【正文】 、游標(biāo)卡尺。試件和機(jī)器平臺間加球形墊板，以便壓力自動調(diào)中。安放試件，注意使荷載對中，試驗機(jī)調(diào)零．均勻加載，注意記下Ps值。因此試驗時要注意觀察，測力度盤指針停頓或稍后退時，此時指針?biāo)竞奢d即為屈服荷載Ps值，應(yīng)立即記下，以便計算σs值。試驗結(jié)束，清理工具現(xiàn)場，復(fù)原試驗機(jī)，填寫試驗報告。比較鑄鐵的拉、壓力學(xué)性能及破壞形式。三、試件(同低碳鋼)四、實驗原理鐵鑄壓縮時和拉伸—樣，也是在很小變形下發(fā)生破壞，只能測出最大荷載Pb(圖3)，故壓縮強(qiáng)度極限。斜面，這是因為45176。其荷載與變形如圖4。試樣安放在下壓板中心位置上。開機(jī)均勻緩慢加載，試件出現(xiàn)裂紋立刻停車，記下Pb值。六、思考題為什么不能測取低碳鋼的壓縮強(qiáng)度極限?比較鑄鐵在拉伸和壓縮下的強(qiáng)度極限并得出必要的結(jié)論。的斜截面破壞? 實驗三 金屬扭轉(zhuǎn)試驗在機(jī)械傳動中的軸類部件，大多數(shù)是在純扭或彎扭聯(lián)合情況下工作的。出于材料不同，桿件在受拉或受壓而破壞時，其斷口形狀不同。一、實驗?zāi)康臏y定低碳銹的τa、τb ，鑄鐵的τb 。二、設(shè)備扭轉(zhuǎn)材料試驗機(jī)，游標(biāo)卡尺。O．1mm圓截面標(biāo)準(zhǔn)試件，如圖1。試驗機(jī)上的自動繪圖裝置可記錄試件的Mn—Φ關(guān)系圖，如圖2，其中Φ為扭轉(zhuǎn)角。低碳鋼在純剪受力時也存在屈服階段，因此當(dāng)圓軸試件上的扭矩超過Mp后，在試件橫截面上外沿處，材料發(fā)生屈服，形成環(huán)形塑性區(qū)，試件橫截面上的剪應(yīng)力分布如圖3(b)此后使試件繼續(xù)扭轉(zhuǎn)變形，塑性區(qū)不斷向內(nèi)擴(kuò)展，Mn一Φ曲線趨于平坦，圖上出現(xiàn)近似于直線的BC水平段，此時測力度盤上的指針幾乎不動，扭角Φ卻在繼續(xù)不斷增加，塑性區(qū)占據(jù)了大部分截面。若令Ms表示整個截面上應(yīng)力處于屈服極限τs作用的扭矩值，則： 式中ρ表示截面上任意一點dA離圓心的距離；是試件的彈性抗扭截面模量，由此可得τs的近似值為：試件連續(xù)變形，材料進(jìn)—步強(qiáng)化，達(dá)到Mn—Φ曲線上D點時，試件剪斷。此時截面上應(yīng)力到達(dá)強(qiáng)度極限τb 。計算抗扭截面模量 。測力指針調(diào)好零點。裝上試件。測出Ms、Mb，取下試件觀察斷口。試驗完成后，將試驗機(jī)、工具和現(xiàn)場清理復(fù)原。六、思考題：1，低碳鋼與鑄鐵扭轉(zhuǎn)時的破壞情況有什么不同?根據(jù)不同現(xiàn)象分析原因。實驗四 電測應(yīng)力分析（一） 電測法的基本原理與方法將機(jī)械量（如變形和位移）轉(zhuǎn)變成電量，通過電量（電阻、電容、電感）而測得機(jī)械量，這種方法，叫做電測法。電阻應(yīng)變片常用的應(yīng)變片（圖1）（康銅）或鎳鉻合金電阻絲燒成柵型，用膠貼在兩層薄紙中，絲的末端為引出線。圖1測量構(gòu)件應(yīng)變時，將電阻應(yīng)變片用膠合劑貼在被測構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件受力而產(chǎn)生變形時，電阻應(yīng)變片也隨之變形（電阻絲伸長或縮短），因而使絲柵電阻發(fā)生改變（增大或減?。?。即： （51）K—電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，與電阻絲的材料及饒線形式有關(guān)，對一定的應(yīng)變片K是常數(shù)，可通過試驗測定?？筛鶕?jù)不同需要選用。直流電橋的橋臂為RRRR4。B、C兩端為輸出端，其電壓為U。通過放大器f1，最后在電流G上顯示出信號。這時輸出電壓U為零，電流計G上的讀數(shù)也為零（指針在零點）。將它們代入５－２式，經(jīng)過整理并略去微量得： （53）若用四個電阻片作橋臂（其出始值滿足平衡條件），當(dāng)電阻片的應(yīng)變分別為ε１、ε２、ε３、ε４時，用式（５１）代入式（５３）得 （54）若其中一個橋臂R為貼在試件上的應(yīng)變片，而其他三個橋壁為固定電阻，當(dāng)時只產(chǎn)生ΔR１（由試件變形引起），其他三個電阻沒有增量，則由此可見，電橋可將應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電壓增量，其輸出電壓與各橋臂上應(yīng)變代數(shù)和成正比。為了消除由于溫度變化一起的誤差，可以采用溫度補償?shù)姆椒?。利用電橋的特性，還可以根據(jù)構(gòu)件各種不同受力狀態(tài)，利用不同的溫度補償接橋方式及合理的接橋方式，可以增加電橋的靈敏度，消除一些需要測量的應(yīng)變值。（1）根據(jù)試驗?zāi)康倪x好貼片為止，將其表面清理干凈，并劃好定位線，表面光潔度應(yīng)達(dá)到▽５左右。膠層一般不超過０．０２mm。為保證測量工作正常進(jìn)行，可以在應(yīng)變片上涂一層膠合劑和凡士林、石蠟等物，以期防潮作用。（二） 純彎曲梁彎曲正應(yīng)力的測定一、實驗?zāi)康某醪秸莆针姕y法的基本原理和方法。二、實驗內(nèi)容和原理純彎梁實驗器，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。即 式中M－彎矩；　　 Iz－橫截面對種性軸的慣性距；　　 y－中興軸到所求應(yīng)力點的距離。如將電阻應(yīng)變片貼在距中性層距離不等的位置上，如圖３所示：測得純彎曲時沿橫截面高度各點的縱向應(yīng)變ε，且由單項應(yīng)力狀態(tài)的虎克定律σ=Eε，可求出各點處的實驗應(yīng)力σ實，實驗應(yīng)力σ實與y之變化規(guī)律，實驗應(yīng)力與相應(yīng)的理論之進(jìn)行比較，以驗證純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律。處理、焊線（已實驗室準(zhǔn)備好）（2）測量并記錄量梁的截面尺寸b ,各應(yīng)變片的位置尺寸，即加力點到支點的距離a。（4）在指導(dǎo)教師的協(xié)助下將應(yīng)變儀調(diào)整平衡。進(jìn)行試驗（1）分級加載，每次１０kg，共四次，記下每次各點應(yīng)變儀的讀數(shù)。關(guān)閉儀器，卸掉荷載，整理試驗紀(jì)錄。讀數(shù)“＋”表示拉應(yīng)變，讀數(shù)“－”表示壓應(yīng)變。在彎曲試驗的具體情問題中，由于電阻應(yīng)變片R1與R5（圖3）與中性軸的距離相等，則應(yīng)變絕對值相等符號相反，即ε5=ε1因此，可以結(jié)成互為補償線路。請教師檢查數(shù)據(jù)，整理好儀器，工具和現(xiàn)場。轉(zhuǎn)動個旋鈕時應(yīng)緩慢輕巧。七、思考題應(yīng)變片標(biāo)距的大小對測量結(jié)果有無影響？為什么要用溫度補償片？為什么要求補償片粘貼到與受利試件相同的材料上？電阻應(yīng)變儀測得數(shù)值帶有正號或負(fù)號說明什么？哪些因素是試驗與理論值產(chǎn)生偏差？為什么本次試驗中使用σ=Eε這一公式計算應(yīng)力？ 實驗中那些現(xiàn)象科驗證彎曲盈利分布規(guī)律的正確性？ 附錄一 萬能材料試驗機(jī)簡介一、 概述：在材料力學(xué)實驗中，一般都要給試件加載，并示出荷載大小，這種試驗設(shè)備稱為材料試驗機(jī)。根據(jù)加載性質(zhì)的不同，可分為靜荷載試驗機(jī)，例如拉力試驗機(jī)、壓力試驗機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)等；動荷載試驗機(jī)，例如沖擊試驗機(jī)、疲勞試驗機(jī)等。萬能試驗機(jī)類型很多，有油壓擺式、杠桿擺式萬能試驗機(jī)等。其主要組成分為加力和測力兩大部分，此外許多試驗機(jī)還備有試驗曲線自動記錄裝置。二、 油壓擺式萬能試驗機(jī)：（一） 結(jié)構(gòu)原理這里最常用的一種試驗機(jī)。1. 加載部分在機(jī)器底座1上，裝有兩個固定立柱2，它支撐著固定橫頭3和工作油缸4。若將試件兩端裝卡在上下夾頭10和11中，因下夾頭固定不動，當(dāng)活動臺上升時便使試件承受拉力。加載時回油閥門至于關(guān)于關(guān)閉位置。如果拉伸試件的長度不同時，可用下夾頭電動機(jī)轉(zhuǎn)動底座中渦輪，使螺柱13上下移動，調(diào)節(jié)下夾頭的位置。否則，就要造成用下夾頭對事件加載，以致?lián)p傷機(jī)件。2. 測力部分加載時，工作油缸中的油壓推動活塞6的力與試件受的力成正比。指針旋轉(zhuǎn)的角度與油壓，亦即與實踐上所承受載荷成正比，因此在測力度盤19上，便可讀出試件受力的大小。即說明指針指針旋轉(zhuǎn)角度所指出的載荷大小與擺錘重量有關(guān)。它對應(yīng)的有三種刻度的測力度盤，分別表示三種測力范圍。實驗時，要根據(jù)試件需載荷A、B、C。加載前，應(yīng)調(diào)整測力指針對準(zhǔn)度盤上的零點。所以先升起活動臺再調(diào)零點，原因是由于上橫頭，活動立柱、活動臺等有相當(dāng)大的重量，要一定油壓才能將它們升起。1. 操作步驟（1） 檢查油路上各閥門于關(guān)閉位置，換上試件相配合的夾頭形式；保險開關(guān)應(yīng)當(dāng)有效。相應(yīng)的調(diào)節(jié)好緩沖器。（3） 裝好自動繪圖器的傳動裝置、筆和紙等。然后打開送油閥門，向工作油缸緩慢輸油。并調(diào)整被動指針與之重合，被動指針的作用是當(dāng)試件最大載荷時留下，指出試件受的最大載荷。拉伸試件則須調(diào)整下夾頭位置，使上下夾頭之間距離與試件長度適應(yīng)，并進(jìn)行加緊，試件加緊之后，就不得再調(diào)整下夾頭了。（7） 實驗完畢，關(guān)閉送油閥，并立即停車。緩慢打開回油閥，將油液泄回油箱。2. 注意事項（1） 開車前和停車后，送油閥均應(yīng)緩慢進(jìn)行。（3） 機(jī)器運轉(zhuǎn)時，操縱者不得離開。（4） 使用時，聽見異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停車。圖3為將試件做成臺階狀，然后用球面墊環(huán)墊起，此法的優(yōu)點是球面墊環(huán)可以自動調(diào)節(jié)中心，也克服了試件從夾頭重活脫的現(xiàn)象，此種夾持方法，既適用于軟質(zhì)試件，而特別適于卡硬脆材料。圖4為螺紋卡問，將試件兩端車制成螺紋，擰入帶有球面的螺紋卡頭中，此法也可自動調(diào)中，也可適用于硬脆材料。試件的上下端再放置平整的墊板，使試件不與試驗面壓板直接接觸，以保護(hù)機(jī)件不損傷和原來精度。 圖四附錄二 扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)簡介扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)是對試件施加扭矩，并能測出扭矩大小的設(shè)備，現(xiàn)將實驗室所用NJ100B型扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)簡介如下。最大載荷是100公斤一米，有四個測力讀盤，分別是010，020，050，0100公斤一米，、。試件最長可達(dá)650毫米。1. 加載機(jī)構(gòu)是由六個滾珠軸承支持在機(jī)座導(dǎo)軌上，它可以左右自由滑動。轉(zhuǎn)速由電表指出。測力計內(nèi)有杠桿測力系統(tǒng)，試件受扭后夾頭8傳來扭矩，使杠桿9逆時針旋轉(zhuǎn)，通過A點將力傳給變支點杠桿11(C支點和杠桿10是傳遞反向扭矩用的)，使杠桿12和杠桿13左端相互壓力為P，杠桿13則以B為支點而右端抬起，推動差動變壓器的點心移動發(fā)出一個信號，放大器15使伺服電機(jī)16轉(zhuǎn)動，通過鋼絲17拉動游鉈18水平移動。由上述可知扭矩與激鉈的移動距離成正比。3. 自動記錄器22它由記錄筆記3和滾筒24等構(gòu)成。記錄滾筒的轉(zhuǎn)動表示時間加力端卡頭絕對轉(zhuǎn)角，它的轉(zhuǎn)動是由裝在卡頭上的自整角機(jī)26發(fā)出正比于卡頭轉(zhuǎn)動的點信號，經(jīng)過放大器放大，帶動伺服電機(jī)28和自整角變壓器29，而是記錄滾筒轉(zhuǎn)動。（二） 操作步驟和注意事項1. 操作步驟（1） 檢查試驗機(jī)卡頭的形式是否與試件相配合。（2） 根據(jù)所需最大扭矩，轉(zhuǎn)動量程旋扭，選取相應(yīng)的測力度盤。轉(zhuǎn)動調(diào)零施扭（在設(shè)備操縱版面上），使指針對準(zhǔn)“零”點。（4） 安裝試件：先將試件的一端插入夾頭重調(diào)整加載機(jī)構(gòu)水平移動，使試件另一端插入夾頭中后再予以夾緊。（6） 實驗完畢：停車、取下試件，將機(jī)器復(fù)原并清理現(xiàn)場。（2） 使用V型卡板夾持試件時，必須盡量夾緊，以免實驗過程中試件打滑。聽見異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停車。可自動、準(zhǔn)確、可靠、快速測量大型結(jié)構(gòu)、模型及材料應(yīng)力試驗中多點的靜態(tài)應(yīng)變（應(yīng)力）值。若配接適當(dāng)?shù)膽?yīng)變式傳感器, 也可對多點靜態(tài)的力、壓力、扭矩、位移、溫度等物理量進(jìn)行測量。l 手控狀態(tài)時,大屏數(shù)碼管顯示測量通道和輸入應(yīng)變量,且可通過功能鍵設(shè)置顯示通道、修正系數(shù)及平衡操作。l 自動平衡。技術(shù)指標(biāo)：:有可測10點和20點兩種,每