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目录1

第一章 材料机械性能测试实验5

1-1 材料试验机的操作5

一、万能材料试验机5

（一）加载系统6

（二）测力、示值系统7

（三）载荷位移记录系统11

二、实验一 材料试验机的操作练习12

1-2 金属材料拉伸机械性能的测定15

一、拉伸试验中四个主要指标的测定15

（一）拉伸试验图15

（二）屈服极限的测定17

（三）强度极限的测定18

（四）塑性指标的测定18

二、拉伸试样及其制备20

（一）试样尺寸对机械性能的影响20

（二）试样尺寸的标准21

（一）测量中的有效数字22

三、实验测量中的有效数字及其运算22

（二）有效数字的运算法则24

四、实验二 测定低碳钢、铸铁的拉伸机械性能26

1-3 弹性模量E的测定30

一、引伸仪30

（一）引伸仪的主要技术指标30

（二）引伸仪的结构、原理31

（一）系统误差34

二、实验测量中的误差34

（二）过失误差35

（三）随机误差35

三、实验测量中的算术平均值和逐差法36

（一）算术平均值36

（二）逐差法36

（三）例题：拟订测定弹性模量E的实验方案37

（一）图示和作图方法39

四、实验数据的图示法39

（二）图解方法40

五、实验三 测定弹性模量E42

1-4 金属材料扭转机械性能的测定49

一、扭转试验设备及试样49

（一）扭转试验机原理49

（二）扭转试样尺寸50

二、利用Mn-φ 曲线图，确定低碳钢扭转机械性能指标51

（一）扭转屈服极限的测定*51++（二）扭转强度极限的测定53

三、铸铁扭转强度极限的测定53

四、实验四 测定低碳钢、铸铁在扭转时的机械性能53

1-5 剪切弹性模量G的测定57

一、扭角仪57

二、实验五 测定剪切弹性模量G58

第二章 电测应力分析实验61

2-1 电阻应变片61

一、工作原理61

二、结构和性能62

三、应变片的粘贴65

（一）应变片的检查和准备65

（二）试件表面的准备66

（三）应变片的粘贴工艺66

（四）应变片粘贴质量检查67

（五）焊接导线和防护67

2-2 电阻应变仪68

一、测量电路——电桥68

二、测读方法70

三、静态电阻应变仪的结构示意图和交流电桥的平衡72

2-3 应用电测法测定弹性模量E74

一、应变片的温度效应75

二、测量电路半桥联接法76

三、电阻应变仪初始状态的平衡调试和故障分析76

四、实验六 电测法测定弹性模量E77

一、多点应变测量——预调平衡箱80

2-4 泊松系数的测定80

二、实验七 测定泊松系数82

2-5 弯曲正应力的测定84

一、多点共补偿半桥电路联接法84

二、实验八 测定弯曲正应力的分布规律85

2-6 测量电桥的特性——检测需测应变量、提高灵敏度的实验92

一、测量电桥的特性92

二、实验九 测量电桥特性的实验93

项目一 拉伸试验中，消除附加弯曲应变的影响，检测拉应变的实验94

项目二 拉伸试验中，提高拉应变灵敏度的实验95

项目三 弯曲试验中，提高弯曲正应变灵敏度的实验95

2-7 圆轴扭转时最大剪应力的测试97

一、在平面纯剪应力状态中，线应变和剪应变的关系97

二、测圆轴扭转应力时的布贴片和电路联接98

三、实验十 测定圆轴扭转时的最大剪应力99

2-8 平面应力状态主应变的测定102

一、平面应力状态测试中，应变花的应用和主应变、主应力的测算102

二、实验十一 测定对径受压圆盘的主应力104

三、圆轴弯、扭组合变形的布片分析108

四、实验十二 应用应变花测试圆轴弯曲和扭转组合变形时的主应力110

2-9 设计性实验111

实验题目112

第三章 校验、验证和示范性实验116

3-1 静态电阻应变仪的校验116

一、静态电阻应变仪灵敏系数k的校验116

二、实验十三校验静态电阻应变仪灵敏系数k的示值118

三、电阻应变仪稳定度的校验123

四、实验十四校验静态电阻应变仪的稳定度123

五、静态电阻应变仪刻度示值的校验125

六、实验十五校验静态电阻应变仪的刻度示值125

3-2 电阻应变片灵敏系数k的测定126

一、实验测量中的误差估算126

（一）算术平均误差127

（二）标准误差127

（三）误差的表示方法128

二、电阻应变片灵敏系数k的测定方法129

三、实验十六 应用拉伸实验测定电阻应变片灵敏系数的k值130

四、工程中常用的电阻应变片灵敏系数k的测定方法132

五、实验十七 应用等截面纯弯曲梁测定电阻应变片灵敏系数的k值135

3-3 梁弯曲变形的验证性实验139

一、验证梁弯曲变形实验的原理和装置139

二、实验十八 验证直梁弯曲变形的实验141

3-4 示范性实验143

一、压缩示范实验143

二、剪切示范实验144

3-5 疲劳试验146

一、疲劳试验机146

二、疲劳试样的制备148

三、常规疲劳试验方法149

（一）S-N 疲劳曲线与持久极限的概念149

（二）常规试验149

四、疲劳曲线图的绘制153

附录 实验设备和仪器157

一、万能材料试验机157

F-1 WE型液压万能材料试验机157

F-2 ZDM型液压万能试验机162

F-3 WJ-10A型万能试验机163

F-4 ZDM型杠杆摆锤式万能试验机168

F-5 拉力材料试验机171

F-6 WD-10型电子式万能试验机173

二、扭转试验机175

F-7 NJ型扭转试验机175

F-8 K-50型扭转试验机180

三、变形测试仪器183

F-9 双表式引伸仪183

F-10 杠杆式引伸仪185

F-11 静态电阻应变仪187

F-12 镜式引伸仪、测角仪190