实验力学实验报告
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实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换,验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化,确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能:位能、动能和静压能,这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时,任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示,取流动系统中的任意两测试点,列柏努利方程式:∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管,Z 1=Z 2,则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1;在不考虑阻力损失的情况下,即Σh f =0时,若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2;在静止状态下,即u 1= u 2= 0时,p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2-2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱,与管径不均匀的玻璃实验管连接,实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节,出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7,打开阀门3、5,排出系统中空气;然后关闭阀7、3、5,观察并记录各测压管中的液压高度。
思考:所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上?应否在同一标高上?为什么?4、将阀7、3半开,观察并记录各个测压管的高度,并思考:(1)A、E两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?(2)B、D两管中,C、D两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?5、将阀全开,观察并记录各测压管的高度,并思考:各测压管内液位高度是否变化?为什么变化?这一现象说明了什么?五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态,加强层流和湍流两种流动类型的感性认识;2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算;3、测定临界雷诺数。
第1篇一、实验目的1. 掌握力学实验的基本操作方法和实验技巧。
2. 学习使用力学实验仪器,如天平、弹簧测力计、刻度尺等。
3. 通过实验验证力学基本定律,如牛顿运动定律、胡克定律等。
4. 培养实验数据分析、处理和总结的能力。
二、实验原理1. 牛顿运动定律:物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即 F=ma。
2. 胡克定律:弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,即 F=kx,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的伸长量。
3. 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,即F浮 = G排= ρ液体gV排,其中ρ液体为液体的密度,g 为重力加速度,V 排为物体排开液体的体积。
三、实验仪器1. 天平:用于测量物体的质量。
2. 弹簧测力计:用于测量力的大小。
3. 刻度尺:用于测量物体的长度。
4. 金属小球:用于验证牛顿运动定律。
5. 弹簧:用于验证胡克定律。
6. 烧杯:用于验证阿基米德原理。
7. 水和盐:用于验证阿基米德原理。
四、实验步骤1. 验证牛顿运动定律(1)将金属小球放在水平面上,使用天平测量小球的质量。
(2)用弹簧测力计测量小球所受的重力。
(3)改变小球的质量,重复步骤(2),记录数据。
(4)根据 F=ma,计算小球的加速度。
2. 验证胡克定律(1)将弹簧一端固定在支架上,另一端连接弹簧测力计。
(2)逐渐增加弹簧的伸长量,记录弹簧测力计的示数。
(3)计算弹簧的劲度系数 k。
3. 验证阿基米德原理(1)在烧杯中装入适量的水,将金属小球浸入水中,使用天平和刻度尺测量小球的质量和体积。
(2)将金属小球浸入盐水中,重复步骤(1),记录数据。
(3)根据阿基米德原理,计算小球在水和盐水中所受的浮力。
五、实验数据及处理1. 验证牛顿运动定律物体质量:m = 0.2 kg重力:F = 1.96 N加速度:a = F/m = 9.8 m/s²2. 验证胡克定律弹簧伸长量:x = 0.1 m弹簧测力计示数:F = 0.98 N劲度系数:k = F/x = 9.8 N/m3. 验证阿基米德原理水中浮力:F水 = G排= ρ水gV排 = 0.98 N盐中浮力:F盐 = G排= ρ盐水gV排 = 1.02 N1. 实验验证了牛顿运动定律,物体受到的合外力与其质量成正比,与加速度成正比。
一、实验目的1. 通过实验验证牛顿第二定律的正确性。
2. 理解质量、力和加速度之间的关系。
3. 掌握实验操作和数据处理方法。
二、实验原理牛顿第二定律指出:物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比,加速度的方向与合外力的方向相同。
其数学表达式为:F=ma。
三、实验器材1. 弹簧测力计2. 小车3. 滑轮4. 细线5. 铅块6. 水平桌面7. 秒表8. 米尺9. 计算器四、实验步骤1. 将小车放在水平桌面上,用细线连接小车和铅块,铅块挂在滑轮的另一端。
2. 用弹簧测力计测出铅块的重力G,记录数据。
3. 将小车放在水平桌面上,用米尺测量小车与滑轮之间的距离L,记录数据。
4. 在小车的一端连接弹簧测力计,用米尺测量弹簧测力计与小车之间的距离D,记录数据。
5. 在小车的一端连接细线,另一端连接铅块,调整铅块的质量m,使小车能够顺利运动。
6. 用秒表测量小车通过距离L所需的时间t,记录数据。
7. 改变铅块的质量m,重复步骤5和6,共进行5次实验。
五、数据处理1. 计算每次实验中铅块的重力G与小车受到的合外力F之间的关系。
2. 计算每次实验中小车的加速度a。
3. 计算每次实验中小车的质量m与加速度a之间的关系。
六、实验结果与分析1. 通过实验数据,我们发现铅块的重力G与小车受到的合外力F成正比,符合牛顿第二定律。
2. 通过实验数据,我们发现小车的质量m与加速度a成反比,符合牛顿第二定律。
3. 实验结果与理论分析一致,验证了牛顿第二定律的正确性。
七、实验结论通过本次实验,我们成功验证了牛顿第二定律的正确性,了解了质量、力和加速度之间的关系。
在实验过程中,我们掌握了实验操作和数据处理方法,为以后的学习奠定了基础。
八、实验注意事项1. 在实验过程中,注意保持实验环境的安静,以免影响实验数据的准确性。
2. 在测量距离和力时,尽量保证精度,减小误差。
3. 在调整铅块质量时,注意观察小车运动情况,确保实验顺利进行。
力学演示实验报告力学演示实验报告引言:力学是物理学中的一个重要分支,研究物体的运动和力的作用。
为了更好地理解力学原理,我们进行了一系列力学演示实验。
本报告将详细介绍我们所进行的实验以及实验结果。
实验一:牛顿摆实验牛顿摆实验是力学实验中常见且经典的实验之一。
我们使用了一根长绳和一个重物,将重物系于一端,然后将其释放,观察其摆动的规律。
实验中我们改变了重物的质量以及摆动的幅度,记录下了摆动的周期。
实验结果显示,牛顿摆的周期与摆动的幅度无关,只与摆动的长度有关。
这符合牛顿摆的理论预测,即摆动周期与摆动长度的平方根成正比。
通过这个实验,我们深入理解了牛顿摆的运动规律。
实验二:弹簧振子实验弹簧振子实验是研究弹性力学的经典实验之一。
我们使用了一个弹簧和一个质量,将质量挂在弹簧上方,然后将其拉伸或压缩释放,观察其振动的规律。
实验中我们改变了质量的大小以及弹簧的初始伸长量,记录下了振动的周期。
实验结果显示,弹簧振子的周期与质量无关,只与弹簧的劲度系数有关。
这符合弹簧振子的理论预测,即振动周期与弹簧劲度系数的平方根成反比。
通过这个实验,我们加深了对弹性力学的理解。
实验三:滑块斜面实验滑块斜面实验是研究斜面上物体运动的实验之一。
我们使用了一个斜面和一个滑块,将滑块放在斜面上,然后观察其滑动的规律。
实验中我们改变了斜面的角度以及滑块的质量,记录下了滑动的加速度。
实验结果显示,滑块在斜面上的加速度与斜面的角度无关,只与滑块的质量和斜面的摩擦系数有关。
这符合滑块斜面运动的理论预测,即滑块的加速度与重力加速度、摩擦力和斜面角度的正弦值成正比。
通过这个实验,我们深入理解了斜面上物体的运动规律。
结论:通过以上实验,我们对力学原理有了更深入的理解。
牛顿摆实验、弹簧振子实验和滑块斜面实验分别展示了不同力学现象的规律。
这些实验不仅加强了我们对力学原理的理论认识,还培养了我们的实验操作能力和数据记录能力。
力学作为物理学的基础,对于我们理解自然界的运动现象和力的作用具有重要意义。
中学物理力学的实验报告拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最根本和重要的实验之一。
这不仅因为拉伸实验简便易行,便于分析,且测试技术较为成熟。
更重要的是,工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标,大多数是以拉伸实验为主要依据。
实验目的〔二级标题左起空两格,四号黑体,题后为句号〕1、验证胡可定律,测定低碳钢的E。
2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标:屈服应力Rel和抗拉强度Rm。
3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标:伸长率A和断面收缩率Z4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉强度Rm5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图,比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。
实验设备和仪器万能试验机、游标卡尺,引伸仪实验试样实验原理按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定,在室温10℃~35℃的范围内进行试验。
将试样安装在试验机的夹头中,固定引伸仪,然后开动试验机,使试样受到缓慢增加的拉力〔应根据材料性能和试验目确实定拉伸速度〕,直到拉断为止,并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图〔图2-2所示〕。
应当指出,试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样〔不只是标距局部〕的伸长,还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。
由于试样开始受力时,头部在夹头内的滑动较大,故绘出的拉伸图最初一段是曲线。
1.低碳钢〔典型的塑性材料〕当拉力较小时,试样伸长量与力成正比增加,保持直线关系,拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲。
保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。
在FP的上方附近有一点是Fc,假设拉力小于Fc而卸载时,卸载后试样立刻恢复原状,假设拉力大于Fc后再卸载,那么试件只能局部恢复,保存的剩余变形即为塑性变形,因而Fc是代表材料弹性极限的力值。
当拉力增加到一定程度时,试验机的示力指针〔主动针〕开始摆动或停止不动,拉伸图上出现锯齿状或平台,这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续,这种现象称为材料的屈服。
力学基本测量实验报告力学基本测量实验报告摘要:本实验旨在通过测量物体的质量、长度、时间和力的大小,来研究力学基本测量的原理和方法。
通过实验,我们掌握了使用天平测量物体质量的技巧,使用游标卡尺测量物体长度的方法,使用秒表测量时间的技巧,以及使用弹簧测力计测量力的原理。
实验结果表明,我们能够准确地测量物体的质量、长度、时间和力的大小。
1. 引言力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动和受力情况。
在力学研究中,准确测量物体的质量、长度、时间和力的大小是非常重要的。
本实验通过几个基本测量实验,来掌握测量的原理和方法。
2. 实验装置和方法2.1 实验装置本实验使用的装置包括天平、游标卡尺、秒表和弹簧测力计。
2.2 实验方法2.2.1 测量物体质量首先,将天平调零,并将待测物体放在天平的盘中。
通过调节天平的滑动块,使天平平衡,记录下物体的质量。
2.2.2 测量物体长度使用游标卡尺测量物体的长度时,首先将游标卡尺的两脚放在物体的两端,使其贴紧物体表面。
然后,读取游标卡尺上的刻度,并将其转换为物体的长度。
2.2.3 测量时间使用秒表测量时间时,首先按下秒表的启动按钮,开始计时。
当需要停止计时时,再次按下秒表的按钮,记录下经过的时间。
2.2.4 测量力的大小使用弹簧测力计测量力的大小时,将待测力施加在弹簧测力计的挂钩上,读取弹簧测力计上的刻度,并将其转换为力的大小。
3. 实验结果与分析3.1 测量物体质量的结果通过多次测量,我们得到了物体的质量为10.2 g。
3.2 测量物体长度的结果通过多次测量,我们得到了物体的长度为15.6 cm。
3.3 测量时间的结果通过多次测量,我们得到了物体的运动时间为3.2 s。
3.4 测量力的大小的结果通过多次测量,我们得到了物体的受力大小为8.5 N。
4. 结论通过本实验,我们掌握了使用天平测量物体质量、使用游标卡尺测量物体长度、使用秒表测量时间和使用弹簧测力计测量力的方法和技巧。
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作,加深对力学基本概念和计算方法的理解。
通过实验,掌握以下内容:1. 力的合成与分解;2. 物体的受力分析;3. 力矩和力偶的计算;4. 物体平衡条件的应用;5. 力学实验数据的处理和分析。
二、实验原理力学计算实验涉及的主要原理包括:1. 力的合成与分解:根据力的平行四边形法则,将多个力合成一个力,或将一个力分解为两个分力。
2. 物体的受力分析:分析物体所受的力,包括重力、支持力、摩擦力等,并根据力的作用线、作用点等特征进行计算。
3. 力矩和力偶的计算:力矩是力与力臂的乘积,力偶是两个等大、反向、不共线的力。
通过计算力矩和力偶,可以分析物体的转动状态。
4. 物体平衡条件的应用:物体在力的作用下处于平衡状态时,所受的合力为零,合力矩为零。
5. 力学实验数据的处理和分析:对实验数据进行整理、计算和分析,得出结论。
三、实验设备与仪器1. 力学实验台;2. 力学测力计;3. 支撑杆;4. 滑轮;5. 测力计;6. 水平仪;7. 计算器;8. 记录纸。
四、实验步骤1. 实验一:力的合成与分解(1)搭建力学实验台,将测力计固定在实验台上;(2)用测力计分别测量两个力的合力,记录数据;(3)用平行四边形法则计算两个力的合力,并与实验数据进行比较。
2. 实验二:物体的受力分析(1)搭建力学实验台,将物体放置在实验台上;(2)分析物体所受的力,包括重力、支持力、摩擦力等;(3)根据受力分析,计算物体所受的合力,判断物体的运动状态。
3. 实验三:力矩和力偶的计算(1)搭建力学实验台,将物体放置在实验台上;(2)分析物体所受的力,确定力臂;(3)计算力矩和力偶,判断物体的转动状态。
4. 实验四:物体平衡条件的应用(1)搭建力学实验台,将物体放置在实验台上;(2)分析物体所受的力,判断物体的平衡状态;(3)验证物体是否满足平衡条件。
5. 实验五:力学实验数据的处理和分析(1)整理实验数据,进行计算;(2)分析实验数据,得出结论。
压缩实验一、实验目的1.测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。
2.观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、实验设备、材料万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。
三、 实验方法1. 用游标卡尺量出试件的直径d 和高度h 。
2. 把试件放好,调整试验机,使上压头处于适当的位置,空隙小于10mm 。
3. 运行试验程序,加载,实时显示外力和变形的关系曲线。
4. 对低碳钢试件应注意观察屈服现象,并记录下屈服载荷F s =22.5kN 。
其越压越扁,压到一定程度(F=40KN )即可停止试验。
对于铸铁试件,应压到破坏为止,记下最大载荷F b =35kN 。
打印压缩曲线。
5. 取下试件,观察低碳钢试件形状: 鼓状;铸铁试件,沿 55~45方向破坏。
四、试验结果及数据处理 材料 直径 mm 屈服载荷 kN 最大载荷 kN 屈服极限 MPa 强度极限 MPa 碳钢 10mm 22KN ------ 280.11MP a ------铸铁 10mm ------ 60KN ------ 763.94MPa 低碳钢压缩屈服点 022*******.11MPa 10/4s s F A πσ=⨯== 铸铁压缩强度极限 0260000763.94MPa 10/4b b F A πσ=⨯== 五、思考题1. 分析铸铁破坏的原因,并与其拉伸作比较。
答:铸铁压缩时的断口与轴线约成 45角,在 45的斜截面上作用着最大的切应力,故其破坏方式是剪断。
铸铁拉伸时,沿横截面破坏,为拉应力过大导致。
F SF△L图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线2. 放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形,为什么?答:支承垫板底部都制作成球形自动对中,便于使试件均匀受力。
3. 为什么铸铁试样被压缩时,破坏面常发生在与轴线大致成 55~45的方向上?答:由于内摩擦的作用。
4. 试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同? 答:塑性材料在压缩时截面不断增大,承载能力不断增强,但塑性变形过大时不能正常工作,即失效;脆性材料在压缩时,破坏前无明显变化,破坏与沿轴线大致成 55~45的方向发生,为剪断破坏。
第1篇一、实验背景理论力学是研究物体在力的作用下运动规律和平衡条件的学科,是力学的基础学科。
本实验报告旨在通过对理论力学实验的总结,加深对理论力学基本原理和方法的理解,提高实验操作技能,培养严谨的科学态度。
二、实验目的1. 掌握理论力学实验的基本操作技能;2. 理解理论力学基本原理和方法;3. 培养实验数据处理和结果分析能力;4. 提高团队合作意识。
三、实验内容本实验报告主要总结了以下三个实验:1. 摩擦实验2. 重心实验3. 合力与分力实验1. 摩擦实验实验目的:研究滑动摩擦力与正压力、摩擦系数的关系。
实验原理:滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ的关系为F=μN。
实验步骤:(1)将实验装置组装好,调整实验台面水平;(2)测量正压力N,并记录;(3)改变摩擦系数μ,重复步骤(2);(4)测量滑动摩擦力F,并记录;(5)绘制F-N、F-μ关系图。
实验结果:滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ成正比。
2. 重心实验实验目的:研究不规则物体的重心位置。
实验原理:不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。
实验步骤:(1)将不规则物体悬挂在实验装置上,调整悬挂点位置,使物体保持平衡;(2)记录悬挂点位置,即为重心位置;(3)使用称重法测量物体重量,并记录;(4)计算重心位置。
实验结果:不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。
3. 合力与分力实验实验目的:研究力的合成与分解。
实验原理:力可以分解为若干个分力,也可以合成一个合力。
实验步骤:(1)将实验装置组装好,调整实验台面水平;(2)测量已知力的大小和方向,并记录;(3)使用分力实验装置,将已知力分解为两个分力;(4)测量两个分力的大小和方向,并记录;(5)使用合力实验装置,将两个分力合成一个合力;(6)测量合力的大小和方向,并记录。
实验结果:力可以分解为若干个分力,也可以合成一个合力。
四、实验总结1. 通过本次实验,我们对理论力学基本原理和方法有了更深入的理解,提高了实验操作技能;2. 在实验过程中,我们学会了如何使用实验装置,掌握了实验数据处理和结果分析的方法;3. 通过团队合作,我们提高了沟通能力和协作精神。
力学综合实验实验报告实验名称:力学综合实验实验目的:1. 了解测量力的方法和技术。
2. 掌握力的合成、分解和平衡条件。
3. 学会测量重心位置、重心高度。
4. 熟练掌握弹簧弹性力的测量方法。
5. 研究摩擦力的特性和测量方法。
实验仪器:1. 弹簧秤2. 细直尺3. 细绳和各种典型器具实验原理:1. 力的合成、分解和平衡条件(1)力的合成:当一个物体受到多个力的作用时,可以把它们看成是一个力的合力作用在物体上。
(2)力的分解:一个力可以分解成若干个力的和,作用在不同的方向上。
(3)力的平衡条件:当作用在一个物体上的多个力平衡时,它们的合力为零,物体保持静止或做匀速直线运动。
2. 重心和重心高度(1)重心:物体的每个质点都有质量,它们按一定位置分布在物体内部。
重心是指物体内部所有质点所形成的重力中心,也是物体保持平衡的重心位置。
(2)重心高度:以水平面为基准面,物体重心所在点到基准面的垂直距离称为重心高度。
3. 弹簧弹性力的测量方法(1)弹性力:当弹簧变形时,它对物体产生的力叫做弹性力。
根据“胡克定律”可知,弹簧的弹性力与伸长量成正比。
(2)弹簧秤:利用弹性力的大小,可以制作弹簧秤来测量重力,简单易行。
4. 摩擦力的特性和测量方法(1)静摩擦力:两个物体相互接触,但不动。
静摩擦力的大小等于两物体之间最大可能存在的力。
(2)动摩擦力:两个物体相互接触,其中一个物体运动,而另一个物体不动。
动摩擦力的大小小于静摩擦力的大小。
(3)摩擦力的测量方法:通过改变物体的倾斜度来改变滑动中某一方向的重力作用量,再测出对应的摩擦力,可以通过实验数据求出静摩擦力和动摩擦力的大小。
实验步骤:1. 力的合成和分解实验(1)将一个光滑水平桌子的一侧放斜,在桌子的高侧沿上挂一个小球,使之自由挂着。
(2)在小球上用一粗线垂直挂一水平木板,用一弹簧秤分别测定木板的重量和弹簧秤受到的重力。
(3)将木板沿桌子坡面挪动,分别用一支细绳与快速脱钩的弹簧秤连接砝码,使得木板静止于桌子坡面上,然后记录数据。
第1篇一、引言力学实验是物理学科中重要的实践环节,通过实验可以加深对力学理论的理解,培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
本报告将对全套力学实验进行总结,包括实验目的、原理、方法、结果分析及实验心得体会。
二、实验内容1. 力学基本实验(1)实验目的:验证牛顿运动定律,研究力与运动的关系。
(2)实验原理:通过测量物体的运动状态和受力情况,分析物体所受的合外力,验证牛顿运动定律。
(3)实验方法:利用打点计时器、天平等实验仪器,测量物体的位移、速度、加速度等参数,分析受力情况。
(4)结果分析:通过实验数据,验证牛顿运动定律的正确性,分析力与运动的关系。
2. 弹性力学实验(1)实验目的:研究弹性力学的基本理论,验证胡克定律。
(2)实验原理:利用弹簧测力计、杠杆等实验仪器,测量弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系,验证胡克定律。
(3)实验方法:通过改变拉力大小,测量弹簧的伸长量,分析伸长量与拉力的关系。
(4)结果分析:通过实验数据,验证胡克定律的正确性,研究弹性力学的基本理论。
3. 材料力学实验(1)实验目的:研究材料力学的基本理论,验证材料的力学性能。
(2)实验原理:利用拉伸试验机、万能试验机等实验仪器,测量材料的应力、应变等参数,分析材料的力学性能。
(3)实验方法:通过拉伸、压缩等试验,测量材料的应力、应变等参数,分析材料的力学性能。
(4)结果分析:通过实验数据,验证材料的力学性能,研究材料力学的基本理论。
4. 振动实验(1)实验目的:研究振动的基本理论,验证振动方程。
(2)实验原理:利用单摆、弹簧振子等实验仪器,研究振动系统的振动特性,验证振动方程。
(3)实验方法:通过改变振动系统的参数,测量振动频率、振幅等参数,分析振动系统的振动特性。
(4)结果分析:通过实验数据,验证振动方程的正确性,研究振动的基本理论。
5. 流体力学实验(1)实验目的:研究流体力学的基本理论,验证流体流动规律。
(2)实验原理:利用风洞、水槽等实验仪器,研究流体流动特性,验证流体流动规律。
力学实验报告篇一:工程力学实验报告(全)工程力学实验报告学生姓名:学号:专业班级:南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠(组)合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验12 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间:设备编号:温度:湿度:一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前2低碳钢弹性模量测定E?Fl(l)A=实验后屈服载荷和强度极限载荷3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论(1)比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;(2)试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
4篇二:力学实验报告标准答案力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验...............................................................................2 二、压缩实验...............................................................................4 三、拉压弹性模量E 测定实验...................................................6 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验.......................................8 五、扭转破坏实验....................................................................10 六、纯弯曲梁正应力实验..........................................................12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验..................................15 八、压杆稳定实验. (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
第1篇一、实验目的1. 了解力学试验的基本原理和方法。
2. 掌握拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等力学试验的操作技能。
3. 培养学生严谨的实验态度和良好的实验习惯。
二、实验原理力学试验是研究材料力学性能的重要手段。
本实验主要研究材料的拉伸、压缩和弯曲性能。
通过测量材料在受力过程中的应力、应变等参数,可以了解材料的力学特性。
1. 拉伸试验:测量材料在拉伸过程中断裂时的最大应力,称为抗拉强度。
2. 压缩试验:测量材料在压缩过程中断裂时的最大应力,称为抗压强度。
3. 弯曲试验:测量材料在弯曲过程中断裂时的最大应力,称为抗弯强度。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:万能试验机、拉伸试验机、压缩试验机、弯曲试验机、测量仪器等。
2. 实验材料:钢棒、铜棒、铝棒等。
四、实验步骤1. 拉伸试验:(1)将材料固定在拉伸试验机上,调整夹具,使材料与试验机轴线平行。
(2)打开试验机,使材料缓慢拉伸,直到断裂。
(3)记录断裂时的最大应力值。
2. 压缩试验:(1)将材料固定在压缩试验机上,调整夹具,使材料与试验机轴线平行。
(2)打开试验机,使材料缓慢压缩,直到断裂。
(3)记录断裂时的最大应力值。
3. 弯曲试验:(1)将材料固定在弯曲试验机上,调整夹具,使材料与试验机轴线平行。
(2)打开试验机,使材料缓慢弯曲,直到断裂。
(3)记录断裂时的最大应力值。
五、实验数据与结果分析1. 拉伸试验:(1)材料:钢棒,直径为10mm,长度为100mm。
(2)实验数据:最大应力值为600MPa。
(3)结果分析:钢棒在拉伸试验中表现出良好的抗拉性能。
2. 压缩试验:(1)材料:铜棒,直径为10mm,长度为100mm。
(2)实验数据:最大应力值为200MPa。
(3)结果分析:铜棒在压缩试验中表现出较好的抗压性能。
3. 弯曲试验:(1)材料:铝棒,直径为10mm,长度为100mm。
(2)实验数据:最大应力值为150MPa。
(3)结果分析:铝棒在弯曲试验中表现出较好的抗弯性能。
螺栓的力学实验报告一、实验目的1. 理解螺栓的力学原理和承载能力。
2. 掌握螺栓实验的操作方法和数据处理技巧。
3. 分析螺栓的载荷特性,并了解其应用领域。
二、实验原理螺栓是一种常见的紧固件,广泛应用于机械、建筑等领域。
它们具有重要的承载和连接功能。
螺栓的力学性能评估是确保其性能安全可靠的重要环节。
螺栓在受载中主要承受拉力和剪力。
拉力是由于外力的作用,使螺栓产生拉伸变形。
剪力则是由螺栓与连接件之间的相对滑动所产生的。
在实验中,我们将使用一台力学实验机对螺栓进行拉力和剪力测试。
通过加载不同的力并记录相应的变形和应力,我们能够了解螺栓在不同受力条件下的性能。
三、实验步骤1. 准备工作:根据实验要求选择合适的螺栓和连接件,并确保其表面平整清洁。
2. 设置力学实验机:根据实验需求调整实验机的参数,如拉伸速度、加载方式等。
3. 弯曲实验:将螺栓安装在实验机上,并加载适当的弯曲力,记录相应的变形和应力数据。
4. 剪切实验:将螺栓与连接件紧密连接后,加载适当的剪切力,记录相应的变形和应力数据。
5. 数据处理:根据实验数据绘制应力-变形曲线,并分析螺栓的载荷特性。
四、实验结果与分析根据实验数据,我们得到了螺栓在不同受力条件下的应力-变形曲线。
通过曲线的形状和变化趋势,我们可以得出如下结论:1. 当力逐渐增大时,螺栓的变形也随之增加,但应力增长的速度快于变形的增长速度。
2. 螺栓在拉伸、弯曲受力下的应力较高,剪切受力下的应力相对较低。
3. 在实验的线性范围内,螺栓的应力和变形呈线性关系。
基于以上结论,我们可以确定螺栓的额定载荷和可靠工作范围。
同时,我们也能够根据实验结果选择合适的螺栓参数,以满足特定工程需求。
五、实验总结本次螺栓的力学实验使我们深入了解了螺栓的力学性能和承载能力。
通过实验数据的分析,我们能够准确评估螺栓的可靠性,并为工程实践提供参考。
在实验中,我们也发现螺栓的性能与其内部结构、材料及处理工艺等因素密切相关。
力学性能测试实验报告力学性能测试实验报告摘要:本实验旨在通过力学性能测试,评估材料的力学特性。
实验采用了拉伸试验和冲击试验两种方法,通过分析材料的应力-应变曲线和冲击能量吸收能力,得出材料的强度、韧性和脆性等性能指标。
实验结果表明,材料具有较高的强度和韧性,能够满足实际应用需求。
1. 引言力学性能是评估材料质量和可靠性的重要指标。
在工程领域中,对材料的强度、韧性和脆性等性能要求较高。
因此,通过力学性能测试,能够全面了解材料的力学特性,为工程设计和材料选择提供科学依据。
2. 实验方法2.1 拉伸试验拉伸试验是一种常用的力学性能测试方法,用于评估材料的强度和韧性。
实验中,我们使用了万能试验机进行拉伸试验。
首先,将材料样品固定在试验机上,然后施加逐渐增大的拉力,记录材料的应力和应变数据。
最终,根据应力-应变曲线,可以得出材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等性能指标。
2.2 冲击试验冲击试验是评估材料抗冲击能力的重要方法。
实验中,我们选择了冲击试验机进行测试。
首先,将材料样品固定在冲击试验机上,然后通过释放重物,使其自由落下,冲击样品。
记录样品在冲击过程中的吸能能力,得出材料的冲击韧性和能量吸收能力。
3. 实验结果与分析3.1 拉伸试验结果通过拉伸试验,我们得到了材料的应力-应变曲线。
根据曲线的形状和特征,我们可以得出材料的力学性能。
实验结果显示,材料具有较高的弹性模量和屈服强度,表明材料具有良好的刚性和强度。
同时,曲线的延展性较好,没有明显的断裂点,表明材料具有良好的韧性。
3.2 冲击试验结果冲击试验结果显示,材料在冲击过程中能够吸收较大的能量,具有较高的冲击韧性。
这意味着材料在受到冲击时,能够有效地减缓冲击力的传递,降低事故和损坏的风险。
4. 结论通过力学性能测试实验,我们得出了材料的力学特性。
实验结果表明,材料具有较高的强度、韧性和冲击能量吸收能力,能够满足实际应用需求。
这为工程设计和材料选择提供了重要的参考依据。
一、实验目的1. 了解疲劳断裂现象及其机理;2. 掌握疲劳试验的基本原理和方法;3. 分析不同材料在循环载荷作用下的疲劳性能;4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理疲劳断裂是指材料在循环载荷作用下,经过一定次数的循环后,在应力远低于材料屈服强度的情况下发生的断裂。
疲劳断裂机理包括疲劳裂纹的产生、扩展和最终断裂。
本实验采用应力控制法进行疲劳试验,通过在不同应力水平下对材料进行循环加载,观察材料的疲劳性能。
三、实验设备和仪器1. 疲劳试验机:用于施加循环载荷;2. 引伸计:用于测量材料的变形;3. 扫描电子显微镜:用于观察疲劳裂纹的微观形态;4. 显微硬度计:用于测量材料的硬度。
四、实验材料本实验选用低碳钢作为实验材料。
五、实验步骤1. 根据材料特性,确定实验方案,包括应力水平、循环次数等;2. 将实验材料加工成标准试样,并进行表面处理;3. 将试样安装在疲劳试验机上,调整好试验参数;4. 进行循环加载试验,记录试验过程中的应力、应变、裂纹长度等数据;5. 完成试验后,对试样进行扫描电子显微镜和显微硬度测试。
六、实验数据及处理1. 记录不同应力水平下的循环次数、裂纹长度、断裂位置等数据;2. 根据实验数据,绘制疲劳曲线,分析材料的疲劳性能;3. 对裂纹进行微观分析,了解裂纹的形成和扩展机理。
七、实验结果与分析1. 疲劳曲线:在低应力水平下,循环次数较多,材料具有较好的疲劳性能;随着应力水平的提高,循环次数逐渐减少,材料的疲劳性能逐渐降低。
2. 裂纹形态:裂纹起源于试样表面,逐渐扩展至内部,最终导致材料断裂。
裂纹形态包括疲劳裂纹、微观裂纹和宏观裂纹。
3. 疲劳机理:疲劳裂纹的产生和扩展是材料在循环载荷作用下,由于微观缺陷、应力集中等因素引起的。
裂纹的形成和扩展过程包括疲劳裂纹的产生、亚临界扩展和最终断裂。
八、结论1. 低碳钢在循环载荷作用下,具有较好的疲劳性能,但在高应力水平下,疲劳性能较差;2. 疲劳裂纹的产生和扩展是材料在循环载荷作用下,由于微观缺陷、应力集中等因素引起的;3. 疲劳试验有助于了解材料的疲劳性能,为材料的设计和使用提供理论依据。
力学小实验弹簧实验报告实验名称:弹簧的拉伸与弹性恢复实验目的:1. 观察弹簧在拉伸过程中的变形情况,研究弹簧的弹性特性;2. 探究拉伸力与弹簧伸长量之间的关系。
实验原理:弹簧是一种具有弹性的材料,它可以在受力后产生形变,并且在去除外力后会恢复到原状。
实验中使用的弹簧为一根细长的金属丝弯成的螺旋状,在一段长度范围内具有线性弹性。
即拉伸弹簧一定长度时,拉力与伸长量成正比。
实验器材:1. 弹簧;2. 弹簧挂钩(两个,分别用于挂弹簧的两端);3. 弹簧架(用于支撑弹簧);4. 拉力计。
实验步骤:1. 将弹簧挂在弹簧架的两个挂钩上,使其悬空;2. 在弹簧的下端挂上一个拉力计,准备记录拉力;3. 慢慢用手拉伸弹簧,记录拉力计上显示的拉力数值;4. 测量拉伸弹簧后的长度,用尺子或卷尺测量;5. 逐渐增加拉伸力,分别记录拉力计的读数和弹簧的伸长量,直到弹簧变形产生明显变化;6. 缓慢减小拉力,记录每个拉力对应的弹簧伸长量;7. 完成实验后,恢复弹簧原状,取下拉力计和弹簧。
实验数据处理:1. 绘制拉力与伸长量之间的曲线图,观察二者的关系;2. 计算每个拉力对应的弹簧伸长量的平均值;3. 计算拉力与平均伸长量的比值,得到弹簧的弹性常数。
实验结果:通过实验测得的数据,绘制了拉力与伸长量之间的曲线图,发现拉力与伸长量呈线性正相关的关系。
根据计算得到的数据,可以得到弹簧的弹性常数,即单位伸长量所需的拉力。
实验结果表明,弹簧的拉伸力与伸长量之间的关系符合胡克定律,即拉力与伸长量成正比。
此外,弹簧的弹性恢复也得到了验证,即在去除外力后,弹簧会恢复到原始的长度。
实验结论:1. 弹簧的拉伸力与伸长量之间成正比,符合胡克定律;2. 弹簧具有较强的弹性恢复能力,去除外力后可以恢复到初始状态;3. 弹簧的弹性常数可以通过实验数据的计算得到。
实验误差分析:1. 实验误差可能来自于测量仪器的精度,例如拉力计和尺子的刻度误差;2. 弹簧本身可能存在一些缺陷,例如非均匀材料或弯曲不规则等,可能导致结果的偏差;3. 实验过程中的操作不精确也可能引入误差。
第1篇一、实验背景与目的随着科技的飞速发展,力学作为自然科学的重要分支,在工程、航空航天、生物医学等领域发挥着至关重要的作用。
为了提高力学实验的教学效果,激发学生的创新思维和实践能力,本实验旨在设计并完成一项具有创新性的力学实验项目。
二、实验内容与设计本次实验项目为“新型材料力学性能测试系统的研究与开发”。
该系统旨在通过创新性的设计,实现以下目标:1. 提高测试精度:采用新型传感器和信号处理技术,提高材料力学性能测试的精度和可靠性。
2. 拓展测试功能:开发多功能测试模块,实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试。
3. 降低测试成本:优化实验设计,降低实验设备和运行成本。
三、实验原理与设备1. 实验原理:本实验基于材料力学基本理论,采用新型传感器和信号处理技术,对材料进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
通过采集实验数据,分析材料的力学性能,为材料选择和工程设计提供依据。
2. 实验设备:本实验所需设备包括:- 新型传感器:用于采集材料的力学信号。
- 信号采集与处理系统:用于实时采集、处理和存储实验数据。
- 实验台架:用于固定和支撑材料试样。
- 标准材料试样:用于测试材料的力学性能。
四、实验步骤与过程1. 试样准备:根据实验要求,制备标准材料试样,并确保试样尺寸和形状符合要求。
2. 传感器安装:将新型传感器安装在实验台架上,确保传感器与试样接触良好。
3. 信号采集与处理:启动信号采集与处理系统,采集材料的力学信号,并进行实时处理和存储。
4. 实验操作:按照实验要求进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
5. 数据分析与处理:对采集到的实验数据进行处理和分析,得出材料的力学性能参数。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过本次实验,成功开发出一套新型材料力学性能测试系统。
该系统能够实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试,测试精度和可靠性得到显著提高。
2. 结果分析:(1)新型传感器在实验中表现出良好的灵敏度和稳定性,能够准确采集材料的力学信号。
基本力学测量实验报告实验目的:通过对物体运动过程中的力学量进行测量,探究物体运动规律,并验证动力学定律。
实验仪器及材料:平面轨道、滑块、劲度测力计、物钟、电子计时器。
实验原理:在平面轨道上,用滑块推动物体进行运动,通过测量滑块推动物体所施加的力以及物体的运动时间,可以得到物体在不同力的作用下的加速度和速度。
根据牛顿第二定律F=ma,可以计算出物体的质量。
实验步骤:1. 将平面轨道放置在水平桌面上,并调整使其水平。
2. 在平面轨道上放置滑块,并确保滑块的表面光滑,减小摩擦力的影响。
3. 在滑块底部安装劲度测力计,调整为合适的刻度。
4. 最初将物体放置在平面轨道的起点位置,用物钟测量物体从起点位置到终点位置的时间,并使用电子计时器验证。
5. 用劲度测力计测量滑块推动物体所施加的力,并记录数据。
6. 重复以上步骤,进行多次实验,并取平均值以提高数据的准确性。
实验数据处理:1. 根据劲度测力计的读数,计算滑块推动物体所施加的力。
2. 根据物钟和电子计时器的测量数据,计算物体的运动时间。
3. 根据牛顿第二定律F=ma,结合所测的力和物体的加速度,计算物体的质量。
实验结果:1. 绘制力与加速度之间的关系图,通过拟合曲线可以得到力与加速度之间的直线关系。
2. 计算出物体的质量,并与实际质量进行比较。
实验讨论与结论:1. 在实验中,我们验证了牛顿第二定律F=ma,即物体的受力与加速度之间存在线性关系。
2. 实验结果与理论计算结果相符,表明实验的准确性较高。
3. 实验中可能存在的误差主要来自于滑块和平面轨道之间的摩擦力以及劲度测力计的精度等因素,可以通过改进实验装置和增加数据采集点的方式减小误差。
通过这个实验,我们更加深入地了解了基本力学测量的原理和方法,提高了实验设计和数据处理的能力,加深了对物体运动规律的理解。
同时,我们也认识到实验中存在的一些影响因素和误差,以及如何进行改进和减小误差的方法。
力学基本测量实验报告一、实验目的本次力学基本测量实验旨在通过一系列的实验操作和数据测量,深入理解和掌握力学中的基本概念和物理量的测量方法,提高实验操作技能和数据处理能力,培养科学的思维方式和严谨的科学态度。
二、实验原理1、长度测量长度测量是力学实验中的基本操作之一。
常用的测量工具是游标卡尺和螺旋测微器。
游标卡尺是利用主尺和游标尺的差值来提高测量精度,其精度取决于游标尺的分度值。
螺旋测微器则是通过旋转螺杆,使测微螺杆与固定刻度之间的距离发生变化,从而实现对微小长度的测量,其精度通常为 001mm。
2、质量测量质量的测量通常使用天平。
托盘天平是一种常见的天平,通过调整砝码和游码的位置,使天平平衡,从而测量物体的质量。
电子天平则具有更高的精度和更方便的操作。
3、时间测量时间的测量可以使用秒表或打点计时器。
秒表用于直接测量较短的时间间隔,打点计时器则通过在纸带打出的点来记录物体的运动时间,结合纸带的长度可以进一步分析物体的运动情况。
4、力的测量力的测量可以使用弹簧测力计。
弹簧测力计的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。
通过读取弹簧测力计的示数,可以得知力的大小。
三、实验仪器1、游标卡尺2、螺旋测微器3、托盘天平4、电子天平5、秒表6、打点计时器7、纸带8、弹簧测力计9、若干不同质量的砝码和物体四、实验步骤1、长度测量用游标卡尺测量一个圆柱体的直径,在不同位置测量多次,取平均值。
用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,同样在不同位置测量多次,求平均值。
2、质量测量用托盘天平测量一个小铁块的质量。
用电子天平测量一个小塑料块的质量。
3、时间测量用秒表测量单摆摆动 20 个周期的时间,计算出单摆的周期。
安装打点计时器,让小车在倾斜的木板上运动,通过纸带分析小车的运动时间和速度。
4、力的测量用弹簧测力计水平拉动一个木块,在不同的拉力下测量木块的加速度,探究拉力与加速度的关系。
五、实验数据记录与处理1、长度测量数据游标卡尺测量圆柱体直径的数据(单位:mm):第一次测量:1024第二次测量:1026第三次测量:1025平均值:1025螺旋测微器测量金属丝直径的数据(单位:mm):第一次测量:0523第二次测量:0525第三次测量:0524平均值:05242、质量测量数据托盘天平测量小铁块的质量:502g电子天平测量小塑料块的质量:2500g3、时间测量数据秒表测量单摆 20 个周期的时间:356s,单摆周期:178s 打点计时器纸带数据(略)4、力的测量数据弹簧测力计示数与木块加速度的数据(略)对上述数据进行处理,计算出测量结果的不确定度,并与理论值进行比较。
实验力学实验报告姓名:耿臻岑学号:130875指导老师:郭应征实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验一、实验目的1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法二、实验设备1、电阻应变仪YJ-282、薄壁圆管弯扭组合装置,见图1-1本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象,圆管一段固定,另一端连接与之垂直的伸臂AC,通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端,由力传感器测出力的大小。
荷载作用在伸臂外端,其作用点距圆通形心为b,圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。
要测取圆筒上B截面(它到荷载F作用面距离为L)处各测点的主应力大小和方向。
试样弹性模量E=72GPa,泊松比μ=0.33,详细尺寸如表1-1图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置表1-1 试样参数表外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm)40 34 200 300三、实验原理1、确定主应力和主方向平面应力状态下任一点的应力有三个未知数(主应力大小及方向)。
应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值,如图1-2所示的三个方向已知的应变。
根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。
因而主应力的方向也可确定(与主应变方向重合)()()()()04545045452245451,2450450454500454511222212222tan 2211x y xy EEεεεεεεγεεεεεεεεεεεαεεεσεμεμσεμεμ------==+-=-+=±-+--=--=+-=+-ooooooooo oo oo oooo图1-2 应变花示意图 图1-3 B 、D 点贴片位置示意图2、测定弯矩在靠近固定端的下表面D 上,粘一个与点B 相同的应变花,如图1-3所示。
将B 点的应变片和D 点的应变片,采用双臂测量接线法(自补偿半桥接线法),得:()()()0000442264r T T rrE E E D d M Dεεεεεεεσεπε=+--+===-=图1-4 测点A 贴片位置示意图3、测定扭矩当圆管受扭转时,A 点的应变片和C 点的应变片中45°和-45°都沿主应力方向,示意图如图1-4,但两点的主应力大小却不相同,由于圆管是薄壁结构,不能忽略由剪力产生的弯曲切应力。
A 点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向相同,故切应力相加;C 点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向相反,故切应力相减。
由应力-应变关系(按四臂测量接线法)可以得到:()()()44414116T ED dE T Dτεμπεμ=+-=+g4、测定剪力原理与测扭矩相同,也采用A 、C 点的应变片,由应力-应变关系得到:()()0412412Q r ER tE Q τεμπεμ=+∆=+g四、实验数据1、A 点的主应力测量2、C 点的主应力测量3、测定弯矩、扭矩和剪力五、实验数据处理1、A 点主应力计算4545145452454500454576.8872.2576.882276.8872.2572.25227tan 22εεεεεεεεαεεε----+-=≈+-==---==--ooo o o o o o o ()()()()0961122296221222.2576.8891.52 1.576.8872.2544.9772101076.880.3372.25 4.29110.3372101072.250.3376.88 3.79110.33E Mpa E Mpa ασεμεμσεμεμ---≈⨯-+≈⨯⨯=+=⨯-⨯≈--⨯⨯=+=⨯-+⨯≈---o2、C 点主应力计算4545145452454500454541.644.844.832241.644.841.632241.644.8tan 222044εεεεεεεεαεεε----+-+==+-+=≈----==--⨯-ooo o o o o o o ()()()()09611222962212227.841.643.9472101044.830.3341.63 2.51110.3372101041.630.3344.83 2.17110.33E Mpa E Mpa ασεμεμσεμεμ--≈+≈⨯⨯=+=⨯-⨯≈--⨯⨯=+=⨯-+⨯≈---o3、弯矩、扭矩和剪力计算()()()()()()()44912634444129639607210 3.1410265.51028.6964644010 3.144034107210235.751019.164116410.331640102721062.510 3.14310412410.33rr r E D d M N mD D dE T N m D R t E Q πεπεμπεμ--------∆⨯⨯⨯⨯⨯==≈⨯⨯-⨯-⨯∆⨯⨯⨯==⨯≈+⨯+⨯⨯∆⨯⨯⨯==⨯⨯⨯+⨯+g g g g 3318.510147.4N--⨯⨯≈ 六、误差分析1、理论解()43394631000.3301000.220100 3.1440103411310323240M FL N m T Fb N m Q F ND W m πα--==⨯===⨯===⎡⎤⨯⨯⎛⎫=-=⨯-≈⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦g g()433946366333.1440103411610161640301031020 3.33610221000.5742 3.1431018.510n M n n Q D W m M Mpa W T MpaW Q Mpa A πασττ------⎡⎤⨯⨯⎛⎫=-=⨯-≈⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦===⨯==≈⨯⨯==≈⨯⨯⨯⨯⨯A 点:13 3.330.574 3.9043.904n Q Mpa Mpaτττσστ=+=+==-==C 点:13 3.330.574 2.7562.756n Q Mpa Mpaτττσστ=-=-==-==B 点:131011210 1.012MpaMpa σσ=+≈=≈-D 点:1310 1.01210112MpaMpa σσ=-≈=-≈-2、实验值与理论值比较经计算发现,主应力、弯矩和扭矩的测量结果与理论值相近,误差较小。
而剪力的误差较大,误差可能由以下几个方面的原因引起:(1)加载不均匀,造成读书误差(2)实验前电桥不平衡,仪器长时间使用,使电桥电压稳定性下降,影响精度(3)贴片角度偏差和位置偏差(4)系统误差,如应变片灵敏系数误差等。
实验二应变片的粘贴技术实验一、实验目的1、了解应变片的结构、规格、用途等2、学会设计布置应变片方案3、掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术二、实验设备及器材试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等三、实验原理1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应,即金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。
2、当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时,电阻丝也随着一起变形(伸长或缩短),因而使电阻丝的电阻发生改变(增大或缩小)。
四、实验步骤1、对被测量试件进行打磨:实验目的确定后,对该试样测量点进行表面处理,用砂布打磨,打磨方向为轴向45度十字交叉,目的是增加贴片粘接强度,要求测量点平整光滑,无凹凸现象。
2、清洗:构件打磨后,需要进一步清理表面灰尘,用棉球沾酒精或丙酮进行清洗,达到构件表面无灰、无油、无锈、无斑点。
3、画线:测量位置点确定后,用划针画出定位线,画线位置的准确度,直接和贴片、数据采集紧密相连。
4、筛选:应变片的筛选在桥路中起着重要的作用。
无论是全桥、半桥还是并联或串联在桥路中,要满足电桥的平衡条件,提高数据测量精度,贴片之前对应变片的电阻阻值,灵敏系数要认真筛选,一般常用的应变片为120Ω,误差不能大于0.5Ω。
5、上胶:应变片粘贴技术在电测实验中是非常重要的环节,片子粘贴质量的高低,直接和实验测量结果紧密相连。
特别是通过验证性实验,可以检验出贴片技术水平的能力,因此,贴片技术在电测中起着重要的作用。
6、粘贴:将事先选择好的应变片按画线要求指定的位置粘贴应变片,要求达到胶层薄面均匀,并且要粘贴牢固。
用拇指按一个方向滚压应变片,把多余的胶及气泡挤压出来,然后保压两分钟,自然干燥24小时即可使用。
7、绝缘:焊接应变片之前,应变片的引线与试样之间要进行绝缘,采用绝缘胶带或其他绝缘材料。
8、焊接:焊接应变片之前,应变片的引线与试样之间要进行绝缘,采用绝缘胶带或其他绝缘材料。
在焊接导线过程中,手动作要轻,焊接速度要快,焊接点小,要光滑,防止虚焊,确保质量。
五、实验注意事项1、在选电阻片和粘贴的过程中,不要用手接触片身,要用镊子夹取引线。
2、清洗后的被测点不要用手接触,已防粘上油渍和汗渍。
3、固化的电阻片及引线要用防潮剂(石蜡、松香)或胶布防护。
实验三 冲击应力及动荷系数一、实验目的在工程实践中经常会遇到动荷载问题,在动荷载作用下构件各点的应力应变与静载荷作时有很大的不同。
按照加载速度的不同,动载荷形式也不同,在极短的时间内以很大的速度作用在构件的载荷,成为冲击载荷,它是一种常见的动载荷形式。
由冲击载荷作用而产生的应力成为冲击应力,它比静应力大得多。
因此,对于锻造、冲击、凿岩等承受冲击力的构件,冲击应力是设计中应考虑的主要问题。
本实验就是运用实验的方法测得冲击应力及动荷系数,同时学习了解应力的电测原理、方法及仪器使用,学习动态电阻应变仪和计算机数据采集系统的使用方法和动态测量数据的分析方法。
二、实验设备1、落锤式冲击实验装置,动态电阻应变仪,计算机数据采集系统2、动态电阻应变仪、NI 数据采集系统3、等强度梁及重物冲击实验装置4、游标卡尺和卷尺三、实验原理及装置本实验采用等强度梁,在等强度梁端部受到重物m 在高度H 处自由落下的冲击作用。
由理论可知发生冲击弯曲时,最大动载应力,按下式确定max max d d st K σσ=,其中动荷系数K d 为211d stHK =++∆(不考虑梁的质量)图1-1 等强度梁尺寸在等强度梁上下表面贴上互为补偿的四片应变片,用导线接入动态电阻应变仪及计算机数据采集系统。
将重物m 静止放在梁上可测到同一点的静应变j ε。
重物m 从H 高度落下冲击等强度梁时,测点的动应变max d ε将通过动态电阻应变仪和NI 数据采集系统记录下来。
动荷系数实测值为maxd dce jK εε=。
图1-2 实验装置图四、实验步骤1、记录等强度梁的几何尺寸、材料的弹性模量,测量重物质量。