实验教学

《工程力学实验》(独立设课)课程教学大纲

来源:内容管理员   发稿时间:2020-6-23 14:58:00  

一、实验课程名称:工程力学实验 Experiments in Engineering Mechanics

二.课程编码:0806712

三.课程性质:必修(机械大类)、选修(供工科其余相关专业)

四.学时学分

课程总学时:16

总学分:    1

实验学时:  16

五.适用专业:必修(机械大类:机械、材料、交通、能源等专业);

选修(供工科其余相关专业根据教学要求和学时安排,选择其中部分实验项目); 同时供“二课”或课程设计选修。

六.课程使用教材及参考书 

使用教材:《工程力学实验》(主编王杏根等,华科大出版社,2002);

《工程力学实验》(主编王杏根等,自编讲义,2006);

参考教材: 《工程力学实验》(主编范钦珊、王杏根等,高教出版社,06)。

七.课程的任务、性质与目的

工程力学实验作为工科学生的重要实践环节之一,除了配合课堂教学外,更注重培养学生的力学科学实验素质,使学生利用实验手段观察力学实验现象,探索力学实验规律,训练力学实验基本技能,为解决工程实际力学问题奠定良好的力学实验基础。课程应达到的基本要求:

1. 对材料的基本力学性能有比较明确的感性认识,对材料的破坏特性有比较清晰的了解。

2.初步掌握“机测”和“电测”应力分析实验的的基本原理和方法。

3.对动力学特性及动态测试技术有初步的了解。

4.对疲劳与断裂问题有初步认识,对光弹性原理和方法及其工程应用有初步的了解。

八.实验课的基本理论

金属材料的拉伸、压缩和扭转时的基本力学性能,梁受弯曲作用时变形和应力,试件受复合载荷下的变形、主应力和主方向,结构动态力学特性及理论,理论力学基本知识,疲劳、断裂力学和振动理论的一些基本知识。

九.实验方式与基本要求

1.“工程力学实验”宜安排在“材力”课程开课四周后同步进行,由学生与力学实验中心预约安排实验。 

2. 所有实验均由力学实验中心负责。采用教学网络管理系统,对学生实行开放式实验教学,同时实验室对学生实行全天候开放,包括晚上,甚至节假日(如需要)。 

3.原则上“电测实验”安排一人一组,“机测实验”安排二到三人一组。 

4.欢迎学生利用实验中心的设备信息,自主设计实验并完成实验。 

5.要求学生实验前应进行预习,预习内容包括:实验目的,实验原理,需要测量的实验参数,数据处理及实验原始数据记录表,实验程序及仪器设备的操作规范,安全注意事项。

十.考核与评分方式:实验预习+实验考核+实验报告(以考核实验为主)。

十一.实验项目设置与内容提要

序号

实验项目

名称

内容提要

实验

要求

实验

类型

计划学时

每组人数

主要仪器设备

所在实验室

1

材料的拉伸、压缩

试验

测定金属材料(低碳钢、铸铁)的拉、压机械性能

必做

验证性

2

2-3

电子材料试验机引伸计

材料强度实验一、二室

2

材料的真应力应变曲线及硬化指数n 测定

1.绘制材料的真应力应变曲线

2.测定硬化指数

选做

验证性

2

2-3

电子材料试验机

材料强度一室

3

滞后环法测定材料的规定非比例延伸强度

采用图解法测定铸铁的

规定非比例伸长强度

选做

验证性

1

2-3

电子材料试验机

引伸计

材料强度实验一室

4

规定残余延伸强度测定

采用卸荷法测定铝合金材料的规定残余伸长应力

选做

验证性

1

2-3

电子材料试验机、球绞引伸计

材料强度实验一室

5

材料(低碳钢或铝合金及铸铁)的

扭转试验

测定金属材料(低碳钢、铸铁)的扭转机械性能

和钢的切变模量G

选做

验证性

2

2-3

电子扭转试验机、小扭角仪

材料强度实验三室

6

材料的弹性常数EGμ测定

机械法、或电测法、或超声法测定材料(含复合材料)的弹性常数

选做

验证性综合性

2

1

多功能力学试验台,电阻应变仪,超声检测仪

电测实验二室

7

平面应变断裂韧度KIC试验

1、KIC实验

2、裂纹测量

3、有效性检验

选做

综合性

2

4

电子万能材料试验机

材料强度一室

8

冲击试验(含落锤冲击)

测定材料的冲击功

选做

演示性

1

2-3

冲击试验机

材料强度研究室

9

考虑环境影响时力学

性能试验

测定高温时材料的

常规力学性能

选做

演示性

1

2-3

电子万能材料试验机

环境箱

材料强度一室

10

裂纹扩展速率da/dN

测试

1、预制裂纹等

2、da/dN实验

选做

演示性

1

15

高频疲劳试验机

疲劳断裂试验室

11

梁弯曲正应力实验

测定梁(可简支、悬臂、外伸,可静定、静不定,可迭梁、夹层梁、等强度梁)受弯时的应力分布清况

必做

综合性

2

1

多功能力学试验台,应变仪

电测实验二室

12

内力素测定实验

偏心拉伸、或弯扭组合、或内压弯扭组合

必做

设计性

2-3

1

多功能力学试验台,程控电阻应变仪

电测实验二室

13

梁弯曲变形实验

测挠度、转角,

验证互等定理

选做

验证性

1

1

多功能力学试验台,应变仪

电测实验二室

14

等强度梁综合训练实验

含贴片、桥路训练、应变片灵敏系数K,等强度验证

选做

验证性

2

2

多功能力学试验台,程控电阻应变仪

电测实验二室

16

压杆稳定

实验

压杆稳定的临界载荷测定

选做

验证性

1

2

多功能力学试验台,程控电阻应变仪

电测实验二室

17

光弹性实验

光弹实验的基本过程

选做

演示性

1

16

光弹

系统

光弹室

18

理论力学创新应用基础实验

刚度、固有频率;自激振幅与风速的关系;不规则体的重心;渐加载荷、突加载荷、冲击载荷;非均质复杂物体的转动惯量测定等。

选做

演示性

3

2~3

理力实验装置

振动

试验室

19

动力学普遍定理实验

陀螺仪的动态性能

选做

综合性

3

2~3

陀螺仪

振动

试验室

20

梁的动态力学性能实验

固有频率、振型、幅频特性曲线及阻尼比等特征参数测定

必做

验证性

3

2

动态力学性能综合试验台

振动

试验室

21

旋转件应力实验

最大应力、最小应力及频率

选做

验证性

1

2

旋转应力系统

电测实验一室

22

梁受冲击载荷(或交变载荷)时的动应力测试

动态参数(含频率、动应力、动应变及动荷系数)的测定

选做

验证性

1

2~3

动态力

学性能

综合试验台

振动试验室

23

刚性转子的动平衡实验

刚性转子的动平衡(含动反力、不平衡率测试)

选做

验证性

2

2

平衡试验装置

振动与动平衡研究室

24

刚架的动态特性测量和刚架动力吸振实验

可改变吸振振子的类型,选择不同粘度的液体,测定钢架的动态特性

选做

综合性

2

2

动态力学性能综合试验台

振动试验室