《材料力学》实验教学大纲

课程代码：VEEN1026 课程学分：4.0

课程名称（中/英）：材料力学/ Engineering Mechanics

课程学时：81 实验学时：9

适用专业：车辆工程

实验室名称：车辆工程实验室

一、课程简介

材料力学是变形固体力学入门的技术基础课。教育目的是：构筑作为工程技术根基的知识结构，为工程结构的计算提供理论依据和计算方法。通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识的发生过程，培养学生分析问题的能力；掌握从已知的基本定律出发，利用理论分析，导出一些推论，并据此对具体机械系统的性能进行预测的力学方法；同时以力学理论为指导，培养学生的实验动手能力；发挥其它课程不可替代的综合素质作用。

材料力学实验是材料力学教学的一个重要实践性环节。材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上的,其正确性需通过实验来验证。学生通过做实验，用理论来解释、分析实验结果，又以实验结果来证明理论，互相印证，达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。

二、实验项目及学时分配

序号	项目名称	实验类型	学时分配	每组人数	必修/选修
1	金属材料拉伸实验	验证	1	2	必修
2	金属材料压缩实验	演示	0.5	2	必修
3	金属材料扭转实验	演示	0.5	2	必修
4	纯弯曲梁正应力实验	验证	1	2	必修
5	薄壁圆管弯扭组合变形测定	综合	2	2	必修
6	压杆稳定性实验	验证	2	2	选修

三、实验内容及教学要求

1.金属材料拉伸实验

要求：了解万能材料试验机的构造、工作原理及使用方法；掌握材料拉伸时力学性质的测定方法；观察比较低碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形及破坏现象；进行实验数据处理并对实验结果进行分析比较。

内容：测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率ψ；测定铸铁拉伸时的强度极限σb等主要力学性能指标。绘制拉伸图。

2.金属材料压缩实验

要求：掌握材料压缩时力学性质的测定方法；观察比较低碳钢、铸铁在压缩过程中的变形及破坏现象；进行实验数据处理并对实验结果进行分析比较。

内容：测定低碳钢压缩时的屈服极限σs；测定铸铁压缩时的强度极限σb。

3.金属材料扭转实验

要求：了解材料扭转试验机的构造、工作原理及使用方法；掌握材料扭转时力学性质的测定方法；观察比较低碳钢、铸铁在扭转过程中的变形及破坏现象；进行实验数据处理并对实验结果进行分析比较。

内容：测定低碳钢扭转时的屈服极限τs、强度极限τb、扭转角ψ；测定铸铁扭转时的强度极限τb等各项主要力学性能指标。绘制扭转图。

4.纯弯曲梁正应力实验

要求：了解电阻应变仪的工作原理、使用方法；根据测试要求拟定实验方案，合理布贴应变片并组织实验测试；测定直梁承受纯弯曲时的正应力分布规律，并验证直梁弯曲时的正应力公式。

内容：用应变仪测定直梁承受纯弯曲时横截面上正应力分布规律，并验证直梁弯曲时的正应力公式。

5.薄壁圆管弯扭组合变形测定

要求：根据测试要求拟定实验方案，合理布贴应变片并组织实验测试；测定截面上的弯矩、扭矩和剪力，并验证梁的弯扭组合变形理论。

内容：用电阻应变仪测定截面上的弯矩、扭矩和剪力，并验证梁的弯扭组合变形理论。

6.压杆稳定性实验

要求：通过实验了解影响压杆稳定性的因素，临界载荷的概念。验证欧拉公式。

内容：通过细长杆试件和各种支承座（两端铰支，一端铰支另一端固支，两端固支等）的压杆稳定试验。

四、考核方式及要求

1、实验报告：

(1)书写整齐，绘图清楚准确；

(2)严格按照原始测量数据进行计算和分析；

(3)对出现的误差应扼要地说明原因；

2、考核方式

课程实验的考核方式：实验操作及实验报告等。

课程实验考核成绩的确定：本课程实验不作为单独课程进行考核，实验教学部分成绩占课程总成绩的5-10%。

五、主要仪器设备及现有台套数

1、电子万能材料试验机(现有4台)

2、电子扭转试验机(现有1台)

3、纯弯曲梁实验台(现有8台，每台可同时分2组进行)+电阻应变仪(现有16台)

4、弯扭组合实验台(现有16台)+电阻应变仪(现有16台)

5.压杆稳定性装置(现有16台)+电阻应变仪(现有16台)

六、教材及参考书

1、教材：单辉祖编.《材料力学教材》.高等教育出版社.2004

2、参考书：王杏根、高大兴、徐育澄主编.《工程力学实验》.华中科技大学出版社.2002

刘鸿文、吕荣坤编.《材料力学实验》（第二版）.高等教育出版社.2006