，使示力指针转同样的转角，所需油压并不相同，即载荷并不相同。所以，示力度盘上由刻度表示的测力范围应与摆锤的重量相匹配。以WE－1000A试验机为例，它配有A、B、C三种摆锤。摆锤A对应的测力范围为0—200kN ，A＋B对应0—500kN，A＋B＋C对应0一1000kN。

开动油泵电机，送油阀开启的大小可以调节油液进人工作油缸的快慢，因而可用以控制增加载荷的速度。开启回油阀20，可使工作油缸中的油液经回油管19泄回油箱37，从而卸载。

试验开始前，为消除活动框架等的自重影响，应开动油泵送油，将活动平台略微升高。然后调节测力部分的平衡铊31，使摆杆保持垂直位置，并使示力指针指在零点。

试验机上一般还有自动绘图装置。它的工作原理是，活动平台上升时，由绕过滑轮（1）和（2）的拉绳33带动滚筒32绕轴线转动，在滚筒圆柱面上构成沿周线表示位移的坐标；同时，齿杆28的移动构成沿滚筒轴线表示载荷的坐标。这样，试验时绘图笔34在滚筒上就可自动绘出载荷——位移曲线。当然，这只是一条定性曲线，不是很准确的。