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目录一、拉伸实验二、压缩实验三、拉压弹性模量E测定实验四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验五、扭转破坏实验六、纯弯曲梁正应力实验七、弯扭组合变形时的主应力测定实验八、压杆稳定实验一、拉伸实验报告标准答案实验目的：见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理：例:(一)低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d=10.14mm 最小直径d= 5.70mm 截面面积A=80.71mm 2截面面积A 1=25.50mm 2计算长度L=100mm计算长度L 1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力σs =P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限σb =P b /A __411.3___MP a塑性指标:1L -L100%Lδ=⨯=伸长率33.24%1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率68.40%低碳钢拉伸图:（二）铸铁试件试验前试验后最小平均直径d=10.16mm最小直径d=10.15mm截面面积A=81.03mm2截面面积A1=80.91mm2计算长度L=100mm计算长度L1≈100mm 试验前草图试验后草图强度指标:最大载荷Pb=__14.4___KN强度极限σb =Pb/A=_177.7__M Pa问题讨论：1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。
北航材料力学实验考试题库及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 在材料力学实验中，下列哪种材料最适合用于拉伸实验？A. 钢材B. 塑料C. 木材D. 玻璃答案：A2. 以下哪种实验方法可以测量材料的弹性模量？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. all of the above（以上都对）答案：D3. 在材料力学实验中，以下哪个因素对实验结果影响最小？A. 环境温度B. 试样尺寸B. 试样形状C. 试样材料答案：C4. 以下哪个实验可以用来测量材料的泊松比？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. 弯曲实验答案：A5. 在材料力学实验中，以下哪种情况不需要进行实验误差分析？A. 实验数据波动较大B. 实验结果与理论值相差较大C. 实验过程中出现异常现象D. 实验结果与预期一致答案：D二、填空题（每题10分，共40分）6. 在拉伸实验中，试样断口附近的应力称为______。
答案：断口应力7. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系为：E =____________。
答案：2(1 + μ)8. 在扭转实验中，扭转角φ与扭矩T和长度l的关系为：φ = ____________。
答案：Tl/GI_p9. 在材料力学实验中，以下哪个参数表示材料的强度？__________。
答案：屈服强度或抗拉强度10. 在弯曲实验中，中性轴是指______。
答案：弯曲轴线三、判断题（每题10分，共30分）11. 在材料力学实验中，实验数据波动较大，说明实验结果可信度较低。
（对/错）答案：错12. 在拉伸实验中，试样断口形状对实验结果有较大影响。
（对/错）答案：对13. 在扭转实验中，扭矩与扭转角成正比。
（对/错）答案：对四、简答题（每题15分，共45分）14. 请简述拉伸实验的步骤。
答案：（1）准备试样：根据实验要求，选用适当尺寸和形状的试样；（2）安装试样：将试样安装在拉伸实验机上；（3）加载：按照预定的加载速率对试样进行拉伸；（4）记录数据：观察并记录试样的变形和载荷；（5）卸载：卸载后，观察试样的断口形状和位置；（6）分析数据：计算材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等参数。
实验报告（一）
院系：机械与材料工程学院课程名称：材料力学性能日期：
班级组
号学号实验室材料性能室
专业姓名教师签名实验
名称
金属室温静拉伸力学性能的测试成绩评定实验
仪器
材料
材料万能试验机、标准拉伸试样
实验目的要求
测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率和铸铁的强度极限；观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线；比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。
实验原理
低碳钢的拉伸过程可以分为弹性变形、屈服、强化和缩颈断裂四个阶段，可以测定屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率等指标；而铸铁在断裂之前不发生明显的塑性变形，只能测定出抗拉强度。
低碳钢的拉伸断口可分为纤维区、放射区和剪切唇三部分组成，而铸铁的拉伸断口为正断。
院系：机械与材料工程学院课程名称：材料力学性能日期：
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北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ学号姓名实验时间：2010年11月17日 试件编号试验机编号 计算机编号 应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室12 11 11 11 11教师年 月 日一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。
二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。
材料的屈服极限MPa s 360=σ。
四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。
由以上关系，可以得到：PE A σεε== （2）材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3） 上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。
于是式（2）和式（3）分别写为：ii A PE ε∆∆=0 （4） ii i εεμ∆'∆= （5）根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1（6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。
上式中n 为加载级数。
2、实验方法2.1电测法电测法基本原理：电测法是以电阻应变片为传感器，通过测量应变片电阻的改变量来确定构件应变，并进一步利用胡克定律或广义胡克定律确定相应的应力的实验方法。
试验时，将应变片粘贴在构件表面需测应变的部位，并使应变片的纵向沿需测应变的方向。
当构件该处沿应变片纵向发生正应变时，应变片也产生同样的变形。
北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：直梁弯曲试验学号 390512---- 姓名 ----- 实验时间：2011试件编号试验机编号 计算机编号 应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室2&9 2&9 - 15 -教师年 月 日一、实验目的：1. 用电测法测定纯弯（或三点弯）时梁横截面上的正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证梁的弯曲理论。
2. 用电测法测定纯弯（或三点弯）时梁中性层上的切应力大小，与理论计算结果进行比较，并对实验结果进行分析。
3．学习电测法的多点测量。
二、实验原理三点弯曲实验装置简图对于三点弯曲梁，距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为：()()ZZM y y E I M yy E I εεμ⋅=⋅⋅'=-⋅ （1）距中性层为 y 处的纵向正应力为：()()zM yy E y I σε⋅=⋅=（2） 本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量∆M 作用下，产生的应变增量∆ε和∆ε’。
于是式（1）和式（2）分别变为：a a2aPbh()()()ZZZM y y E I M yy E I M y y I εεμσ∆⋅∆=⋅∆⋅'∆=-⋅∆⋅∆=（3） （4）在本实验中，/2M P a ∆=∆⋅ （5）最后，取多次测量的平均值作为实验结果：111()()()()()()Nnn Nnn Nnn y y Ny y Ny y Nεεεεσσ===∆∆='∆'∆=∆∆=∑∑∑ （6）在梁的中性层处，切应力的理论计算公式为：32SF bhτ=（7） 由于在纯剪切应力状态下，有:0452γε=- （8）因此在实验时，通过测量中性层处450方向的正应变，即可得到中性层处的切应变，进一步由剪切胡克定律计算中性处的切应力，与理论值进行比较。
实验采用重复加载法，实验结果处理参照式（3）~（6）。
三、实验步骤1． 设计实验所需各类数据表格； 2． 拟定加载方案；3． 试验机准备、试件安装和仪器调整； 4． 确定组桥方式、接线、设置应变仪参数； 5． 检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载，以检查试验机和应 变仪是否处于正常状态。
实验时间：2010年月
实验地点：主楼南翼116
实验报告要求：
1---实验目的；
2---试件形状、尺寸、力学性能、编号；
3---试件受力简图；实验装置照片；
4---粘应变片（百分表）的方位和编号；
5---实验原理和方法；
6---试验用设备和仪器的生产厂家、出厂日期、产品型号、主要技术指标、量程和精度，实验室内统一编号；7---具体实验步骤、加载方案、注意事项；
8---测应变的电桥图（标注要完全）；
9---测应变和位移的原始数据记录表格，要简单、明确、清晰；
10---实测数据处理，分析对比圈出异常测值；对正常测值，计算平均值、标准差、分散度（写出计算公式）；11---根据实验目的，写出有关计算公式，算出结果，画出曲线，说明各代号的物理意义、标注单位；
12---计算实测值相对理论值的误差，一般要求在±5%以内，越小越好；
13---实验结果和结论；
14---问题和改进建议；
15---学号和姓名必须学生本人手写。
16---教师给定每次实验报告成绩，要签名，标注日期，同时填写全班成绩单，期末给出总成绩。
用电测法测定纯弯（或三点弯）时梁横截面上的正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证梁的弯曲理论。
一、实验目的：北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：直梁弯曲试验学号390512----姓名-----实验时间：2011试件编号试验机编号计算机编号应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室2&92&9 - 15 -教师年 月 日1.比较，并对实验结果进行分析。
3．学习电测法的多点测量。
二、实验原理三点弯曲实验装置简图a a2aPbh对于三点弯曲梁，距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为：()()ZZM y y E I M yy E I εεμ⋅=⋅⋅'=-⋅ （1）距中性层为 y 处的纵向正应力为：()()zM yy E y I σε⋅=⋅=（2） 本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量M 作用下，产生的应变增量和’。
于是式（1）和式（2）分别变为：()()()ZZZM yy E I M yy E I M y y I εεμσ∆⋅∆=⋅∆⋅'∆=-⋅∆⋅∆=（3） （4）在本实验中，/2M P a ∆=∆⋅ （5）最后，取多次测量的平均值作为实验结果：111()()()()()()Nnn Nnn Nnn y y Ny y Ny y Nεεεεσσ===∆∆='∆'∆=∆∆=∑∑∑ （6）在梁的中性层处，切应力的理论计算公式为：32SF bhτ=（7） 由于在纯剪切应力状态下，有:452γε=- （8）因此在实验时，通过测量中性层处450方向的正应变，即可得到中性层处的切应变，进一步由剪切胡克定律计算中性处的切应力，与理论值进行比较。
实验采用重复加载法，实验结果处理参照式（3）~（6）。
三、实验步骤1． 设计实验所需各类数据表格； 2． 拟定加载方案；3． 试验机准备、试件安装和仪器调整； 4． 确定组桥方式、接线、设置应变仪参数； 5． 检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载，以检查试验机和应 变仪是否处于正常状态。
实验一 材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ预习要求：1、预习电测法的基本原理（见实验指导书P8~ P11）；2、设计本实验的组桥方案；3、拟定本实验的加载方案；4、设计本实验所需数据记录表格（见实验指导书P49~ P50）。
一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。
二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。
材料的屈服极限MPa s 360=σ。
四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。
由以上关系，可以得到：图二 实验装置图图一 试件示意图btPE A σεε==（2） 材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3） 上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。
于是式（2）和式（3）分别写为：ii A PE ε∆∆=0 （4） ii i εεμ∆'∆=（5） 根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1 （6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。
上式中n 为加载级数。
2、实验方法2.1电测法（相关内容见《材料力学Ⅱ》第15章的1~3节） 2.2加载方法——增量法与重复加载法增量法可以验证力与变形之间的线性关系，若各级载荷增量ΔP 相同，相应的应变增量∆ε也应大致相等，这就验证了虎克定律，如图三所示。
利用增量法，还可以判断实验过程是否正确。
若各次测出的应变不按线性规律变化，则说明实验过程存在问题，应进行检查。
实验一 金属材料拉伸、压缩实验实验简介：金属材料常温、静载下的轴向拉伸与压缩试验是材料力学实验中最基本且应用广泛的实验。
通过实验，可以全面测定材料的力学性能指标。
这些指标对材料力学的分析计算及工程设计有极其重要的作用。
本次试验将参照国家标准GB/T228-2002《金属材料室温 拉伸试验方法》选用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，分别进行拉伸和压缩试验。
预习要求：学生在上实验课之前，必须复习课堂上讲过的有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容。
根据上述试验目的，写出确定各个力学性能参数的计算公式，明确在试验前应测量哪些初始数据，在试验过程中需要记录哪些数据，合理列出本次试验所需的数据记录与表格，画在实验记录纸上。
试验前交指导教师检查。
一．实验目的：1．测定低碳钢下列力学性能指标：拉伸时的屈服极限s σ、强度极限b σ、延伸率、截面收缩率；压缩时的屈服极限s σ。
2．测定铸铁下列力学性能指标：拉伸时的强度极限bt σ；压缩时的强度极限bc σ。
3．观察上述两种材料在拉伸和压缩的全过程中所出现的各种变形现象。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）的力学性能特点与试件的断口情况，分析各自的破坏原因。
二．实验设备仪器：1．电子万能材料试验机。
2．画线机、力传感器、位移传感器和游标卡尺等。
3．符合国标规定的圆形截面拉伸和压缩试件。
三．实验原理 ：进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线,以确保材料处于单向应力状态。
一般试验机都设有自动绘图装置，用以记录试样的拉伸图即P-ΔL 曲线，形象地体现了材料变形特点以及各阶段受力和变形的关系。
但是P-ΔL 曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。
因此，拉伸图往往用名义应力-应变曲线(即σ-ε曲线)来表示：0A P=σ 试样的名义应力0L L∆=ε 试样的名义应变A 0和L 0分别代表初始条件下的面积和标距。
σ-ε曲线与P-ΔL 曲线相似，但消除了几何尺寸的影响。
实验二 材料弹性常数E 、μ的测定——电测法测定弹性模量E 和泊松比μ预习要求：1、预习电测法的基本原理；2、设计本实验的组桥方案；3、拟定本实验的加载方案；4、设计本实验所需数据记录表格。
一、实验目的1. 测量金属材料的弹性模量E 和泊松比μ；2. 验证单向受力虎克定律；3. 学习电测法的基本原理和电阻应变仪的基本操作。
二、实验仪器和设备1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；3. 游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，名义尺寸为b ⨯t = (30⨯7.5)mm 2。
材料的屈服极限MPa s 360=σ。
四、实验原理和方法1、实验原理材料在比例极限内服从虎克定律，在单向受力状态下，应力与应变成正比：εσE = （1）上式中的比例系数E 称为材料的弹性模量。
由以上关系，可以得到：图二 实验装置图图一 试件示意图bεεσ0A P E ==（2）材料在比例极限内，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值为一常数：εεμ'=（3）上式中的常数μ称为材料的横向变形系数或泊松比。
本实验采用增量法，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆P 作用下，产生的应变增量∆εi 。
于是式（2）和式（3）分别变为：ii A P E ε∆∆=0 （4）ii i εεμ∆'∆=（5）根据每级载荷得到的E i 和μi ，求平均值：n E E ni i∑==1（6）nni i∑==1μμ （7）以上即为实验所得材料的弹性模量和泊松比。
上式中n 为加载级数。
2、增量法增量法可以验证力与变形之间的线性关系，如图三所示。
若各级载荷增量ΔP 相同，相应的应变增量∆ε也应大致相等，这就验证了虎克定律。
利用增量法，还可以判断实验过程是否正确。
若各次测出的应变不按线性规律变化，则说明实验过程存在问题，应进行检查。
采用增量法拟定加载方案时，通常要考虑以下情况： （1）初载荷可按所用测力计满量程的10%或稍大于此标准来选定；(本次实验试验机采用50KN 的量程) （2）最大载荷的选取应保证试件最大应力值不能大于比例极限，但也不能小于它的一半，一般取屈服载荷的70%~80%，故通常取最大载荷s P P 8.0max =；（3）至少有4-6级加载，每级加载后要使应变读数有明显的变化。
P P P P 图三 增量法示意图五、实验步骤1.设计实验所需各类数据表格；2.测量试件尺寸；分别在试件标距两端及中间处测量厚度和宽度，将三处测得横截面面积的算术平均值作为试样原始横截面积。
3.拟定加载方案；4.试验机准备、试件安装和仪器调整；5.确定组桥方式、接线和设置应变仪参数；6.检查及试车：检查以上步骤完成情况，然后预加载荷至最大值，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。
7.进行试验：加初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。
然后逐级加载，记录每级载荷下各应变片的应变值。
同时注意应变变化是否符合线性规律。
重复该过程至少两到三次，如果数据稳定，重复性好即可。
8.数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。
六、试验结果处理1.在坐标纸上，在εσ—坐标系下描出实验点，然后拟合成直线，以验证虎克定律；2.用逐差法(参考公式(4) ~(7))计算弹性模量E和泊松比μ。
七、思考题1.电测法测弹性模量E，试提出最佳布片方案？2.在绘制εσ—图时，如何确定坐标原点？3.本实验如果不采用增量法，应如何拟定加载方案？实验三 材料切变模量G 的测定预习要求：1、复习电测法；2、预习扭角仪和百分表的使用方法。
3、设计本实验的组桥方案；4、拟定本实验的加载方案；（参照实验二中增量法部分的介绍）5、设计本实验所需数据记录表格。
一． 实验目的1． 两种方法测定金属材料的切变模量G ； 2． 验证圆轴扭转时的虎克定律。
二． 实验仪器和设备1． 微机控制电子万能试验机 2． 扭角仪 3． 电阻应变仪 4． 百分表 5． 游标卡尺三． 试件中碳钢圆轴试件，名义尺寸d=40mm, 材料屈服极限MPa s 360=σ。
四． 实验原理和方法1. 电测法测切变模量G材料在剪切比例极限内，切应力与切应变成正比，γτG = （1）上式中的G 称为材料的切变模量。
由式(1)可以得到：γτ=G （2）圆轴在剪切比例极限内扭转时，圆轴表面上任意一点处的切应力表达式为：图一 实验装置图PW T =max τ （3）由式(1)~(3)得到：γ⋅=P W T G （4）由于应变片只能直接测出正应变，不能直接测出切应变，故需找出切应变与正应变的关系。
圆轴扭转时，圆轴表面上任意一点处于纯剪切受力状态，根据图二所示正方形微体的变形分析可知：454522-=-=εεγ （5）由式（2）~（5）得到：454522εεp p W T W T G -==- （6）根据上式，实验时，我们在试件表面沿45o 方向贴应变片（一般贴二向应变花，如图三所示），即可测出材料的切变模量G 。
本实验采用增量法加载，即逐级加载，分别测量在各相同载荷增量∆T 作用下，产生的应变增量∆ε。
于是式（6）变为：454522εε∆⋅∆-=∆⋅∆=-p p W T W T G （7）根据本实验装置，有a P T ⋅∆=∆ （8）a ——力的作用线至圆轴轴线的距离 最后，我们得到：454522εε∆⋅⋅∆-=∆⋅⋅∆=-p p W a P W a P G （9）2．扭角仪测切变模量G 。
等截面圆轴在剪切比例极限内扭转时，若相距为L 的两横截面之间扭矩为常数，则此梁横截面间的扭转角为：pGITL =ϕ （10）由上式可得：pI TLG ϕ=（11）图二 微体变形示意图图三 应变花示意图本实验采用增量法，测量在各相同载荷增量∆T 作用下，产生的转角增量∆φ。
于是式（11）变为：pI L T G ⋅∆⋅∆=ϕ （12）根据本实验装置，按图四所示原理，可以得到：bδϕ∆=∆ （13）δ——百分表杆移动的距离 b ——百分表杆触点至试件轴的距离 最后，我们得到：pI b L a P G ⋅∆⋅⋅⋅∆=δ （14）五、实验步骤1．设计实验所需各类数据表格； 2．测量试件尺寸 3．拟定加载方案；4．试验机准备、试件安装和仪器调整； 5．测量实验装置的各种所需尺寸；6．确定组桥方式、接线、设置应变仪参数； 7．安装扭角仪和百分表； 8．检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷（一般取试验机量程的15%左右），再卸载，以检查试验机、应变仪、扭角仪和百分表是否处于正常状态。
9．进行试验；加初载荷，记录此时应变仪的读数或将读数清零，并记录百分表的读数。
逐级加载，记录每级载荷下相应的应变值和百分表的读数。
同时检查应变变化和位移变化是否基本符合线性规律。
实验至少重复三到四遍，如果数据稳定，重复性好即可。
10. 数据检查合格后，卸载、关闭电源、拆线、取下百分表并整理所用设备。
六、试验结果处理1． 从几组实验数据中选取线性最好的一组进行处理；在坐标纸上，分别在）（—004545-εεT 坐标系和ϕ—T 坐标系下描出实验点，并拟合成直线，以验证圆图四 实测ϕ的示意图轴扭转时的虎克定律；2．用作图法计算两种实验方法所得切变模量G；3．用逐差法计算两种实验方法所得切变模量G；七、思考题1．电测法测切变模量G，试提出最佳布片方案。
2．在安装扭角仪和百分表时，应注意什么问题？实验四 直梁弯曲实验预习要求：1、复习电测法的组桥方法；2、复习纯弯梁理论；3、设计本实验的组桥方案；4、拟定本实验的加载方案；5、设计本实验所需数据记录表格。
一、 实验目的：1. 用电测法测定纯弯梁横截面上的正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证纯弯理论。
2. 用电测法测定纯弯梁载荷作用面附近处横截面上的正应力分布规律，与理论计算结果进行比较，并对实验结果进行分析（选作）。
3．学习电测法的多点测量。
二、实验设备：1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪；三、实验试件：本实验所用试件为中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为h ×b =(50×30)mm 2，a=50mm (见图一 ), 材料的屈服极限MPa s 360=σ, 弹性模量E=210GPa ，泊松比μ=0.28。
B ’ B A ’Aaa图一 实验装置图四.实验原理及方法：处于纯弯曲状态的梁，在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，其横截面上的正应变为线性分布，距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为：()()Z ZM y y E I M y y E I εεμ⋅=⋅⋅'=⋅ （1）距中性层为 y 处的纵向正应力为：()()zM y y E y I σε⋅=⋅=（2）本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量∆M 作用下，产生的应变增量∆ε和∆ε’。
于是式（1）和式（2）分别变为：()()()Z Z ZM y y E I M y y E I M yy I εεμσ∆⋅∆=⋅∆⋅'∆=⋅∆⋅∆=（3）（4）在本实验中，a P M ⋅∆=∆ （5） 最后，取多次测量的平均值作为实验结果：111()()()()()()Nnn Nnn Nnn y y Ny y Ny y Nεεεεσσ===∆∆=∆'∆=∆∆=∑∑∑ （6）本实验采用电测法，在梁纯弯曲段某一横截面A —A 的不同高度（梁的顶面、底面、中性层及距中性层±10mm 、±20mm ）处粘贴纵向电阻应变片（见图一），并在梁的上下表面处粘贴横向应变片。
五、实验步骤1．设计实验所需各类数据表格；2．拟定加载方案(参考P0=5KN，P max=25KN，∆P=20KN)；3．试验机准备、试件安装和仪器调整；4．确定组桥方式、接线、设置应变仪参数；5．检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载，以检查试验机和应变仪是否处于正常状态。
6．进行试验；将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。
逐级加载，每增加一级，记录一次相应的应变值。
同时检查应变变化是否符合线性。
实验至少重复两次，如果数据稳定，重复性好即可。
7．数据通过后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。
六、试验结果处理1．在坐标纸上，在yσ—坐标系下描出实验点，然后拟合成直线，与理论结果∆进行比较，并计算同一y坐标所对应的∆ε理论和∆ε实验之间的误差；。
2．计算上下表面的横向应变增量ε'∆与纵向应变增量ε∆之比，并于理论结果进行比较。
七.思考题：1. 设计本实验的夹具应考虑哪些因素？2．安装试件时应当注意什么问题？3. 在本次实验中，如何用互补半桥接线法测最大弯曲正应变？试画出桥路图。
4. 如果在试件A-B截面的上表面和下表面（图1），沿纵线方向分别再贴上R2’和R8’两个应变片，如何用全桥接线法测最大弯曲正应变？试画出桥路图。
