材料力学：直梁弯曲实验[范文模版]

第一篇：材料力学：直梁弯曲实验[范文模版]

直梁弯曲实验

36050221 唐智浩 一、实验目的：

1.用电测法测定纯弯时梁横截面上的正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证梁的弯曲理论。

2.

用电测法测定载荷作用面附近横截面上的正应力分布规律，与理论计算结果进行比较，并对实验结果进行分析（选作）。

3．学习电测法的多点测量。

二、实验设备：

1.微机控制电子万能试验机； 2.电阻应变仪；

三、实验试件：

本实验所用试件为中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为 h×b =(50×30)mm 2，a=50mm(见下图)，弹性模量 E=210GPa

四..实验原理及方法：

处于纯弯曲状态的梁，在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，其横截面上的正应变为线性分布，距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为：

实验装置图 P

()()ZZM yyE IM yyE I   

（1）

距中性层为 y 处的纵向正应力为：

()()zM yy E yI   

（2）

本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量M 作用下，产生的应变增量和’。于是式（1）和式（2）分别变为：

()()()ZZZM yyE IM yyE IM yyI         

（3）

（4）

在本实验中，/2 M P a   

（5）

最后，取多次测量的平均值作为实验结果：

111()()()()()()NnnNnnNnnyyNyyNyyN     

（6）

本实验采用电测法，在梁纯弯曲段某一横截面A—A 的不同高度（梁的顶面、底面、中性层及距中性层±10mm、±20mm）处粘贴纵向电阻应变片（见图一），并在梁的上下表面处粘贴横向应变片。各应变片的编号为：上下横向片编号为 1 和 9，纵向片编号从上到下依次为2,3,4…8。

五、实验步骤

1．设计实验所需各类数据表格； 2．拟定加载方案(参考方案：P 0 =5KN，P max =25KN，P=20KN)； 3．试验机准备、试件安装和仪器调整； 4．确定组桥方式、接线、设置应变仪参数； 5．检查及试车； 检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载，以检查试验机和应 变仪是否处于正常状态。

6．进行试验； 将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。逐级加载，每增加一级，记录一次相应的应变值。同时检查应变变化是否符合线性。实验至少重复两次，如果数据稳定，重复性好即可。

7．数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。

六、试验结果 处理

① 梁中点处的应变值 理论值的计算公式为：

()()ZZM yyE IM yyE I    计算得下表：

从以上实验结果可以看出，实验值与理论值较为符合，平面假设成立。下面 应变片

纵坐标（mm）

应变(*10-6)

应变理论值(*10-6)

百分差 1-25 46 53 13.2% 2-25-187-190 1.6% 3-20-153-152 0.6% 4-10-76-76 0 5 0-3 0 / 6 10 70 76 7.9% 7 20 144 152 5.3% 8 25 182 190 4.2% 9 25-59-53 11.3% 电测法电路图

将所得的应变值拟合为直线：

-250-200-150-100-***501 2 3 4 5 6 7应变片应变

计算泊松比：

μ 1 =0.246

μ 2 =0.324 μ=(μ 1 +μ 2)/2=0.285 ② 压头处的应变值：

测量次数 应变片-128-133 2-50-53 3 7 3 4 70 68 5 138 137

很明显地看出，由于应力集中和装置的各支点的平行度误差等原因，此处不再满足平面假设。

七..改进与建议

这个实验存在的问题很多：

1、装置陈旧，并且太粗，太短，以至于力臂太小，需要加足够的载荷才能产生较大的变形，导致试件容易被压坏。可以考虑把试件加长、变细，增大力臂，减小横截面积，可以有效提高精度。

2、各支点不平行，加载时的误差明显。可以考虑改进各支座和 U 型梁的压头，使其能够实现自动调节平行。

3、实验太过简单，大多数同学一小时左右就完成了。可以考虑改进试件增加一些有必要的试验项目，使仪器试件都得以充分利用。

第二篇：力学实验教学大纲

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普通物理实验（力学）教学大纲

（物理系物理教育专业用）

实验目的：本课程是对理科学生进行科学实验训练的一门必修课程，通过本课程的学习，使学生了解科学实验的主要过程与基本方法，培养学生熟练、扎实的实验基本知识、方法和技能，培养学生良好的科学素质，创新精神和实践能力，为今后的学习和工作奠定基础。

基本要求：本课程要求学生对基本物理现象进行观察和研究，学习基本物理量的测量方法，学习常用测量仪器的结构原理和测量方法，提高学生的基本实验能力、分析能力、表达能力和综合设计能力。通过完成一定数量的力学、热学实验，应达到如下要求：

1、掌握常用基本物理实验仪器的原理和性能，学会正确使用、调节和读数。

2、了解一些物理量的测量方法，知道如何根据实验要求确定实验方案、选择实验仪器、设备，如何减少实验误差。学会对实验进行误差分析和不确定度评定的基本方法，正确运用有效数字，学会定性判断和定量估算实验结果的可靠性。

3、养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，特别是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立实事求是的科学态度和道德。

第一部分 力学实验（36 学时）

绪论（误差理论）4 学时

实验一 长度测量

要求：练习使用测长度的几种仪器；做好实验记录和计算不确定度。实验类型：验证实验 学时分配：2 学时

实验二 自由落体运动

要求：学习用自由落下的物体测量重力加速度，对组合测量进行数据处理。实验类型：验证实验 学时分配：2 学时

实验三 密度的测量

要求：熟习物质密度的测量方法，测定规则和不规则物体的密度。实验类型：验证实验 学时分配：2 学时

实验四 倾斜气垫导轨上滑块运动的研究

要求：用倾斜气垫导轨测定重力加速度，分析和修正实验中的部分系统误差分量。实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验五 阻尼振动

要求：观察弹簧振子在有阻尼情况下的振动，测定表征阻尼振动特征的一些参量，利用动态法测定

滑块和导轨之间的粘性阻尼常量。更多免费资料请访问：豆丁教育百科

实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验六 单摆

要求：使用停表和米尺测单摆周期和长度，求出当地重力加速度g 值，考查单摆的系统误差对测重

力加速度的影响。实验类型：验证实验 分配学时：2 学时

实验七 杨氏弹性模量测量

要求：用伸长法测定金属丝的杨氏模量，学习光杠杆的原理并掌握使用方法。实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验八 转动惯量的测定

要求：测量不同形状物体的转动惯量。实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验九 弦振动的研究

要求：观察弦振动时形成的驻波，测量均匀弦线上横波的传播速度及均匀弦线的线密度。实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验十 复摆振动的研究

要求：考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系，测出重力加速度、回转半径和转动惯量。

实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验十一 牛顿第二定律的验证

要求：学习在气垫导轨上验证牛顿第二定律 实验类型：验证实验 学时分配：2 学时

实验十二 弹簧振子的研究

要求：研究弹簧本身质量对振动的影响 实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

实验十三 碰撞实验

要求：验证动量守恒定理，了解非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。实验类型：验证实验 分配学时：2 学时

实验十四 惯性秤

要求：掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法，了解仪器的定标和使用。实验类型：综合实验 学时分配：2 学时

第三篇：实验力学学习心得

实验力学学习心得

曾经对力学的认识很懵懂，以前在我心中力学是一个很抽象的东西，我一直认为力学更多的是在图纸上的演算与推导，凡是与力相关的事物都属于力学范畴。对于力学应用方面的理解，也只是粗略的知道它会应用于航空航天、机械、土木、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等，但原理是什么，方法是怎样的，我想也绝不只是我最初理解的只是一些受力分析那么简单。而对实验力学这门课的学习则是让我们知道了目前所学的这些知识与它所应用的工程实际相联系的途径和方法。

简单的来说，实验力学就是用实验的方法求解力学问题。即用实验方法测量在力的作用下，物体产生的位移、速度、加速度、应变（形变）、应力、振动频率等物理量。工程实验力学中对实验力学的定义是用实验方法测量应变、应力和位移。也称为实验应力分析。在我现在学习了这门课之后的理解，实验力学是解决工程问题中力学问题的一个重要环节，是求解其力学问题的中间环节，通过实验力学方法测得所需物理量，最终求出结果。

通过课程认知，我了解了解决力学问题的方法主要有两个：理论方法和实验方法。理论方法就是理论方法就是将实际问题转化为数学模型，建立方程，然后求解。它主要有解析法和数值法，理论方法的解答是数学模型的解答，只有实际问题与数学模型相符时才是精确的，这也是它的局限性。而我们这学期学的实验力学的方法就是在实际问题上直接测量。我们这学期做了三个实验力学的实验，分别是测量电桥特性，动态应变测量和光测弹性学方法。这三个实验就用到了实验应力分析的方法——电测，振动测量，光测。实验力学的实验结果更可靠，并且可以发现新问题，开创新领域。不过它也有它的缺点就是测量都有误差，并且实验仪器和材料昂贵，这也导致了费用高。不过，理论分析和实验分析是相辅相成。理论的建立需要实验分析的成果，发现新问题，建立新理论。实验设计和实施需要理论分析做指导。复杂问题需要需要理论与实验共同完成。

正如我刚刚说的，误差是实验方法的一个弊端，也是不可避免的，但随着测试手段的改进和测量者水平的提高，可以减少误差，或者减少误差的影响，提高实验准确程度。实验误差按其产生原因和性质，可以分为系统性误差、偶然性误差和过失误差（粗差）三种。实验力学这门课，同样教会了我们如何去减少误差。比如对称法、初载荷法、增量法消除系统误差。还有通过分析给出修正公式用来消除系统误差，或者定期用更准确的仪器校准实验仪器以减少实验误差，校准时做好记录供以后修正数据用。偶然性误差难以排除，但可以用改进测量方法和数据处理方法，减少对测量结果的影响。例如用多次测量取平均值配合增量法，可以使偶然性误差相互抵消一部分，得到最佳值。过失误差是指明显与实际不符，没有一定的规律。这在我们实验中也会经常出现，通常这些都是由于疏忽大意、操作不当或设备出了故障引起明显不合理的错值或异常值，一般都可以从测量结果中加以剔除。

我们主要做了三个实验，测量电桥特性，动态应变测量和光测弹性学方法。给自己印象最深刻的就是第一个实验。桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行，当时是要在梁的上下表面哥粘贴两个应变片。当时老师在黑板上画了三个图，可是我当时连最基本的图都看不懂，根本不知道哪个是应变片哪个是电阻的意思。接下来在粘应变片的时候也遇到了各种麻烦，应变片倒是没粘好几个，但是手上已经一团糟。好不容易把应变片粘好后，需要用焊锡把电线连上，在仔细琢磨过到底那根线连哪个之后，又遇到了新的麻烦就是那个怎么焊都焊不上，后来找来老师才知道原来是我们那一组的电烙铁有问题，换了个，才继续把这个艰辛的实验做完。这个实验做了不少时间，也着实费了不少的功夫，不过通过这个实验我认识到了自己身上很多的不足但确实学到了不少的东西。对应变电测法有了更深刻的认识。比如电阻应变的半桥接线法和全桥接线法，拉压、扭转、弯曲以及组合变形的电测原理还有记忆犹新的贴片、应变计的正确使用。

我们第二个实验动态应变测量当时是完全用电脑软件操作的。随时间而变的应变叫做动态应变。它会在处在一定的运动状态以及承受的载荷按一 定的规律变化的情况下产生。动态应变测量目的主要有1）记录动态波形2）最大动态应变3）频谱（频率及振幅）4）疲劳强度校核。通过实验，也让我认识到了应变波的两种传播形式：（1）应变从构件表面传递到敏感栅。（2）应变波沿栅长方向的传播。第三个实验是光测弹性学方法，它是利用偏振光通过具有双折射效应的透明受力模型，从而获得干涉条纹图，由于干涉条纹与模型内主应力的大小和方向有一定关系，因此可以直接观察到模型内应力分布情况。但是这种方法的缺点是周期长，成本较高。光弹法是一种模型实验，它的一大特点就是直观性强以及全场显示与分析。它的条纹可直接表示应力分布情况，特别是用于有应力集中的情况。至今想起当时观察到的图像还是会不由的感叹力学模型奇特的美丽。

力学是基础学科，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。实验力学是将我们所学的基础知识同实际应用相联系的一个重要的桥梁。由于相关行业的发展与国名经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。我们以后的方向会有很多，既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。不仅如此，随着力学学科的发展，本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米技术一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生量生物力学和仿生力学：这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预计，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将进一步加强。从这个意义上讲，实验力学的应用也将更为广泛并且不断进步。

很感谢老师这学期为我们传授的知识，受益匪浅。

第四篇：力学七个实验小结

力学七个实验小结

1.研究匀变速直线运动

主要原理：用△x=at2和v=△x/△t来解题 2.探究弹力和弹簧伸长的关系 主要原理：用F=Kx来解题和做图 3.验证平行四边形法则

主要方法：用等效替代法验证平行四边形定则 4.验证牛顿第二定律 方法：控制变量法。装置：斜面装置

要得出的结论 ： ① a正比于合外力。

② a正比于小车的质量。

注意：合外力等于细绳所吊的物体重量，故：

⑴ 必须要把斜面固定打点计时器的一端垫高，用小车重力的分力去平衡木板对小车的摩擦阻力和打点计时器限位孔对纸带的阻力（记住不能挂细绳）。

⑵ 使小车的总质量远远大于所挂物体的质量。5.探究动能定理

常见的有三种方法：① 用橡皮筋弹射小车来验证。

② 用牛顿第二实验中的斜面装置来验证。

③用自由落体装置来验证

实验原理：W=△EK2-△EK1 主要结论：得出力与速度的平方的关系图象并用图象来回答问题 6.验证机械能守恒定律

主要用自由落体的装置来加以验证

原理：验证过程守恒量。△EP=△EK

（验证重力势能的减小量等于动能的增加量）误差主要来自于纸带与打点计时器限位孔的阻力和空气阻力。减小误差的方法，把纸带所吊的重锤质量增大。7.验证动量守恒定律 常用方法：

① 用平抛运动的方案来验证

(用天平测质量，用位移代替速度)② 用摆球方案来验证（用完全非弹性碰撞来加以验证）③ 用气垫导轨来验证 {用类似爆炸或反冲（就是两滑块中间加以压缩的弹簧）来加以验证} 原理：m1v1+m2v2= m1v1’+m2v2’

第五篇：物理演示实验感想 力学

物理实验感想

这是我上大学的第一次物理实验课，记忆深刻。还没上课时，我有些紧张，以为会是有难度的实验，可能还要像高中实验课一样做很多记录和数据计算，没想到一进教室门，看到的是满教室的实验仪器，大家都忍不住东摸西看，小声讨论着各种仪器的实验方法，好像对着各种玩具似的。

老师让大家集中在一起，开始挨个讲解实验仪器的原理和操作，有验证各种物理定律的实验，有让波可视化的仪器，林林总总，都很有趣。

让我印象最深的就是进门口处的“鱼洗”了。看起来好像从历史博物馆或者古玩店直接拿来的东西，上面满是绿色的铜锈，只有两个把手被磨得发亮。把手放进盆里沾点水，手掌对着把手摩擦，水面就出现了鱼鳞样的波纹，还伴随着震耳的声音，一盘水居然像变戏法一样神奇，据说鱼洗的原理还没有得到科学解释，这更给它添了几分神秘感。物理世界果然令人感到趣味无穷，不像冷冰冰的定律和公式，这些现象让物理灵动起来，这恐怕就是设置物理实验课的原因吧。

另一个有趣的实验是关于重心的实验。两条斜杆上架着一个扁的杠铃样的重物，由于重心的改变，重物会自动向斜杆的高处滚动，看起来十分不可思议，却是在遵循物理的基本原理。这样的物理现象也出现在生活的很多地方，比如一些坡道明明看起来是斜向下的，车停在上面却会向上自己滑动，其实也和视线的错觉有关。

还有关于风洞的实验，验证运动定理的实验，声波的传递演示，许许多多有趣的实验，大家围着不同的仪器一一摆弄讨论，这节课的时间很快就过去了，我们还有些意犹未尽。物理是一门和实验紧密相连的科学，许多定理都是从物理现象中推出来或者被证明的，把实验和定理结合到一起，可以更好的让我们学习物理的奥妙。这堂实验课让我们学到了很多东西。