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 |
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E、G、μ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 |