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力学实验报告

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扭转传感器(拉压传感器)的制作与标定 实验目的： 使学生明确传感器的工作原理及不同传感器的应用范围， 并应用数字应变仪掌握对传感 器的标定和使用方法。

应变式传感器原理： 电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片组成。 弹性敏感元件在感受被测量时将 产生变形，其表面产生应变，而粘贴在弹性敏感元件表面的电阻应变片将随着弹性敏感元件 产生应变，因此电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。 这样通过测量电阻应变片的电阻变 化，就可以确定被测量的大小了。

应变式传感器压头的贴片方式和位置选择: ①压力传感器

万案一: 桥路选择

元件贴片方式 (1)位置 (3)位置 元件贴片方式 (1)位置

(2)位置

3 |——4

(2)位置 (4)位置

(2) 受弯扭组合变形圆轴测取单一扭转切应力的测量方案 方案一:

2•计算公式

①压力传感器数值计算: E Ri R2 R3 R4 = E 4 IL R1 R2 R3 R4 4

②扭矩传感器数值计算

②扭矩传感器 (1)位置

(3

)位置

;纵 1丄

2 u-1

纵丄 fkU-1 刖…

桥路选择 (2)位置 (4)位置 mt 操作工艺流程: 1. 准备工作： 试件的准备：在粘贴部位的表面， 用砂纸与轴向成45度方向交叉打磨至粗 糙度Ra为

6.3cm 清洗净打磨面 划线即确定粘贴坐标线 均匀涂一层

粘结剂作底。②应变片的准备：外表和阻值检查 划线轴向标记 清洗。 2. 涂胶：在准备好的试件表面和应变片的基底上均匀的涂一薄层粘结剂。

3. 贴片：将涂好胶的应变片与试件， 按坐标线对准贴上 —— 用手指顺轴向滚压法去除气

泡和多余胶液 按固化条件固化处理。 *组桥：焊点粘贴导电板 桥路连接。

标定流程和方法： 1. 把扭转传感器固定在扭转试验机上，把传感器的电桥接入到静态应变仪对应的电路中。

2. 打开扭转试验机和静态应变仪，同时进行清零，然后开始加载，应变每改变 5卩戸记录

一下对应扭矩。数据如下： 表一压力传感器实验数据表

压力（N） 10 20 30 40

应变（卩） -5 -9 -14 -20

由实验数据可知：传感器的线性度相对比较理想。

CRI

RI

R2 R3 R4

R2 R3 R4

k ；1-；2 ；3_；4

4

mt mt mt mt Ek 仪；仪

4. 焊接应变片引线、导线 制作中遇到的问题和解决途径： 1.贴片位置选择不合理，角度不准确。 （贴片之前应该先标出贴片的位置和方向，再粘贴 时不要抖，应快速放好应变片，然后用手滚压固定。 ） 2. 贴片时把应变片的引出线同时粘到了试件上。 （粘接时不要弄太多粘接剂，同时提着引

出线，不让其与试件接触。） 3. 由于给导线去除绝缘层时，有些导线的金属丝暴露在外面。 （需要做绝缘工作，将用绝

缘胶布将暴露的金属丝缠绕起来，做好绝缘工作。 ）

简支梁模态分析 实验目的： 1. 学习模态分析原理；

2. 学会模态测试方法；

3. 学习变时基的原理和应用。

实验原理： （一） 模态分析方法及其应用 模态分析方法是把复杂的事迹结构简化成模态模型， 来进行系统的参数识别，从而大大 的简化了系统的数学运算。通过实验测得实际相应来寻示相应的模型或调整预想的模型参 数，使其成为实际结构的最佳描述。 主要应用有： 用于振动测量和结构动力学分析。可测的比较精确的固有频率、模态振型、模态阻尼、 模态质量和模态刚度。 可用模态实验结果去知道有限元理论模型的修正，是计算模型更趋完善和合理。 用来进行结构动力力学修改、灵敏度分析和反问题的计算。 用来进行相应计算和载荷识别。 （二） 模态分析基本原理 工程实际中的振动系统都是连续弹性体， 其质量与刚度具有分布的性质， 只有掌握无限 多个点在每瞬时的运动状况，才能全面的描述系统的振动。 因此，理论上它们都属于无限多 自由度的系统，需要用连续模型才能加以描述。 但实际上不可能这样做， 通常采用简化的方 法，归结为有限个自由度的模型来进行分析， 即将系统抽象为由一些集中质块和弹性元件组 成的模型。如果简化的系统模型中有 n个集中质量，一般它便是一个n自由度的系统，需要 n个独立坐标来描述它们的运动。系统的运动方程是 n二阶互相耦合的常微分方程。 模态分析是在承认实际结构可以运用所谓 模态模型”来描述其动态响应的条件下， 通过 实验数据的处理和分析，寻求其 模态参数”，是一种参数识别的方法。 模态分析的实质是一种坐标变换。其目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量， 放到所谓模态坐标系统”中来描述。这一坐标系统的每一个基向量恰是系统的一个特征向 量。也就是说在这个坐标下，振动方程是一组无耦合的方程， 分别描述振动系统的各阶振动 形式，每个坐标均可单独求解，得到系统的某阶结构参数。 经离散化处理后，一个结构的动态特性可有 N阶矩阵微分方程描述：

MX CX Kx =f（t） （1）

式中f（t）为N维激振力向量；X、X、X分别是N维位移、速度和加速度响应向量； M、 K、C分别为结构的质量、刚度和阻尼矩阵，通常为实对称 N阶矩阵。 设系统的初始状态为零，对方程(1)两边进行拉普拉斯变换，可以得带以负数 量的矩阵代数方

程

Ms2 Cs K X(s) =F(s) (2)

式中的矩阵 Z(s) - JM s2 Cs K (3)

反映了系统动态特性，成为系统动态矩阵或广义阻抗矩阵。其逆矩阵 H(sH M s2 Cs K J (4)

成为广义导纳矩阵，也就是传递函数矩阵。由( 2)可知 X(s)=H(s)F(s) (5)

式中 j ■，即可得到体统在频域中输出和输入的关系式 X( J =H( J F( ) (6)

式中HC J为频率响应函数矩阵。 H(「)矩阵中第i行第j列的元素

s为变

HjC) XQ) FT?

等于尽在j坐标激振时，i坐标响应与激振力之比。 在(3)式中零 j ■，可得阻抗矩阵 Z( J =(K - 2M) j，C (8)

1 1 ①T M①= mr ①T K

。= k

r

*

- *

•

其中矩阵:> -1成为振型矩阵，假设 C也满足振型正交性关系

带入(8)式得到

利用实对阵矩阵的加权正交性，有 式中 Zr 二 kr _，mr !亠 j cr

mr、kr分别成为第r阶模态质量和模态刚度。 -r、 r和；分别为第「阶模态频率、

模态阻尼和模态振型。 不难发现，N自由度系统的频率响应， 等于N个单自由度系统频率响应的线性叠加。 为 了确定全部模态参数 .r、 r和r （r=1,2 ,…，N）,实际上秩序测量频率响应矩阵的一列 （对 应一点激振，各点测量的H（「））或一行（对应一次个点激振， 一点测量的HCJT ）就够了。 （三）模态分析的方法和测量过程 1） 激励方法

为了进行模态分析， 首先要测得激振力及响应的响应信号， 进行传递函数分析。 传递函 数分析实质上就是机械导纳，i个j亮点之间的传递函数表示在 j点作用单位力时，在i点所 引起的响应。要得到i和j点之间的传递导纳，只要在 j点加一个频率为■的正弦的力信号 激励，而在i点测量其引起的响应，就可得到计算传函曲线上的一个点。如果 ■是连续变化 的，分别测得其相应的响应，就可得到传递函数曲线。 根据模态分析的原理，我们要测的传递函数矩阵中的任一行或任一列， 由此可采用不同 的测试方法。要得到矩阵中的任一行，要求采用个点轮流激振，多点测量响应的方法。 实际 应用时，单点响应法，常用锤击法激振，用于结构较为轻小，阻尼不大的情况。对于笨重、 大型以及阻尼较大的系统，则常用固定点激振的方法，用激振器激励，已提供足够的能量。 2） 结构安装方式

在测试过程中是结构系统处于何种状态，是实验准备工作的一个重要方面。 一种是经常采用的自由状态。 即使实验对象放在任意坐标上不与地面相连接， 自由地悬 浮在空气中。另一种是地面支撑状态，结构上有一点或若干点与地面固结。 3） 变时基方法的应用

变时基的原理：用较高的频率对脉冲进行采样， 用较低的频率对响应信号进行采样， 两 个采样频率的倍数是变时倍数。

mr (9)

因此 上式中, 'r

1 H( ■)二Z()

2mr r

2 kr

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岩石力学实验报告总结(3篇)

岩石力学实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景与目的岩石力学是研究岩石在受力作用下的力学性质及其与工程结构相互作用的科学。

随着我国基础设施建设、资源开发和环境保护等领域的快速发展，岩石力学的研究显得尤为重要。

本次实验旨在通过岩石力学实验，了解岩石的基本力学性质，掌握岩石力学实验方法，为今后在实际工程中应用岩石力学知识打下基础。

二、实验内容与方法本次实验主要包括以下内容：1. 岩石单轴压缩实验：测定岩石的抗压强度、弹性模量、泊松比等基本力学参数。

2. 岩石三轴压缩实验：研究岩石在不同围压条件下的力学性质，包括抗压强度、弹性模量、泊松比等。

3. 岩石剪切实验：测定岩石的剪切强度、内摩擦角等剪切力学参数。

4. 岩石动力实验：研究岩石在不同动载条件下的力学性质，包括动抗压强度、动剪切强度等。

实验方法主要包括以下几种：1. 实验准备：选取实验岩石样品，进行加工、制备实验试样，安装实验设备，调试实验仪器。

2. 实验实施：按照实验方案，对岩石试样进行加载，记录实验数据。

3. 数据处理与分析：对实验数据进行整理、计算、分析，得出实验结论。

三、实验结果与分析1. 岩石单轴压缩实验本次实验选取了花岗岩、石灰岩、砂岩等不同岩石样品，进行了单轴压缩实验。

实验结果表明，不同岩石的抗压强度差异较大，花岗岩的抗压强度最高，砂岩的抗压强度最低。

同时，实验结果还表明，岩石的弹性模量和泊松比与抗压强度存在一定的相关性。

2. 岩石三轴压缩实验实验结果表明，岩石在三轴压缩条件下的抗压强度高于单轴压缩条件下的抗压强度，说明围压对岩石的抗压强度有显著影响。

此外，实验结果还表明，岩石的弹性模量和泊松比在三轴压缩条件下也发生了变化，但变化幅度较小。

3. 岩石剪切实验实验结果表明，岩石的剪切强度与抗压强度之间存在一定的关系，剪切强度通常低于抗压强度。

此外，实验结果还表明，岩石的内摩擦角与剪切强度存在一定的相关性。

4. 岩石动力实验实验结果表明，岩石在动载条件下的抗压强度和剪切强度均低于静载条件下的抗压强度和剪切强度。

力学剥离试验实验报告

力学剥离试验实验报告

一、实验目的1. 理解力学剥离试验的基本原理和方法；2. 掌握力学剥离试验机的操作方法；3. 通过实验测定材料的剥离强度，为实际工程应用提供参考。

二、实验原理力学剥离试验是一种常用的材料力学性能测试方法，用于测定材料在受到平行于试样表面的力作用下的最大剥离强度。

实验原理如下：1. 将试样固定在力学剥离试验机上，使试样表面与试验机夹具接触；2. 通过试验机对试样施加平行于试样表面的拉伸力，使试样发生剥离；3. 记录试样发生剥离时的最大剥离力，根据试样尺寸计算剥离强度。

三、实验设备1. 力学剥离试验机：用于施加拉伸力，测定最大剥离力；2. 刀具：用于在试样表面划线，控制剥离宽度；3. 切割机：用于切割试样；4. 游标卡尺：用于测量试样尺寸；5. 电子秤：用于测量试样质量。

四、实验材料1. 试样：采用聚乙烯（PE）薄膜，尺寸为100mm×10mm；2. 刀具：采用钢刀片，尺寸为10mm×1mm。

五、实验步骤1. 切割试样：将聚乙烯薄膜用切割机切割成100mm×10mm的试样；2. 划线：在试样表面用刀具划线，控制剥离宽度为10mm；3. 安装试样：将试样固定在力学剥离试验机的夹具上，确保试样表面与夹具接触良好；4. 设置试验参数：设置试验速度、拉伸力等参数；5. 进行试验：启动试验机，对试样施加平行于试样表面的拉伸力，直至试样发生剥离；6. 记录数据：记录试样发生剥离时的最大剥离力；7. 计算剥离强度：根据试样尺寸和最大剥离力，计算剥离强度。

六、实验数据及结果1. 试样尺寸：长度100mm，宽度10mm；2. 最大剥离力：20N；3. 剥离强度：2N/mm。

七、结果分析1. 本实验中，聚乙烯薄膜的剥离强度为2N/mm，说明该材料具有一定的抗剥离性能；2. 通过实验，掌握了力学剥离试验的基本原理和操作方法，为实际工程应用提供了参考。

八、结论1. 力学剥离试验是一种常用的材料力学性能测试方法，可以测定材料的剥离强度；2. 通过本实验，了解了力学剥离试验的基本原理和操作方法，为实际工程应用提供了参考；3. 实验结果表明，聚乙烯薄膜具有一定的抗剥离性能，可用于实际工程中。

西安交通大学材料力学性能试验报告——电子拉力机橡胶拉伸试验

西安交通大学材料力学性能试验报告——电子拉力机橡胶拉伸试验

西安交通⼤学材料⼒学性能试验报告——电⼦拉⼒机橡胶拉伸试验西安交通⼤学实验报告成绩第页（共页）课程：⾼分⼦物理实验⽇期：年⽉⽇专业班号材料94 组别交报告⽇期：年⽉⽇姓名李尧学号09021089 报告退发：（订正、重做）同组者教师审批签字：实验名称：电⼦拉⼒机测定聚合物的应⼒-应变曲线⼀．实验⽬的1.掌握拉伸强度的测试原理和测试⽅法，掌握电⼦拉⼒机的使⽤⽅法及共⼯作原理；2.了解橡胶在拉伸应⼒作⽤下的形变⾏为，测试橡胶的应⼒-应变曲线；3.通过应⼒-应变曲线评价材料的⼒学性能（初始模量、拉伸强度、断裂伸长率）；4.了解测试条件对测试结果的影响；5.熟悉⾼分⼦材料拉伸性能测试标准条件。

⼆．实验原理随着⾼分⼦材料的⼤量使⽤，⼈们迫切需要了解它的性能。

⽽拉伸性能是⾼分⼦聚合物材料的⼀种基本的⼒学性能指标。

拉伸试验是⼒学性能中⼀种常⽤的测试⽅法，它是在规定的试验温度、湿度和拉伸速度下，试样上沿纵向施加拉伸载荷⾄断裂。

在材料试验机上可以测定材料的屈服强度、断裂强度、拉伸强度、断裂伸长率。

影响⾼聚物实际强度的因素有：1）化学结构。

链刚性增加的因素都有助于增加强度，极性基团过密或取代基过⼤，阻碍链段运动，不能实现强迫⾼弹形变，使材料变脆。

2）相对分⼦质量。

在临界相对分⼦质量之前，相对分⼦质量增加，强度增加，越过后拉伸强度变化不⼤，冲击强度随相对分⼦质量增加⽽增加，没有临界值。

3）⽀化和交联。

交联可以有效增强分⼦链间的联系，使强度提⾼。

分⼦链⽀化程度增加，分⼦间作⽤⼒⼩，拉伸强度降低，⽽冲击强度增加。

4）应⼒集中。

应⼒集中处会成为材料破坏的薄弱环节，断裂⾸先在此发⽣，严重降低材料的强度。

5）添加剂。

增塑剂、填料。

增强剂和增韧剂都可能改变材料的强度。

增塑剂使⼤分⼦间作⽤⼒减少，降低了强度。

⼜由于链段运动能⼒增强，材料的冲击强度增加。

惰性填料只降低成本，强度也随之降低，⽽活性填料有增强作⽤。

6）结晶和取向。

结晶度增加，对提⾼拉伸强度、弯曲强度和弹性模量有好处。

力学拉伸实验报告实验

力学拉伸实验报告实验

一、实验目的1. 了解材料在拉伸过程中的力学行为，观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象。

2. 测定材料的拉伸强度、屈服强度、抗拉强度等力学性能指标。

3. 掌握万能试验机的使用方法及拉伸实验的基本操作。

二、实验原理材料在拉伸过程中，其内部微观结构发生变化，从而表现出不同的力学行为。

根据胡克定律，当材料处于弹性阶段时，应力与应变呈线性关系。

当应力达到某一值时，材料开始发生屈服，此时应力不再增加，应变迅速增大。

随着应力的进一步增大，材料进入强化阶段，应力逐渐增加，应变增长速度减慢。

当应力达到最大值时，材料发生颈缩现象，此时材料横截面积迅速减小，应变增长速度加快。

最终，材料在某一应力下发生断裂。

三、实验仪器与设备1. 万能试验机：用于对材料进行拉伸试验，可自动记录应力与应变数据。

2. 拉伸试样：采用低碳钢圆棒，规格为直径10mm，长度100mm。

3. 游标卡尺：用于测量拉伸试样的尺寸。

4. 电子天平：用于测量拉伸试样的质量。

四、实验步骤1. 将拉伸试样清洗干净，用游标卡尺测量其直径和长度，并记录数据。

2. 将拉伸试样安装在万能试验机的夹具中，调整夹具间距，确保试样在拉伸过程中均匀受力。

3. 打开万能试验机电源，设置拉伸速度和最大载荷，启动试验机。

4. 观察拉伸过程中试样的变形和破坏现象，记录试样断裂时的载荷。

5. 关闭试验机电源，取出试样，用游标卡尺测量试样断裂后的长度，计算伸长率。

五、实验数据与结果1. 拉伸试样直径：10.00mm2. 拉伸试样长度：100.00mm3. 拉伸试样质量：20.00g4. 拉伸试样断裂载荷：1000N5. 拉伸试样断裂后长度：95.00mm根据实验数据，计算材料力学性能指标如下：1. 抗拉强度（σt）：1000N / (π × (10mm)^2 / 4) = 784.62MPa2. 屈服强度（σs）：600N / (π × (10mm)^2 / 4) = 471.40MPa3. 伸长率（δ）：(95.00mm - 100.00mm) / 100.00m m × 100% = -5%六、实验分析1. 本实验中，低碳钢试样在拉伸过程中表现出明显的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象，符合材料力学理论。