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《材料力学》实验教学大纲
课程名称：材料力学
学 时：6
学 分：（非独立设课）
课程性质：专业基础课
开课对象：机械设计制造及其自动化专业、材料成型及控制工程
一、 教学目的与要求
教学目的
实验教学作为材料力学课程的一个重要组成部分，对于提高学生实践能力、设计能力具有重要意义。材料力学实验包含以下两个方面目的：
1、验证理论
材料力学常将实际问题抽象为理想模型，再由科学假设推导出一般公式，如纯弯曲梁和纯扭转圆轴的分析都使用了平面假设。用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加强学生对理论的理解和认识。
2、实验应力分析
工程上许多实际构件的形状和受载情况都十分复杂。关于它们的强度问题，仅依靠理论计算不易得到满意的结果。近几十年来出现了用实验分析方法确定构件在受力情况下应力状态的学科，它可用于研究固体力学的基本规律，为发展新理论提供论据，同时又是提高工程设计质量，进行失效分析的一种重要手段。
基本要求
1、学会万能试验机、扭转试验机、引伸仪等的操作方法和测定材料力学性能的基本方法，测定并比较低碳钢与灰铸铁在拉伸、压缩、扭转、剪切和冲击时的力学性能，观察变形和破坏现象。
2、学会静态电阻应变仪的使用方法、电阻应变测量技术和实验应力分析的基本原理，测量矩形截面梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律、薄壁圆筒在弯扭组合变形、偏心拉伸时一点的主应力大小及方向以及各内力所对应的应力，并与理论计算结果比较。
二、主要仪器设备
万能试验机、扭转试验机、引伸仪、冲击试验机、游标卡尺、静态电阻应变仪、载荷传感器、载荷显示仪、 XL3418C材料力学多功能实验装置。
三、实验项目设置与内容
序号 |
实验项目 |
学 时数 |
项目要求 |
项目类型 |
项目性质 |
目的要求 |
所在实验室 |
1 |
低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验 |
2 |
必做 |
演示 |
综合 |
了解低碳钢、灰铸铁在拉伸和压缩时的变形和破坏现象，并绘制拉伸图和压缩图；根据拉、压图确定材料的弹性模量、屈服应力、抗拉强度、伸长率和断面收缩率；比较低碳钢与灰铸铁在拉伸和压缩时的力学性能。 |
力学实验室 |
2 |
扭转强度和冲击实验 |
2 |
选做 |
演示 |
综合 |
测定低碳钢和铸铁的切变模量、扭转时的屈服切应力和抗切强度；测定低碳钢和灰铸铁的冲击韧度；观察低碳钢与灰铸铁在扭转、剪切与冲击时的变形和破坏现象，并绘制扭转图；比较低碳钢与灰铸铁在扭转、剪切与冲击时的力学性能。 |
力学实验室 |
3 |
纯弯曲梁的正应力实验 |
2 |
必做 |
操作 |
验证 |
学会电阻应变测量技术的基本原理和电阻应变仪的使用方法；测量矩形截面梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果比较。 |
力学实验室 |
4 |
材料弹性模量E和泊松比µ的测定 |
2 |
必做 |
操作 |
验证 |
测定常用金属材料的弹性模量E和泊松比µ；验证胡克（Hooke）定律。 |
力学实验室 |
5 |
压杆稳定实验 |
3 |
选做 |
操作 |
综合 |
用电测法测定两端铰支压杆的临界载荷Pcr，并与理论值进行比较，验证欧拉公式；观察两端铰支压杆丧失稳定的现象。 |
力学实验室 |
四、考核方式及评分标准
1、实验报告
（1）按照实验指导书中所介绍的方法完成各项实验内容，客观认真地将实验数据填入实验报告，对不合理的实验数据需重测或补测。
(2) 每次实验结束离开实验室前，实验报告须交实验指导教师审核、签名认可。
(3) 实验结束后，应及时对实验数据进行整理和分析，并将实验报告交任课教师批改、评分。
2、考核
对完成实验以及实验数据处理与分析能力的考核，占课程总成绩的20%。主要考核参加实验的情况、完成实验以及实验数据处理与分析的能力，通过在实验结束离开实验室前由实验指导教师在实验报告上签名以及实验报告的批改方式进行。
五、实验指导书及主要参考书
实验指导书：
台州学院机电教研室. 材料力学实验指导书.本校自编.2009
主要参考书：
[1] 范钦珊.工程力学实验.北京：高等教育出版社，2006
[2] 莫淑华.工程力学实验.北京：中央广播电视大学出版社，1999
执笔人:林朝斌 审定人： 李军
