工程力學實驗指導書

1、PAGE 仲愷農業(yè)工程學院自編教材工程力學實驗指導書劉少達 劉巖 編機電工程學院2008年1月印PAGE II學生實驗須知實驗前必須預習實驗指導書中相關的內容，了解本次實驗的目的、要求及注意事項。按預約實驗時間準時進入實驗室，不得無故遲到、早退、缺席。進入實驗室后，不得高聲喧嘩和擅自亂動儀器設備，損壞儀器要賠償。保持實驗室整潔，不準在機器、儀器及桌面上涂寫，不準亂丟紙屑，不準隨地吐痰。實驗時應嚴格遵守操作步驟和注意事項。實驗中，若遇儀器設備發(fā)生故障，應立即向教師報告，及時檢查，排除故障后，方能繼續(xù)實驗。實驗過程中，若未按操作規(guī)程操作儀器，導致儀器損壞者，將按學校有關規(guī)定進行處理。實驗過程中，同

2、組同學要相互配合，認真測取和記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗結束后，將儀器、工具清理擺正。不得將實驗室的工具、儀器、材料等物品攜帶出實驗室。實驗完畢，實驗數(shù)據(jù)經教師認可后方能離開實驗室。10. 實驗報告要求字跡端正、繪圖清晰、表格簡明、實驗結果正確。目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc196975543 第一章 概 述 PAGEREF _Toc196975543 h 1 HYPERLINK l _Toc196975544 第二章基本實驗 PAGEREF _Toc196975544 h 2 HYPERLINK l _Toc196975545 21 低碳鋼和鑄鐵拉伸實驗 PA

3、GEREF _Toc196975545 h 2 HYPERLINK l _Toc196975546 22低碳鋼和鑄鐵的壓縮實驗 PAGEREF _Toc196975546 h 11 HYPERLINK l _Toc196975547 23低碳鋼和鑄鐵的扭轉實驗 PAGEREF _Toc196975547 h 15 HYPERLINK l _Toc196975548 24梁的純彎曲實驗 PAGEREF _Toc196975548 h 20 HYPERLINK l _Toc196975549 第三章 主要實驗設備 PAGEREF _Toc196975549 h 25 HYPERLINK l _To

4、c196975550 31微機控制電子萬能試驗機 PAGEREF _Toc196975550 h 25 HYPERLINK l _Toc196975551 32微機控制電子式扭轉試驗機 PAGEREF _Toc196975551 h 39第34頁 共 41 頁第一章 概 述材料力學實驗是材料力學課程教學中的一個重要組成部分。材料力學中的結論及定律，材料的機械性質，都需要通過實驗來驗證或測定，因些，材料力學實驗是工程技術人員和各類工程專業(yè)學生所必須掌握的技能之一。一、材料力學實驗的內容1材料的力學性能的測定 材料的力學性能是指力或能的作用下，材料在變形、強度等方面表現(xiàn)出的一些特性，如彈性極限、屈

5、服極限、強度極限、彈性模量、疲勞極限、沖擊韌性等。這些強度指標或參數(shù)都是構件強度、剛度和穩(wěn)定性計算的依據(jù)，而它們一般要通過實驗來測定。 2驗證已建立的理論 材料力學的一些理論是以某些假設為基礎的，例如桿件的彎曲理論就以平面假設為基礎。用實驗來驗證這些理論的正確性和適用范圍，有助于加深對理論的認識和理解，同時，也驗證了所建立的理論和公式。 3應力分析實驗 在某些情況下，因構件幾何形狀不規(guī)則或受力復雜等，應力計算并元適用理論，這時利用電測等實驗應力分析方法直接測定構件的應力，便成為有效、方便的方法。二、實驗前應注意的幾個方面 1操作前的準備工作 在做實驗之前，先明確實驗目的、原理和步驟，了解試件的

6、材料和幾何尺寸，對試件應如何加載，以及加多大的荷載，也應事先估算。然后分組，每個小組的成員，必須有試驗儀器操作者、電腦操作者、記錄者，每個小組的人數(shù)一般是36人。 2進行實驗 每個小組在進行實驗時，應嚴格遵守實驗室守則，嚴格按照儀器操作規(guī)程進行操作。例如，檢查試驗機測力度盆指針是否對準零點，引伸儀是否安裝穩(wěn)妥，試件裝置和加力裝置是否正確等，最后還應請指導老師檢查，確定無誤后方可開動機器。在正常實驗中，電腦操作者應小心緩慢對試件加載，記錄者及時記錄數(shù)據(jù)和收集數(shù)據(jù)，小組成員應該積極配合。 3實驗結束 實驗結束后，應檢查數(shù)據(jù)是否齊全、準確，并注意斷電，清理儀器設備，認真完成實驗報告?；緦嶒?1 低

7、碳鋼和鑄鐵拉伸實驗 第一部分：低碳鋼拉伸實驗一、實驗目的 1驗證胡克定律，測定低碳鋼的彈性模量E。 2測定低碳鋼的屈服極限；強度極限；延伸率；截面收縮率。3觀察低碳鋼拉伸過程中各個階段的現(xiàn)象，繪制拉伸的應力應變曲線圖。4熟悉材料試驗機和其他有關儀器的使用。二、實驗設備 1DWD-100型微機控制電子萬能試驗機 2引伸儀 3游標卡尺三、試件采用圓形截面試件，直徑為10。試件等截面的中段用于測量拉伸變形，其長度L0稱為“原始標距” ，根據(jù)國標規(guī)定，取，即為100，兩端較粗部分是頭部，為裝入試驗機夾頭中承受拉力之用。如圖21所示。 圖21 四、實驗原理低碳鋼屬塑性材料，在做拉伸實驗過程中，其F曲線如

8、圖22所示，大致可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段。 1彈性模量E的測定 試件受到軸向拉力F的作用時，在比例極限內，應力和應變的關系符合虎克定律，彈性模量是應力和應變的比值，即 ：l屈服階段強化階段局部變形階段彈性階段初始瞬時效應l屈服階段強化階段局部變形階段彈性階段初始瞬時效應 O 圖22 可見，在比例極限內，對橫截面面積為的試樣施加拉伸載荷F，并測出標距的相應伸長，即可求得彈性模量E。為了驗證虎克定律，并提高測L量彈性模量E的精確度，通常采用“增量法”進行實驗，也就是把載荷分成若干相等的加載等級，然后逐級加載。測彈性模量時最高載荷Fn為屈服載荷Fs的70%80%，若

9、低碳鋼的直徑為10，則Fn不超過15KN。實驗時，從F0到Fn逐級加載，各級載荷增量為。對應著每個載荷Fi（i1，2， ，n），就有相應的伸長，與的差值即為變形增量，它是引起的伸長增量，為引伸儀中的千分表讀數(shù)、算得的增量， K為引伸儀的放大倍數(shù)。在逐級加載中，若等到的各級基本相等，就表明變形與拉力P成線性關系，符合虎克定律。 完成一次加載，將得到Fi和的一組數(shù)據(jù)，按彈性模量平均法，對應于每一個可以求得相應的單項彈性模量，則 ( i1，2， ，n)則n個的算術平均值:即為材料的彈性模量。用增量法進行試驗，還能判別加載、引伸儀的安裝及讀數(shù)有無錯誤。若伸長增量不按一定規(guī)律變化，說明試驗不正常，應進行

10、檢查。2屈服極限，強度極限的測定彈性階段過后，進入屈服階段，電腦顯示器顯示的F曲線出現(xiàn)屈服臺階，曲線中所指的最低載荷即為屈服載荷。根據(jù)定義，屈服極限可由下式求出：式中為試件的初始橫載面面積。屈服階段過后，進入強化階段，試件因塑性變形后其內部的晶體結構得到了調整，抵抗繼續(xù)變形的能力有所增強。當達到最大載荷Fb時，在試件的某一局部的截面明顯縮小，出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象，這表明已經進入局部變形階段，然后，試件被拉斷，此時所指的載荷即為極限載荷，根據(jù)定義，強度極限可由下式求出：式中為試件的初始橫載面面積。3延伸率和截面收縮率的測定根據(jù)定義：；其中為試件拉斷后測試標距范圍長度，稱為斷后標距；則為試件斷口處的最

11、小面積。為了方便測量斷后標距，試件在試驗前應在其表面劃上等距離并與試件軸線相垂直的標記線，例如每相距10劃上一段，如圖23(a)所示。試件拉斷后，把試件拼接起來。從破壞后的低碳鋼試件上可以看到，各處的殘余伸長是不均勻的，靠近斷口處伸長較多。因此，測得的數(shù)值與斷口部位有關。為了保證的準確性，應該使斷口位于測量范圍的中部，用游標卡尺測量10格的長度即為，如圖23(b)所示。如果無法使斷口位于測量范圍的中部，就要采用斷口移中的辦法來決定。斷口移中的方法是：在靠近斷口處的一個劃線口，向斷裂試件中較短一段的標點a數(shù)一下共有多少格，例如有2格。如圖23(c)。然后向斷裂試件較長的一段數(shù)相同的2格，記為c，

12、則ac段的長度為共有4格。還應再數(shù)格。我們從c向試件較長的一段再數(shù)6格的一半即3格，記為d，則cd長度為。這樣所包含的格數(shù)即為10格，此時，顯然，這樣的測量方法可保證斷口在測量段的中間，使較為準確。 圖23五、實驗步驟實驗必須按步驟進行，次序為試件和試驗機準備、安裝試件及引伸儀、試驗（加載、觀察、記錄）、測量、整理數(shù)據(jù)等。1試件準備（1）沿試件標距的范圍內，用劃線機每隔10刻劃標記線。（2）在試件標距范圍內分別測量試件的兩端及中間三個位置的直徑。為保證精確度，每一截面取互相垂直的兩個方向各測量一次，并計算其平均值，以三截面中最小處的平均值作為計算直徑，再算出試件的初始橫截面面積。2試驗機準備（

13、1）連接電源，開機（試驗機與計算機）；（2）在計算機上，打開實驗軟件，點擊“聯(lián)機”按扭，實現(xiàn)試驗機與計算機聯(lián)機；點擊 “載荷清零”按扭，實現(xiàn)試驗機載荷清零。 （3）試樣錄入，點擊“試樣錄入”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，準確填寫實驗信息。（4）參數(shù)設置，點擊“參數(shù)設置”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，填寫以下實驗參數(shù)：初試驗值，根據(jù)試件極限載荷的大小與試驗機的最大試驗力確定，要求該數(shù)值大于試件極限載荷，不大于試驗機的最大試驗力。本次實驗所用試驗機的最大試驗力為100000N（100000N =100kN=10噸）；初試驗速度，一般取0.51mm/min引伸儀摘除提示，規(guī)定變形量，一般取1

14、2mm；結束條件，一般取30；選擇“上空間拉伸”、 “停車不返回”、“使用引伸儀”等選項。3安裝試件及引伸儀首先安裝試件，并夾緊；然后在試件中部安裝引伸儀（用于低碳鋼拉伸實驗），并將變形或位移調零。4開始試驗（1）選擇編號，選擇剛剛設置的試驗編號并選擇在實驗過程中希望看到的實驗曲線；（2）查看信息是否正確。（3）線。（5）試件斷裂后，試驗結束；注意保存數(shù)據(jù)文件。記錄屈服力、最大力、彈性模量（作為計算彈性模量的參考值）。（6）從試驗圖形曲線上讀取所需數(shù)據(jù)。也可以點擊“數(shù)據(jù)管理”按扭，進入數(shù)據(jù)管理界面，查看原始數(shù)據(jù)并按增量法重新計算彈性模量，或重新讀取所需數(shù)據(jù)。（7）結束試驗。退出實驗程序，取下試

15、件。5測量（量取并記錄斷后標距和斷口直徑）（1）為了計算延伸率，需按實驗原理第3點介紹的方法測量拉斷后試件標距范圍內的長度。（2）為了計算試件的截面收縮率，將斷裂試件的兩端盡量對緊，用游標卡尺測量斷口頸縮處最小直徑。為保證精確度，需在兩個互相垂直的兩個方向各測量一次，并取平均值計算出試件斷口處的截面最小面積。6試驗完畢，關閉試驗機、電腦。清理現(xiàn)場，工具復位。7整理數(shù)據(jù)，完成實驗報告。第二部分：鑄鐵拉伸實驗一、實驗目的1測定鑄鐵的拉伸強度極限2觀察鑄鐵拉伸的破壞現(xiàn)象，并與低碳鋼拉伸的破壞現(xiàn)象比較。二、實驗設備 1DWD-100型微機控制電子萬能試驗機 2游標卡尺三、試件 采用圓形截面試件，兩端較

16、粗部分是頭部，為裝入試驗機夾頭中承受拉力之用。如圖21所示。四、實驗原理鑄鐵屬脆性材料，在拉伸斷裂以前所能發(fā)生的變形是很小的，無屈服階段和頸縮現(xiàn)象，其F曲線如圖24所示。FF OOLL圖24鑄鐵拉伸實驗中，只有一個強度特征值，即拉斷時的應力強度極限根據(jù)定義，可由下式求出：式中A0為試件初始橫載面面積，F(xiàn)b為材料拉斷時的極限載荷。五、實驗步驟實驗必須按步驟進行，次序為試件和試驗機準備、安裝試件及引伸儀、試驗（加載、觀察、記錄）、測量、整理數(shù)據(jù)等。1試件準備測量試件的兩端及中部共三個位置的直徑，為保證精確度，每一截面均取互相垂直的兩個方向各測量一次，并計算其平均值，以三截面中最小處的平均值作為計算

17、直徑，再算出試件的初始橫截面面積，無需在試件上刻線。2試驗機準備（1）連接電源，開機（試驗機與計算機）；（2）在計算機上，打開實驗程序，點擊“聯(lián)機”按扭，實現(xiàn)試驗機與計算機聯(lián)機；點擊 “載荷清零”按扭，實現(xiàn)試驗機載荷清零。 （3）試樣錄入，點擊“試樣錄入”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，準確填寫實驗信息。（4）參數(shù)設置，點擊“參數(shù)設置”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，填寫以下實驗參數(shù)：初試驗值，根據(jù)試件極限載荷的大小與試驗機的最大試驗力確定，要求該數(shù)值大于試件極限載荷，不大于試驗機的最大試驗力。本次實驗所用試驗機的最大試驗力為100000N（100000N =100kN=10噸）；初試驗速

18、度，一般取0.5mm/min；引伸儀摘除提示，規(guī)定變形量，一般取0.51.5mm結束條件，一般取30；選擇“上空間拉伸”、 “停車不返回”、“使用引伸儀”等選項。3安裝試件及引伸儀首先安裝試件，并夾緊；然后在試件中部安裝引伸儀，并將變形或位移調零。4開始試驗（1）選擇編號，選擇剛剛設置的試驗編號并選擇在實驗過程中希望看到的實驗曲線；（2）查看信息是否正確。（3）開始試驗，點擊“開始試驗”按扭；（4）在實驗過程中動態(tài)選擇實驗曲線。（5）試件斷裂后，試驗結束；注意保存數(shù)據(jù)文件。記錄最大力。（6）從試驗圖形曲線上讀取所需數(shù)據(jù)。也可以點擊“數(shù)據(jù)管理”按扭，進入數(shù)據(jù)管理界面，查看原始數(shù)據(jù)并按增量法重新計

19、算彈性模量，或重新讀取所需數(shù)據(jù)。（7）結束試驗。退出實驗程序，取下試件。5測量（量取并記錄斷后標距和斷口直徑）（1）為了計算延伸率，需按實驗原理第3點介紹的方法測量拉斷后試件標距范圍內的長度。（2）為了計算試件的截面收縮率，將斷裂試件的兩端盡量對緊，用游標卡尺測量斷口頸縮處最小直徑。為保證精確度，需在兩個互相垂直的兩個方向各測量一次，并取平均值計算出試件斷口處的截面最小面積。6試驗完畢，關閉試驗機、電腦。清理現(xiàn)場，工具復位。7整理數(shù)據(jù)，完成實驗報告。六、思考題（1）從實驗現(xiàn)象和實驗結果對比低碳鋼和鑄鐵的力學性能。（2）測定E時為何要選取初試驗值？為什么使用增量法計算彈性模量？（3）實驗時如何確

20、定低碳鋼的屈服強度？（4）（5）試驗速率的控制對試驗結果是否有影響？如何影響？七、實驗報告內容1.實驗目的；2.實驗設備；3.實驗成果與分析，包括原始數(shù)據(jù)、實驗結果數(shù)據(jù)與曲線、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線等。4實驗結果討論與實驗小結，即實驗報告的最后部分，同學們綜合所學知識及實驗所得結論認真回答思考題并提出自己的見解、討論存在的問題。八、實驗記錄參考表格1、低碳鋼表1-1 試件原始尺寸記錄表標距L0（mm）直徑（mm）橫截面面積A0（mm2）橫截面1橫截面2橫截面3（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均表1-2彈性模量原始數(shù)據(jù)記錄表載荷 (kN)變形讀數(shù)FFLi (L)i變形增量平均值(l)

21、/彈性模量E（GPa）表1-3 實驗后結果數(shù)據(jù)記錄表強度指標屈服載荷Fs(kN)極限載荷Fb(kN)屈服強度s (MPa)極限強度b (MPa)塑性指標L1（mm）Lac（mm）Lcd（mm）斷后標距（L1）（mm）斷后收縮率（%）斷口直徑d1（mm）090斷面收縮率（%）2、鑄鐵表1-4 試件原始尺寸記錄表直徑（mm）橫截面面積A0（mm2）橫截面1橫截面2橫截面3（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均表1-5 實驗后結果數(shù)據(jù)記錄表強度指標極限載荷Fb(kN)抗拉強度b（MPa）22低碳鋼和鑄鐵的壓縮實驗一、實驗目的 1測定壓縮時低碳鋼的屈服極限；和鑄鐵的強度極限。2觀察低碳鋼和鑄

22、鐵壓縮時的變形和破壞現(xiàn)象，并進行比較。3熟悉微機控制電子萬能試驗機的使用方法。 二、實驗設備 1DWD-100微機控制電子萬能試驗機 2游標卡尺 三、試件根據(jù)國家有關標準，低碳鋼和鑄鐵等金屬材料的壓縮試件一般采用圓柱形試件，如圖25(a)所示。低碳鋼壓縮試件的高度和直徑的比例為3:2，鑄鐵壓縮試件的高度和直徑的比例為2:1。d0d0鑄鐵O(a)(b) 鑄鐵O(a)(b)低碳鋼低碳鋼圖25四、實驗原理1低碳鋼壓縮實驗低碳鋼在壓縮時的曲線如圖25(b)所示，圖中還用虛線繪出了低碳鋼在拉伸時的曲線，從這兩條曲線可以看出，在屈服階段以前，它們基本上是重合的，這說明低碳鋼在壓縮時的彈性模量E和屈服極限服

23、極限以后，因低碳鋼試件的軸向長度不斷縮短，受壓面積越來越大，直到被壓成鼓形而不產生斷裂，如圖26(a)所示。FF OOL(a)(c)(b)L(a)(c)(b)圖26如果載荷足夠大（例如加至2000KN），試件可被壓成餅狀，所以無法測定材料的壓縮強度極限，故一般來說，鋼材的力學性能主要是用拉伸實驗來確定，并認為屈服極限為低碳鋼壓縮時的強度特征值： 式中為試件初始橫載面面積，為低碳鋼壓縮時的屈服載荷。必須指出低碳鋼壓縮時的屈服階段并不象拉伸時那樣明顯，因此在確定時要特別小心地觀察。在緩慢而均勻地加載下，屈服之后加載到試件產生明顯變形即停止加載。這是因為低碳鋼受壓時變形較大而不破裂，因此愈壓愈扁。橫

24、截面增大時，其實際應力不隨外載荷增加而增加，故不可能得到最大載荷Fb，因而也得不到強度極限，所以在實驗中是以變形來控制加載的。 2鑄鐵的壓縮實驗鑄鐵是典型的脆性材料，在壓縮時并無屈服階段，其F曲線如圖26(b)所示，當對試件加至極限載荷時，試件在壓縮變形很小時就突然發(fā)生剪斷破壞，斷面與試件軸線的夾角大約為4055，如圖26(c)所示。此時力值迅速下降，讀取最大的載荷Fb值，即可確定鑄鐵的強度極限： 式中為試件初始橫載面面積，為鑄鐵壓縮時的極限載荷。由實驗表明，鑄鐵的抗壓能力比其抗剪能力好，而且在受壓時的強度極限比受拉時的要高34倍，故鑄鐵只適用于受壓構件。五、實驗步驟1試件準備測量試件中間處的

25、直徑，在互相垂直的兩個方向各測量一次，以其平均直徑計算出試件的初始橫截面面積，再測量試件高度。2試驗機準備（1）連接電源，開機（試驗機與計算機）；（2）在計算機上，打開實驗程序，點擊“聯(lián)機”按扭，實現(xiàn)試驗機與計算機聯(lián)機；點擊 “載荷清零”按扭，實現(xiàn)試驗機載荷清零。 （3）試樣錄入，點擊“試樣錄入”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，準確填寫實驗信息。（4）參數(shù)設置，點擊“參數(shù)設置”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，填寫以下實驗參數(shù)：初試驗值，根據(jù)試件極限載荷的大小與試驗機的最大試驗力確定，要求該數(shù)值大于試件極限載荷，不大于試驗機的最大試驗力。本次實驗所用試驗機的最大試驗力為100000N（100

26、000N =100kN=10噸）；初試驗速度，一般取0.5mm/min；結束條件，一般取30；選擇“下空間壓縮”、 “停車返回”、“不使用引伸儀”等選項。3安裝試件將試件放在試驗機下壓板中心處。4開始試驗（1）選擇編號，選擇剛剛設置的試驗編號并選擇在實驗過程中希望看到的實驗曲線；（2）查看信息是否正確；（3）開始試驗，點擊“開始試驗”按扭；（4）在實驗過程中動態(tài)選擇實驗曲線；（5）低碳鋼試件達到壓縮變形量的限值或鑄鐵試件斷裂后，試驗結束；注意保存數(shù)據(jù)文件，記錄最大力。（6）從試驗圖形曲線上讀取所需數(shù)據(jù)；也可以點擊“數(shù)據(jù)管理”按扭，進入數(shù)據(jù)管理界面，查看原始數(shù)據(jù)并按增量法重新計算彈性模量，或重新

27、讀取所需數(shù)據(jù)。（7）結束試驗；退出實驗程序，取下試件。5試驗完畢，關閉試驗機、電腦。清理現(xiàn)場，工具復位。6整理數(shù)據(jù)，完成實驗報告六、思考題（1）為何低碳鋼壓縮時測不出破壞載荷，而鑄鐵壓縮時測不出屈服載荷？（2）根據(jù)鑄鐵試件的壓縮破壞形式分析其破壞原因，并與拉伸破壞作比較。（3）通過拉伸與壓縮實驗，比較低碳鋼的屈服極限在拉伸和壓縮時的差別。（4）通過拉伸與壓縮實驗，比較鑄鐵的強度極限在拉伸和壓縮時的差別。七、實驗報告內容1.實驗目的；2.實驗設備；3.實驗成果與分析，包括原始數(shù)據(jù)、實驗結果數(shù)據(jù)與曲線、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線等。4實驗結果討論與實驗小結，即實驗報告的最后部分，同學們綜合所學知識及實驗

28、所得結論認真回答思考題并提出自己的見解、討論存在的問題。八、實驗記錄參考表格表2-1 試件原始尺寸材 料高度（mm）直徑d（mm）最小橫截面面積A0（mm2）橫截面1橫截面2橫截面3（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均低碳鋼鑄 鐵表2-2 實驗數(shù)據(jù)和計算結果材 料屈服載荷(kN)屈服極限(MPa)最大載荷(kN)強度極限(MPa)破壞形式簡圖低碳鋼鑄鐵低碳鋼/鑄 鐵/23低碳鋼和鑄鐵的扭轉實驗 一、實驗目的 1測定低碳鋼的剪切屈服極限及剪切強度極限。2測定鑄鐵的剪切強度極限。 3觀察低碳鋼和鑄鐵扭轉時的破壞過程，分析它們在不同受力時力學性能的差異。4了解扭轉試驗機的操作規(guī)程。 二、

29、實驗設備 1ND-1000型微機控制電子式扭轉試驗機2游標卡尺 三、試件采用圓形截面試件，如圖27所示，在試件表面畫上一條縱線，以便觀察試件的扭轉變形?？v線縱線 圖27四、實驗原理工程中經常遇到承受扭轉作用的構件，特別是很多傳動零件都在扭轉條件下工作。測定扭轉條件下的力學性能，對零件等受扭的構件在設計計算和選材方面有重要的實際意義試件承受扭矩時，材料處于純剪切應力狀態(tài)，是拉伸以外的又一重要應力狀態(tài)，常用扭轉實驗來研究不同材料在純剪切應力狀態(tài)下的機械性質。1低碳鋼扭轉實驗低碳鋼試件在發(fā)生扭轉變形時，其T曲線如圖28所示，類似低碳鋼拉伸實驗，可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和斷裂階段，

30、相應地有三個強度特征值：剪切比例極限、剪切屈服極限和剪切強度極限。對應這三個強度特征值的扭矩依次為Tp、Ts、Tb。TTOO圖28在比例極限內，T與成線性關系，材料完全處于彈性狀態(tài)，試件橫截面上的剪應力沿半徑線性分布。如圖29(a)所示，隨著T的增大，開始進入屈服階段，橫截面邊緣處的剪應力首先到達剪切屈服極限，而且塑性區(qū)逐漸向圓心擴展，形成環(huán)塑性區(qū)，如圖29(b)所示，但中心部分仍然是彈性的，所以T仍可增加，T的關系成為曲線。直到整個截面幾乎都是塑性區(qū)，如圖29(c)所示。ssss (a) (b) (c)圖29在T出現(xiàn)屈服平臺，由此可讀出屈服扭矩Ts，低碳鋼扭轉的剪切屈服極限值可由下式求出：式

31、中為試件的抗扭截面系數(shù)。 屈服階段過后，進入強化階段，材料的強化使扭矩又有緩慢的上升，但變形非常明顯，試件的縱向畫線變成螺旋線，直至扭矩到達極限扭矩值Mb進入斷裂階段，試件被剪斷，此時可根據(jù)最大扭矩讀數(shù)，用下式計算低碳鋼扭轉的剪切強度極限： 2鑄鐵扭轉實驗：鑄鐵在扭轉實驗時，變形很小就突然斷裂，其T曲線如圖210所示。TTO圖210從開始受扭，直到破壞，近似為一直線。沒有屈服階段和強化階段，唯一的強度特征值是剪切強度極限可按線彈性公式計算求出，即：3試件的破壞現(xiàn)象分析：試件受扭，材料處于純剪切應力狀態(tài)，在試件的橫截面上作用有剪應力，同時在與軸線成45的斜截面上，會出現(xiàn)與剪應力等值的主拉應力和主

32、壓應力，如圖211(a)所示。454521454521 (a) (b) (c)圖211低碳鋼的抗剪能力比抗拉和抗壓能力差，試件將會從最外層開始，沿橫截面發(fā)生剪斷破壞，如圖211(b)所示，而鑄鐵的抗拉能力比抗剪和抗壓能力差，則試件將會在與桿軸成45的螺旋面上發(fā)生拉斷破壞，如圖211(c)所示。五、實驗步驟1、試件準備：（1）測量試件等截面范圍兩端及中間共三處截面的直徑。為保證精確度，每一截面均取互相垂直的兩個方向各測量一次，并計算平均值，以三截面中最小處的平均值來計算初始橫截面面積A0。（2）用筆在試件表面等距離畫46條縱向線，812條橫向線。2試驗機準備（1）連接電源，開機（試驗機與計算機）

33、；（2）在計算機上，打開實驗程序，點擊“聯(lián)機”按扭，實現(xiàn)試驗機與計算機聯(lián)機；點擊 “載荷清零”按扭，實現(xiàn)試驗機扭矩清零。 （3）試樣錄入，點擊“試樣錄入”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，準確填寫實驗信息。（4）參數(shù)設置，點擊“參數(shù)設置”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，填寫以下實驗參數(shù)：初試驗值，根據(jù)試件極限扭矩的大小與試驗機的最大扭矩試驗力確定，要求該數(shù)值大于試件極限扭矩，不大于試驗機的最大扭矩試驗力。本次實驗所用試驗機的最大扭矩為1000N.m；初試驗速度，一般取90-200o/min；結束條件，一般取30；選擇“扭轉方向”等。3安裝試件將試件裝在試驗機兩夾頭之間，并緊固試件安裝，同時將

34、變形或扭轉角調零。4開始試驗（1）選擇編號，選擇剛剛設置的試驗編號并選擇在實驗過程中希望看到的實驗曲線；（2）查看信息是否正確；（3）開始試驗，點擊“開始試驗”按扭；（4）在實驗過程中動態(tài)選擇實驗曲線；（5）試件斷裂后，試驗結束；注意保存數(shù)據(jù)文件，讀出最大扭矩Tb并記錄。（6）從試驗圖形曲線上讀取所需數(shù)據(jù)；也可以點擊“數(shù)據(jù)管理”按扭，進入數(shù)據(jù)管理界面，查看原始數(shù)據(jù)并按增量法重新計算彈性模量，或重新讀取所需數(shù)據(jù)。（7）結束試驗；退出實驗程序，取下試件。5試驗完畢，關閉試驗機、電腦。清理現(xiàn)場，工具復位。6整理數(shù)據(jù)，完成實驗報告六、思考題（1）安裝試件時，為什么試件的縱軸線與試驗機夾頭的軸線要重合？

35、（2）試件受扭時，表層的材料處于什么應力狀態(tài)（3）低碳鋼拉伸和扭轉的斷裂方式是否一樣？破壞原因是否相同？（4）鑄鐵在壓縮和扭轉時，斷口外緣都與軸線成45，破壞原因是否相同？1、試件所受扭矩的中心線就是試件的軸線。所加的外力矩的中心線是試驗機夾頭的軸線。若兩者不重回，則加在試件上的外力矩就不等于試驗機所顯示的力矩大小，所測出的值就是錯誤的。2、處于扭轉切應力狀態(tài)。3、低碳鋼拉伸和扭轉時斷裂方式不一樣。拉伸的斷裂方式是拉斷，試件受正應力。表現(xiàn)為斷裂截面收縮、斷裂后試件總長大于原試件長度。扭轉的斷裂方式是剪斷，試件受切應力。表現(xiàn)為試樣表面的橫向與縱向出現(xiàn)滑移線，最后沿橫截面被剪斷，斷裂截面面積不變，

36、試件總長不變。4、鑄鐵壓縮破壞時，斷口方位角約為55-60，在該截面上存在較大的切應力，所以，其破壞方式是剪斷。扭轉時，所受的外力也是剪力，所以，破壞方式與壓縮時相同，為剪斷。七、實驗報告內容1.實驗目的；2.實驗設備；3.實驗成果與分析，包括原始數(shù)據(jù)、實驗結果數(shù)據(jù)與曲線、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線等。4實驗結果討論與實驗小結，即實驗報告的最后部分，同學們綜合所學知識及實驗所得結論認真回答思考題并提出自己的見解、討論存在的問題。八、實驗記錄參考表格表3-1 試件原始尺寸材 料高度（mm）直徑d（mm）Wt（mm3）標距長度l（mm）橫截面1橫截面2橫截面3（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）

37、平均低碳鋼鑄 鐵表3-2 扭轉實驗實驗數(shù)據(jù)材 料計算直徑d(mm)屈服扭矩Ts(Nm)最大扭矩Tb(Nm)扭轉角()低碳鋼鑄 鐵/表3-3 扭轉實驗計算結果材 料扭轉屈服極限s(MPa)扭轉強度b(MPa)低碳鋼鑄 鐵/24梁的純彎曲實驗一、實驗目的1測定直梁純彎曲時橫截面正應力分布規(guī)律，并與理論計算結果進行比較，以驗證彎曲正應力公式。2觀察直梁純彎曲受力條件下的變形特征.3了解用電阻應變片引伸計測量試件的變形方法。 二、實驗設備 1DWD-100型微機控制電子萬能試驗機或夜壓萬能材料實驗機2電阻應變片引伸計或靜態(tài)應變測試儀3游標卡尺三、試件 采用低碳鋼矩形截面直梁，寬為b，高為h，彈性模量E

38、為210 Gpa。根據(jù)實驗室的實驗條件確定實驗加載點，采用單點或兩點加載進行實驗。單點加載的力學模型如圖212 (a) 所示，兩點加載的力學模型如圖212 (b) 所示。FABFABll/2FABlaFa圖212 (a) 圖212 (b)四、實驗原理梁發(fā)生純彎曲變形時，橫截面上正應力在理論上沿梁的截面高度y成斜直線規(guī)律變化，其計算公式為：式中，M為梁橫截面上的彎矩，Iz為梁橫截面對中性軸（z軸）的慣性矩。加載之前，在梁發(fā)生純彎曲變形的兩個側面，沿梁的橫截面高度，每隔刻劃平行線，其中11、55分別位于梁的上下邊緣，33位于中性層處，22、44分別位于中性層以上或以下而與中性層距離相等，力學模型如

39、圖213所示。b1 12 23 34 45 5b1 12 23 34 45 5圖213這些線段表示梁的縱向纖維，若沿這些線段貼上電阻應變片，梁發(fā)生純彎曲時，這些線段的長度將會發(fā)生改變，貼在其上的電阻應變片的長度隨之發(fā)生改變而導致電阻值的變化，可以通過電阻應變片引伸計或靜態(tài)應變測試儀測出各處的應變，根據(jù)胡克定律，即可求出實驗應力：實驗時仍采用“增量法”，每增加等量的載荷P，測定各測點相應的應變增量一次，取應變增量的平均值，依次求出各點應力增量：把與理論計算公式算出的應力增量加以比較，從而驗證理論計算公式的正確性，式中的。對實驗值與理論值進行比較，計算出截面上各測點的應力增量實驗值與理論值的相對誤

40、差，即 從而驗證彎曲公式的正確性。五、實驗步驟（如實驗條件發(fā)生變化，按老師課前講解的步驟進行該實驗）1試件準備（1）領取試件，用棉紗擦去試件表面的油污；（2）測量試件的尺寸；（3）在試件互相垂直的兩個表面上用畫線筆按圖213所示畫水平的縱向線與垂直的橫向線。2試驗機準備（1）連接電源，開機（試驗機與計算機）；（2）在計算機上，打開實驗程序，點擊“聯(lián)機”按扭，實現(xiàn)試驗機與計算機聯(lián)機；點擊 “載荷清零”按扭，實現(xiàn)試驗機載荷清零。 （3）試樣錄入，點擊“試樣錄入”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，準確填寫實驗信息。（4）參數(shù)設置，點擊“參數(shù)設置”按扭，彈出的對話框，在老師指導下，填寫以下實驗參數(shù)：初

41、試驗值，本實驗載荷加載采用等增量法，取初試驗值等于載荷增量值；初試驗速度，一般取0.1引伸儀摘除提示，規(guī)定變形量按要求設置；結束條件，一般取30；選擇“下空間壓縮”、 “停車返回”、“使用引伸儀”、“開環(huán)”等選項。3安裝試件及引伸儀首先安裝試件，并夾緊；然后在試件中部安裝引伸儀（只用于低碳鋼拉伸實驗），并將變形或位移調零。4開始試驗（1）選擇編號，選擇剛剛設置的試驗編號并選擇在實驗過程中希望看到的實驗曲線；（2）查看信息是否正確。（3）開始試驗，點擊“開始試驗”按扭；（4）在實驗過程中按老師要求進行逐級加載，本實驗載荷加載采用等增量法，根據(jù)試件的材料、尺寸，選取適宜的載荷增量值（5）（6）從試

42、驗圖形曲線上讀取所需數(shù)據(jù)，或點擊“數(shù)據(jù)管理”按扭，進入數(shù)據(jù)管理界面，查看原始數(shù)據(jù)或重新讀取所需數(shù)據(jù)。（7）結束試驗。退出實驗程序，取下試件。5觀察與再次實驗（1）觀察試件表面畫線是否恢復原狀。（2）將試件轉過900放置（即b與h換位），然后重復上述的實驗過程，注意觀察試件的變形情況有何不同。6試驗完畢，關閉試驗機、電腦。清理現(xiàn)場，工具復位。7整理數(shù)據(jù)，完成實驗報告六、思考題(1) 試驗為何采用“等增量法”加載？為何取各測點應變增量的算術平均值作為實驗值？(2) 電阻應變計是布設在梁的表面上，為什么把測得的表面上的應變看做是梁橫截面上的應變？其依據(jù)是什么？(3) 如果梁采用的是拉壓不等強度材料(

43、)，其彎曲正應力在整個橫截面上的分布曲線較之拉壓等強度材料梁將會有何變化？(4 )如果改變梁的跨度，在載荷相同情況下，彎曲變形程度會發(fā)生怎樣的變化？七、實驗報告內容1.實驗目的；2.實驗設備；3.實驗成果與分析，包括原始數(shù)據(jù)、實驗結果數(shù)據(jù)與曲線、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線等。4實驗結果討論與實驗小結，即實驗報告的最后部分，同學們綜合所學知識及實驗所得結論認真回答思考題并提出自己的見解、討論存在的問題。八、實驗記錄參考表格表4-1原始參數(shù)表材 料彈模(GPa)幾何參數(shù)應變片參數(shù)應變儀靈敏系數(shù) K儀b（mm）h（mm）a（mm）靈敏系數(shù) K片電阻值()低碳鋼矩形直梁表4-2 測點位置測點編號12345測

44、點至中性層的距離 y(mm)材料力學實驗中，純彎曲梁正應力實驗中影響結果的主要因素？應變片的方向和上下位置，是否進行溫度補償梁的擺放位置、下端支條位置，加載力位置，是否滿足中心部位的純彎表4-3 實驗記錄載荷(kN)測點的應變讀數(shù) ()PP12345012345應變增量平均值表4-4 實驗結果測 點 編 號12345應變修正值應力實驗值()應力理論值()誤差 ()第三章 主要實驗設備31微機控制電子萬能試驗機測定材料力學性能的主要設備是材料試驗機，能兼作拉伸、壓縮、彎曲等多種實驗的材料試驗機稱為萬能材料試驗機，它有液壓式、機械式、電子機械式等類型。目前實驗室最常用的是電子式萬能材料試驗機，它也

45、有許多不同的型號，但構造原理基本上是一樣的，現(xiàn)以國產WDW系列為例，圖31為這一系列中最常見的WDW-100型電子萬能材料試驗機，其結構簡圖如圖32所示。圖3-1 WDW-100型電子萬能材料試驗機一、電子萬能試驗機組成：電子萬能試驗機主要由主機和控制計算機、打印機組成。主機是試驗機的重要部分。原理：主機的動力源是一個電動機，通過減速裝置和絲杠帶動活動橫梁向上或向下運動，使試件產生拉伸或壓縮變形。安裝在活動橫梁上的力傳感器測量試件變形過程中的力值，即載荷值；同時，絲杠的轉動帶動主機內部一個光電編碼器，通過控制器換算成活動橫梁的位移值。力值和位移值在主機控制面板的液晶顯示屏上顯示為“試驗力”和“

46、位移”?；顒訖M梁的移動速度可以通過控制面板的操作鍵控制：F3鍵增加速度；F4鍵減小速度?；顒訖M梁的移動方向由控制面板上的方向鍵控制： 鍵向上運動（試件拉伸）； 鍵向下運動（試件壓縮）； 鍵停止。活動橫梁的位移值可以近似表示試件的變形，但精確的變形測試要用變形傳感器（又稱引伸計）。將引伸計固定在試件上，可以測量引伸計標距范圍內的變形量，精確到0.001mm ，控制面板的液晶顯示屏上顯示“變形”。所有操作和參數(shù)顯示也可以在控制計算機上進行。試驗機的立柱、上橫梁和主機箱組成剛性框架結構，可以保證試驗機足夠的剛度。限位銷用于活動橫梁的移動限位，當活動橫梁碰觸限位銷時將自動停機。限位銷的作用是使活動橫梁

47、在一定的試驗范圍內移動而不會發(fā)生上下夾頭之間發(fā)生碰撞事故，是實驗過程中的保護措施。圖3-2 WDW-100型電子萬能材料試驗機系統(tǒng)示意圖二 電子萬能試驗機操作1 開機與關機順時針轉動主機上的電源開關鎖鑰匙，主機加電。同時，控制器自檢，這時控制面板的液晶顯示屏上顯示“系統(tǒng)自檢，請稍后”。自檢完成后顯示屏顯示如圖，試驗機進入正常工作狀態(tài)。關機時，將電源開關鎖鑰匙逆時針轉動，主機自動斷電。！急停開關：主機座上的紅色按鈕。當工作中出現(xiàn)操作失誤，或控制器鎖死，致使控制面板上的按鈕失效時，按下急停開關。這時，主機進入斷電保護狀態(tài)，鑰匙開關也不能使主機加電。待故障排除后，逆時針轉動急停開關后放松，按鈕自動彈

48、起，主機方可進行正常加電操作。2清零當顯示屏顯示正常操作界面后，在不加載（零載荷）的狀態(tài)下，“試驗力”、“位移”、“變形”顯示如果不為零，需要進行手動清零。按數(shù)字“0” 將進行“位移”清零。按數(shù)字“1” 將進行“試驗力”清零。按數(shù)字“2”將進行“變形”注：只有安裝引伸計后，才有必要進行“變形“清零；清零操作也可以在試驗中進行，但“試驗力”清零通常應在不受力，即“零載荷”狀態(tài)下進行，以保證試驗中載荷的基準值；當清零操作后，顯示出現(xiàn)與零值較大的偏差時，可以重復清零。如果反復清零仍有較大的數(shù)值顯示，應停止進一步的操作，報告老師進行處理。通常，由于系統(tǒng)漂移，顯示并不是絕對零值。一般穩(wěn)定在一個很小的數(shù)值

49、范圍內即可。 清零操作也可以在控制計算機上進行。3試驗速度調整與方向控制如前所述，試驗機加載過程是通過活動橫梁的移動進行的，即所謂“等位移加載”。因此，活動橫梁移動速度（單位：mm/min）的快慢，決定加載速率的大??；而移動方向決定加載方向。“速度”和“方向”可以在控制面板上調整。速度調整：按“F3”鍵橫梁移動速度增加；按“F4”鍵橫梁移動速度減小。當安裝試件前，可以適當提高橫梁移動速度至50 200mm/min ；試驗時橫梁移動速度應調整至！注意：在試驗開始前，必須檢查橫梁移動速度設定，嚴禁設定高速度進行試驗。加載方向：按 鍵時，橫梁開始向上移動（拉伸試驗）；按 鍵時，橫梁開始向下移動（壓縮

50、試驗）；按 鍵時，橫梁停止。在試驗進行中，可以按 F3鍵 或F4鍵進行速度微調。在試驗進行中禁止在、方向鍵之間直接切換。需要改變方向時，應先按停止鍵。 試驗速度調整與方向控制也可以在控制計算機上進行。三拉伸試件的安裝拉伸試件如圖示1按 鍵，使橫梁向上移動，當上下夾頭間的距離大約在2530cm時，按 鍵。2放松上下夾頭的試件鎖緊把手，將試件自然放入下夾頭中。3設定橫梁速度50100mm/min，按 鍵，向下移動橫梁。在距離試件上端1cm左右時按 鍵。4設定橫梁速度為10mm/min ，用手將試件提起使試件夾持段進入上夾頭，然后按 鍵，繼續(xù)向下移動橫梁，觀察試件夾持段完全進入上下夾頭時按 鍵。5首

51、先自然旋緊下鎖緊把手，然后交替旋緊上、下鎖緊把手，直至鎖緊把手旋不動時，表明試件已被鎖緊。 6試件預加載。安裝好試件后，需要進行預加載，目的是消除安裝間隙。方法如下：設定橫梁速度0.05mm/min，觀察顯示“試驗力”符號和大小。當絕對值超過100N時，可以通過按 ，鍵調整。一般地，“試驗力”符號為“-”時，表明試件受壓縮預緊，應按 鍵；“試驗力”符號為“+”時，表明試件受拉伸預緊，應按 鍵。當試驗力絕對值較小時，按數(shù)字“1”鍵進行試驗力調零。按 鍵，加載至5kN然后按 鍵卸載至零，反復進行三次。按數(shù)字“1”鍵進行試驗力調零。四引伸計安裝引伸計如圖示，是一種精確測量試件變形的裝置。主要參數(shù)有：

52、標距：引伸計兩刃口間的距離（50mm）。試驗機顯示的“變形量”即為此距離間的變形。最大測量變形量：引伸計最大可測量變形量（5mm）。靈敏度系數(shù)：被測變形量與輸出電信號電壓值之間的比例系數(shù)，為一常數(shù)。試驗機出廠時配置了引伸計，并已標定了靈敏度系數(shù)，作為系統(tǒng)參數(shù)存入系統(tǒng)控制器，一般使用不需改變。需要注意的是，不同引伸計的靈敏度系數(shù)是不同的，也就是說，不同試驗機所配置的引伸計不能互換！注意：引伸計屬于精密器件，使用時應輕拿輕放，安裝時，應按操作順序進行。引伸計安裝與調零：1將定位銷插入限位桿與彈性臂的縫隙并用手固定。2將引伸計刃口靠置于試件試驗段中部位置。3用橡皮筋將上、下彈性臂與試件固定，然后拔除

53、定位銷。4按控制面板數(shù)字“2”在變形測量完畢后，應及時將引伸計摘下。測量時注意變形量不能超過引伸計的測量范圍，以免損壞引伸計。五利用計算機操作試驗機試驗機的控制操作（橫梁移動，橫梁速度控制，調零，讀數(shù)據(jù)等）都可以在控制計算機上進行。此外，控制計算機還可以試驗項目管理，錄入試驗初始參數(shù)，程序控制試驗進程，實時顯示試驗曲線。試驗結束后，可以根據(jù)試樣初始參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)計算并保存材料參數(shù)，可根據(jù)需要輸出試驗報告等。 啟動試驗機控制程序在系統(tǒng)界面上，雙擊“P_Main”圖標，啟動控制程序，顯示“用戶登錄”界面。提示輸入“用戶名”和“密碼”，非管理員用戶直接點擊“確定”進入主控制界面，如圖2。單擊“聯(lián)機”

54、按鈕，控制程序與主機建立聯(lián)系。這時，主機顯示屏顯示“PC-CONTROL”，參數(shù)顯示與控制操作轉移到控制程序主界面上。這時，“聯(lián)機”按鈕變?yōu)椴豢蛇x，“脫機”按鈕變?yōu)榭蛇x。如果單擊“脫機”按鈕，則恢復圖2界面，控制重新轉移到主機控制面板上。試驗機清零與參數(shù)設定 在圖2界面上可以看到與主機控制面板上顯示屏相同的試驗參數(shù)（括號內是主機控制面板上顯示屏上的顯示項目）：負荷（試驗力，單位：N）；軸向變形（變形，單位：mm）；位移（位移，單位：mm）；橫梁速度（速度，單位：mm/min）。另外，還有“橫向變形”：測量試件的橫向變形（要求安裝專用橫向位移傳感器）；“時間”：顯示試驗時間；“力峰值”：自動保存

55、試驗力的最大值。在“負荷”、“軸向變形”、“位移”等顯示項目旁邊都有“清零”按鈕，在聯(lián)機狀態(tài)下，單擊時可以完成對應項目的顯示清零工作。橫梁移動速度的調整在界面右側下方“橫梁速度”調整欄內，用鼠標選中原數(shù)據(jù)，直接輸入新的速度值（mm/min）單擊“確定”即可。試驗方式的確定做“拉伸試驗”時，單擊界面右側“橫梁狀態(tài)”欄中的“上升”按鈕，該按鈕變?yōu)殚W爍顯示，橫梁做上升運動。單擊“停止”按鈕，“上升”按鈕停止閃爍，橫梁停止運動。做“壓縮試驗”時，單擊界面右側“橫梁狀態(tài)”欄中的“下降”按鈕，該按鈕變?yōu)殚W爍顯示，橫梁做下降運動。單擊“停止”按鈕，“下降”按鈕停止閃爍，橫梁停止運動。 ！注意：禁止直接從“上

56、升”狀態(tài)切換到“下降”狀態(tài)！試件參數(shù)錄入在主界面上單擊“試樣錄入”按鈕，彈出如圖3的“參數(shù)錄入”對話框。其中有“*”號的項目為必選。當有“*”號的項目輸入后，“輸入試樣參數(shù)”欄打開，可以輸入試件的參數(shù)。其中“試驗編號”項為程序自動生成，不需輸入。如圖4，試樣錄入工作完成后，檢查無誤，可單擊“保存”，保存試驗參數(shù)；也可單擊“取消”，重新錄入。參數(shù)保存后，單擊“關閉”，返回主界面。試驗參數(shù)錄入試驗參數(shù)錄入是為試驗機預先指定一工作程序，使其自動完成試驗過程。在試驗參數(shù)錄入前，必須聯(lián)機，并且完成試樣參數(shù)錄入。 圖5對于“金屬拉伸試驗”的參數(shù)設置如下：第一步中設置界面如圖6。設置項目包括：“預載荷”：從

57、選定的載荷值開始試驗數(shù)據(jù)記錄和繪制試驗曲線；輸入“200”。此設置用于減小試驗初始階段的誤差?！皺M梁控制”：包括橫梁速度和方向設置；“橫梁速度”輸入“0.5”，拉伸試驗時選擇“向上運動”。此項設置為程序指定默認的橫梁運動速度和方向，在試驗中可以在主界面上不停機重新設定速度。 “返車”：選“停車后不返回”“引伸計”：選擇“使用引伸計”“小變形”“小變形摘除提示”?！耙?guī)定變形量：”輸入“0.18”。我們使用的小變形引伸計僅用于線彈性階段的變形測量，過大的變形極易損壞引伸計。因此，設定此項后，試驗中達到“規(guī)定變形量”設定值時，程序自動給出提示，要求摘除引伸計。對于低碳鋼拉伸實驗，規(guī)定變形量不應超過0

58、.2mm ?！暗谝徊健痹O置完成；單擊“下一步”進入圖7設置界面此項設置給出需要計算的材料參數(shù)，根據(jù)試驗項目選定。在拉伸試驗中需要計算“彈性模量”，單擊改選項，選擇“自動計算”；在“選擇計算方法”欄中選擇“擬合法”；在“輸入自動計算條件”中“始點”輸入“40”，“末點”輸入“50”?！笆键c”和“末點”是指引伸計總測量值的百分值，此項的設定關系到彈性模量計算的精度，因此選擇線彈性變形曲線的中段計算。這是因為變形曲線中段線性度較好，計算較準確。而變形曲線初始階段受機器間隙的影響，往往存在非線性現(xiàn)象（試驗前加一定的預載荷可以減小這種情況）；變形曲線末階段，材料接近屈服，往往也會出現(xiàn)非線性。對低碳鋼拉伸

59、試驗，選擇變形曲線的30%60%段計算彈性模量較合理。單擊“下一步”進入圖8的設置界面。此項設置確定實驗結束條件。通常只選“斷裂百分比”，選2030%；“最大負荷值”，選45000N。單擊“下一步”進入圖9的設置界面。“選擇傳感器”：取默認值，即“測力傳感器額定值”：50，000N測力傳感器；“小變形額定值”：5.00mm引伸計。此項設置隨機器所配傳感器而定，禁止隨意改動！單擊“下一步”進入圖10的設置界面，取默認值。此項設置繪圖坐標增量值，各項單位是：負荷：N；位移：mm；變形：mm；時間：sec；應力：1N/m2；應變：10-6 。試驗曲線是試驗時在主界面上實時顯示的。通過主界面左側“選擇

60、曲線”下拉菜單，可以選擇“負荷-位移曲線”等顯示項目?！霸囼瀰?shù)”設置完成后，選擇“關閉”退回主菜單；也可選擇“上一步”修改參數(shù)。開始試驗參數(shù)設置完畢，仔細檢查無誤后，可以開始試驗。在聯(lián)機狀態(tài)下，單擊“試驗開始”按鈕，試驗機將按給定的試驗方式和速率加載，拉伸試驗時“上升”按鈕閃爍；壓縮試驗時“下降”按鈕閃爍。同時，實時的顯示給定類型的曲線。試件斷裂后，單擊“試驗結束”按鈕，試驗機自動保存試驗數(shù)據(jù)，顯示設定的材料參數(shù)。在試驗開始后，一般不能中途人為的通過按“停止” 或“試驗結束”按鈕來終止試驗，否則將不能保存完整的試驗數(shù)據(jù)。在試驗進行中，可以隨時改變顯示曲線的類型和試驗速度。單擊主界面左側“選擇