基础力学实验报告。
二○一二年十月。
中国南京。目录。
实验一低碳钢的拉伸实验。
实验二梁弯曲正应力实验。
实验三弯扭组合变形主应力的测定。
实验四动摩擦因素测定。
实验五三线摆测量物体的转动惯量。
实验一低碳钢的拉伸实验。
专业班级港航5班学号 1001010432 姓名高晨晨同组者姓名。
实验编号实验名称低碳钢拉伸实验。
实验日期 2012.9.13 批报告日期成绩教师签名。
一 、实验目的。
1．观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象(屈服、强化、颈缩、断口特征等)，了解试件变形随荷载的变化规律。
2．测定低碳钢的上屈服强度reh、下屈服强度rel、抗拉强度rm、弹性模量e、断后伸长率a11.3、断面收缩率z、最大拉力fm。
3．绘制低碳钢拉伸曲线图（f-δl曲线）。
4.掌握电子万能试验机的工作原理及操作方法。
二、实验设备。
设备名称：电子式万能试验机设备型号：css44100 最大量程：100kn
使用量程：低碳钢 100 kn ,精度 0.001 n
铸铁 100 kn ,精度 0.001 n
测试件尺寸的量具名称：游标卡尺，精度 0.02 mm。
三、试件尺寸与形状。
表一：实验前试样原始数据。
表二：实验后试样数据。
四、实验数据与整理。
1.低碳钢：
feh= 28365.271 nfel= 22737.725 n; fm= 33009.039 n;
su= 23.76 mm2lu= 132.70 mm。
2.结果计算：低碳钢：上屈服强度reh= feh / s0= 367 n/mm2
下屈服强度rel= fel / s0= 294 n/mm2
抗拉强度rm= fm / s0= 420 n/mm2
断后伸长率a11.3=（lu-l0）/ l0= 32.5%
断面收缩率z=（s0-su）/ s0= 67.5%
3.绘制拉伸曲线图。
五、思考题。
1.低碳钢拉伸时安装引伸计的目的？何时摘下？控制方式作何转变？
答：使用引伸计的目的是用于精确测量试件拉伸时变形的大小。
低碳钢拉伸实验采用引伸计测变形，当负荷增加到一定值时，试件开始屈服、试验图像的曲率下降。此时，用鼠标点击“摘引伸计”按钮，并取下引伸计。如果变形达2mm时，界面将出现“摘引伸计”提示框，取下引伸计。
2．比较低碳钢和铸铁拉伸时力学性质的异同。
答：低碳钢拉伸时经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段，为塑性材料，试验中变形较大，延伸率较大；
铸铁拉伸时没有明显的直线段，不服从胡克定律，变形很小，没有屈服阶段和颈缩现象，为脆性材料。
实验二梁弯曲正应力实验。
专业班级港航5班学号 1001010432 姓名高晨晨同组者姓名。
实验编号实验名称梁弯曲正应力实验。
实验日期 2012.9.20 批报告日期成绩教师签名。
一 、实验目的。
1． 测定矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证纯弯曲正应力公式的正确性；
2． 熟悉静态电阻应变仪的桥路接线方法（外补偿或自补偿）。
二、实验设备。
仪器名称：静态电阻应变仪设备型号精度： 1 με
纯弯曲正应力实验装置编号：__
三、试件尺寸及有关数据。
图1 梁的几何尺寸图。
试件尺寸：长l=650 mm 宽b=20 mm 高h=40 mm
纯弯段弯矩：m=75 kn·mm
截面对中性轴z的惯性矩iz = 1.067×10-7 m4
弹性模量：e=210 gpa
应变片电阻值：r=120 ω
灵敏系数k=2.17
四、实验数据与整理。
1.实测数据：
2．数据处理：
注：（1）实测值σ实=eε
2）理论值。
3.分别绘制应力、应变分布图。
图2 应变分布图。
图3 应力分布图。
注：(1)图中横坐标代表测点距中性轴的距离（负值表示在中性轴上方，正值表示在中性轴下方）；
2)纵坐标代表应变/应力（负值表示受压，正值表示受拉）。
五、思考题。
1.比较应变片6#和7#（或4#和5#）的应变值，可得到什么结论？
答：6#和7#（或4#和5#）的应变值大致上互为相反数，这表明同一截面上在中性轴两侧距中性轴相同距离处的应变大小相同，但一侧为拉应变，另一侧为压应变。
2.在实验中，未考虑梁的自重，是否应该考虑？为什么？
答：不用考虑；
实验时在加外荷载前，我们首先进行了测量电路的平衡，然后再加载进行测量，所测得的量值都是由外荷载引起的，与梁自重无关。
实验四动摩擦因数测定。
专业班级港航5班学号 1001010432 姓名高晨晨同组者姓名。
实验编号实验名称动摩擦因数测定。
实验日期 2012.10.16 批报告日期成绩教师签名。
一 、实验目的。
1．掌握动摩擦因数的基本概念；
2．掌握物块在斜面上运动的动力学方程推导；
3．通过测试运动时间来计算摩擦因数。
二、实验设备。
(1) 动摩擦因数测定仪最大长度：95.0cm
(2)ssm—sc计时—计数—计频仪量程计时：0.001ms~1000s自动变换。
计数：1~105次。
计频：<100khz
三、实验基本原理。
通过摇把可以调节滑槽倾角，光电管b的位置可以调节。滑块在滑槽中运动时，计时器可记录下滑块通过两个光电管之间的时间，由光电管b、c之间的距离和滑块通过时所测得的时间，应用动力学方程，可以计算出滑块材料与滑槽底面材料之间的动摩擦因数。
设滑槽的倾角为β，假设滑块与滑槽底面各处动摩擦因数f相同，则滑块在滑槽内运动的加速度a为一个常量，由动力学方程可得。
如测得加速度a，可以计算出动摩擦因数f
四、试件尺寸及有关数据。
试件材料：圆柱形钢铁+方形底座；
试件构造：底部—方形铁块，中心—细长铁棒。
滑槽水平方向投影长度l0=71.95cm
滑槽竖直方向投影长度h0=62.50cm
滑槽倾角β=atan(h0/ l0)= 0.72(弧度)
五、实验数据与整理。
1. 实测数据。
表一实测数据。
2. 数据处理。
六、误差分析。
光滑管b、c不好紧固在滑槽上，容易晃动，因此开始计时与结束计时不能精确记录，应设法改进实验装置，让光电管严格垂直于滑槽，以减小误差；
滑块滑动时不仅与滑槽底部接触，与滑槽壁也存在摩擦，这种摩擦带来的误差会使动摩擦因数计算值偏大；
另外，由于滑槽板面粗糙程度不均及空气阻力的影响，也会带来一些误差。
七、思考题。
1.试分析滑槽倾角对测试结果的影响。
答：若倾角过大，滑块通过两光电管时间过短，会使计算误差偏大，同时倾角过大不能保证滑块与槽面完全接触；若倾角过小，则滑块不能顺利下滑，或边滑边旋转，也会增加实验误差。
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