一、材料力学实验的目的
材料力学实验是材料力学教学中的一个重要环节,对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力与创新精神具有极其重要的作用。通过力学实验不仅丰富了学生的书本知识,而且增强了学生的实践能力;更重要的试,提高了学生应用实验的手段与方法分析、研究和解决工程问题的能力;通过实验提高学生建立力学模型或者修正完善力学模型的能力;通过实验培养学生对一些新材料和新结构的研究能力。
二、材料力学实验的内容
(一)根据力学素质、工程素质以及实践能力和创新精神的培养要求,力学实验的教学内容分为基本试验,综合性、设计性和研究性试验,及前沿性教学实验
1. 基本实验
基本实验以深入理解基本概念、了解力学实验技术基础、培养学生基本力学实验技能为目的。
2.综合性、设计性和研究性实验
主要是培养学生综合能力、设计实验的能力以及在实验中获取知识、在实验中研究问题的能力。
3.前沿性实验
前沿性实验是指引入新材料、新结构形式、新实验技术的力学实验,不须面向所有学生,而是面向少数优秀学生以及在实验方面具有潜能和兴趣的学生,使他们开阔眼界,培养应用高新技术发挥创造性的能力。
(二)材料力学实验按其性质分为测定材料力学性能的实验、验证理论的实验和应力分析实验
1.测定材料力学性能
材料的力学性能是指在力或能的作用下,材料在变形、强度等方面表现出的一些特性,如弹性极限、屈服极限(屈服点)、强度极限、弹性模量、疲劳极限和冲击韧度等。这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据,而这些参数一般要通过实验来测定。
2.验证理论
材料力学性能将实际问题抽象为理想模型,再由科学假设推导出一般性公式,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。
3.应力分析实验
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。如电测、光弹性等实验应力分析方法直接测定构件的应力,便成为有效的方法。对经过较大简化后得出的理论计算或数值计算,其结果的可靠性更有赖于实验应力分析的验证。
三、材料力学实验的方法和要求
1.实验前应认真预习实验讲义,明确实验目的、原理和步骤,了解所要使用的机器或各种实验装置的构造、工作原理和使用方法;选择试件,估算最大载荷,确定记载方案;分工明确,相互协调,共同完成实验。
2.在进行实验前,首先检查试验机是否调零,变形仪是否安装稳妥;实验过程中应严格按照仪器、仪表的操作规范进行,并作数据记录。
3.认真完成实验报告。实验报告内容包括:
(1)实验名称、实验日期、室温和同组成员;
(2)实验目的和装置;
(3)实验设备的名称、型号和精度;
(4)实验数据及其处理;
(5)计算和结果处理。