《工程力学》实验教学大纲doc.docx
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《工程力学》实验教学大纲doc
《材料力学》实验教学大纲
课程编号：
中文名称：
材料力学实验
英文名称：
ExperimentsinMechanicsofMaterials
适用专业：
土木工程、机械工程与自动化专业
实验学时：
10
相关理论课程名称：
材料力学
开课系部：
理学院
二、目的与任务
材料力学实验是工程性实验，它的测试方法和手段与工程实际密切相关。
通过材料力学实验课的学习和实际操作，加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力、理论联系实际综合运用材料力学知识解决实际问题能力和设计创新能力，从而能对一些简单的工程问题进行定性和定量分析。
本实验课的具体任务如下：
1.对低碳钢和灰口铸铁在常温、静载下的基本力学性能、破坏形式及其测试方法有初步认识;了解有关国家标准。
2.对纯弯曲时梁的横截面上的正应力分布有清晰的了解和认识，综合运用材料力学知识求解叠梁纯弯曲时的正应力，并对电测实验应力分析的基本原理和方法有初步的了解。
3.对压杆稳定问题有正确的认识和理解，并培养力学建模和设计创新的初步能力。
三、项目、要求与安排方式
1、实验项目
实验一金属材料的拉伸压缩实验
（1）测定低碳钢（Q235钢）拉伸时的屈服强度又、抗拉强度bb、断后伸长率3、断面收缩率材以及铸铁拉伸时的抗拉强度bb；测定低碳钢（Q235钢）压缩时的屈服强度b、以及铸铁压缩时的抗压强度bb；
（2）观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和缩颈现象）及铸铁拉伸时的破坏现象；观察低碳钢和铸铁在受压过程中的变形及破坏现象；并进行比较；绘制出拉伸图和压缩图；
（3）比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）力学性能的特点。
实验二弹性模量ZT的测定
在比例极限内测定低碳钢（Q235钢）的弹性模量验证虎克定律。
实验三金属材料的扭转实验
（1）测定低碳钢（Q235钢）扭转时的屈服强度K、抗扭强度％以及铸铁扭转时的抗扭
强度Tb；
（2）观察、比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）扭转时的破坏现象，并进行初步分析。
实验四纯弯曲梁的正应力测定（综合性实验）
（1）测定矩形截面钢梁（包括单梁和叠梁）在纯弯曲时的正应力分布；
（2）综合运用材料力学所学简单超静定知识（应用能量法、位移法、力法、卡氏定理、莫尔法等）导出叠梁纯弯曲正应力计算公式，并将实验值与理论计算结果进行比较和分析，以验证平面弯曲理论。
（3）熟悉应变电测方法和应变仪的使用，并了解半桥和全桥不同桥路的接线方法。
实验五薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力测定
（1）用实验的方法测定平面应力状态下的主应力及主方向，并与理论计算结果相比较,以验证组合变形叠加原理。
（2）学习电阻应变花的应用。
实验六压杆稳定试验（设计性实验）
加深对压杆稳定问题的认识和理解，并培养力学建模和设计创新能力。
2.实验要求与安排
序号
实验项目
学
时
要求与淅
适用专业
1
金属材料的拉伸压缩实验MetalmaterialTestingforTensionandCompression
2
必修
（每组4人）
土木工程、机械工程与自动化专业、
2
弹性模量E的测定
TestingforDeterminationofElasticModulus
1
必修
（每组4人）
土木工程、机械工程与自动化专业
3
金属材料的扭转实验
MetalmaterialTestingforTorsion
1
必修
（每组9人）
土木工程、机械工程与自动化专业
4
纯弯曲梁的正应力测定
（综合性实验）
DeterminationofNormalstress
forPureBeam
（ComprehensiveExperiment）
2
必修
（每组1人）
土木工程、机械工程与自动化专业、
5
薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力测定
DeterminationofPrincipalstresseswithBendandTorsiononthin-walledtube
2
必修
（每组1人）
土木工程、机械工程与自动化专业
6
压杆稳定试验（设计性实验）
TestingforStabilityofCompressivebar（DesignExperiment）
2
&
（每组2人）
土木工程、机械工程与自动化专业
总计
10
四、综合成绩评定的方法
1.实验课成绩根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量，采取
五级分制。
2.根据学院有关规定，将实验课成绩按百分之十比例计入学期总评成绩。
3.为加强实践性教学环节，对不参加实验的学生，原则上不予补做，实验成绩以零分计并取消期终考试资格。
实验
实验中文名称：
金属材料的拉伸压缩实验
实验英文名称：
MetalmaterialTestingforTensionandCompression
实验学时：
2
实验类型：
操作性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
二、目的与任务
对低碳钢和灰口铸铁在常温、静载下拉伸时和压缩时的力学性能、破坏形式及其测试方法有初步认识；了解有关国家标准。
实验的具体任务如下：
（1）测定低碳钢（Q235钢）拉伸时的屈服强度贝、抗拉强度bb、断后伸长率3、断面收缩率“以及铸铁拉伸时的抗拉强度bb；测定低碳钢（Q235钢）压缩时的屈服强度b、以及铸铁压缩时的抗压强度bb；
（2）低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和缩颈现象）及铸铁拉伸时的破坏现象；观察低碳钢和铸铁在受压过程中的变形及破坏现象；并进行比较；绘制出拉伸图和压缩图；
（3）比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）力学性能的特点。
三、内容要求与安排
实验内容
学时
适用专业
金属材料的拉伸压缩实验
MetalmaterialTestingforTensionandCompression
2
必修
（每组4人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地
材料力学实验室一层拉伸、压缩、
扭转实验室
2.所用设备
WE-30型液压式万能材料试验机
4台
电子数显卡尺
4把
计算机（共享）
1台
材料试验机数据采集器
4套
3.消耗性器材
拉伸、压缩试样：
低碳钢和铸铁
各4套
计算机耗材（墨、打印纸等）
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力。
实验二
实验中文名称：
弹性模量E的测定
实验英文名称：
TestingforDeterminationofElasticModulus
实验学时：
1
实验类型：
操作性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
二、目的与任务
在比例极限内测定低碳钢（Q235钢）的弹性模量验证虎克定律。
三、内容要求与安排
实验内容
学时
要求购E
适用专业
弹性模量£的测定
TestingforDeterminationofElasticModulus
1
必修
（每组4人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地
材料力学实验室一层拉伸、压缩、扭转实验室
2.所用设备
WE-30型液压式万能材料试验机4台电子数显卡尺4把电了引伸计4个计算机（共享）1台材料试验机数据采集器4套
3.消耗性器材
低碳钢拉伸试样4个
计算机耗材（墨、打印纸等）
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力。
实验三
实验中文名称：
金属材料的扭转实验
实验英文名称：
MetalmaterialTestingforTorsion
实验学时：
1
实验类型：
演示性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
二、目的与任务
对低碳钢和灰口铸铁在常温、静载下扭转时的力学性能、破坏形式及其测试方法有初步认识;
了解有关国家标准。
实验的具体任务如下：
（1）测定低碳钢（Q235钢）扭转时的屈服强度气、抗扭强度％以及铸铁扭转时的抗扭强度％；
（2）观察、比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）扭转时的破坏现象，并进行初步分析。
三、内容要求与安排
实验内容
学时
要求^#
适用专业
金属材料的扭转实验
MetalmaterialTestingforTorsion
1
必修
（每组9人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地材料力学实验室一层拉伸、压缩、扭转实验室
2.所用设备NJ-50B型扭转试验机2台
3.消耗性器材扭转试样：
低碳钢和铸铁各2套
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握。
实验四
实验中文名称：
纯弯曲梁的正应力测定（综合性实验）
实验英文名称：
DeterminationofNormalstressforPureBeam（ComprehensiveExperiment）
实验学时：
2
实验类型：
综合性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
、目的与任务
对纯弯曲时梁的横截面上的正应力分布有清晰的了解和认识，综合运用材料力学知识求解叠
梁纯弯曲时的正应力，并对电测实验应力分析的基本原理和方法有初步的了解。
实验的具体任务如下：
（1）测定矩形截面钢梁（包括单梁和叠梁）在纯弯曲时的正应力分布；
（2）综合运用材料力学所学简单超静定知识（应用能量法、位移法、力法、卡氏定理、莫尔法等）导出叠梁纯弯曲正应力计算公式，并将实验值与理论计算结果进行比较和分析，以验证平面弯曲理论。
（3）熟悉应变电测方法和应变仪的使用，并了解半桥和全桥不同桥路的接线方法。
三、内容要求与安排
实验内容
学时
要求财E
适用专业
纯弯曲梁的正应力测定
（综合性实验）
DeterminationofNormalstress
forPureBeam
（ComprehensiveExperiment）
2
必修
（每组i人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地材料力学实验室二层电测实验室
2.所用设备YJW-8型数字静态电阻应变仪20台
纯弯曲正应力实验台20台
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力、理论联系实际综合运用材料力学知识解决实际问题能力。
实验五
实验中文名称：
薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力测定
实验英文名称：
DeterminationofPrincipalstresseswithBendandTorsiononthin-walledtube
实验学时：
2
实验类型：
验证性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
二、目的与任务
理论联系实际综合运用材料力学知识解决实际问题能力，能对一些简单的工程问题进行定性和定量分析。
实验的具体任务如下：
C1）用实验的方法测定平面应力状态下的主应力及主方向，并与理论计算结果相比较，以验证组合变形叠加原理。
（2）学习电阻应变花的应用。
三、内容要求与安排
实验内容
学时
适用专业
薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力测定
DeterminationofPrincipalstresseswithBendandTorsiononthin-walledtube
2
必修
（每组i人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地材料力学实验室二层电测实验室
2.所用设备YJW-8型数字静态电阻应变仪20台
弯扭组合变形实验台20台
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力、解决实际问题能力，从而能对一些简单的工程问题进行定性和定量分析。
实验六
实验中文名称：
压杆稳定试验（设计性实验）
实验英文名称：
TestingforStabilityofCompressivebar（DesignExperiment）
实验学时：
2
实验类型：
设计性实验
实验指导书名称：
材料力学实验
相关理论课名称：
材料力学
二、目的与任务
对压杆稳定问题有正确的认识和理解，并培养力学建模和设计创新的初步能力=
三、内容要求与安排
实验内容
学时
适用专业
压杆稳定试验（设计性实验）
TestingforStabilityofCompressivebar（DesignExperiment）
2
（每组2人）
土木工程、机械工程与自动化专业
四、场地与设备
1.实践场地材料力学实验室三层压杆稳定实验室
2.所用设备YJK4500型电阻应变仪16台
DWD-3B型多功能压杆稳定试验台16台
五、考核与成绩评定
1.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
2.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养实验动手能力、力学建模和设计创新能力，。
实验七
实验中文名称：
实验英文名称：
实验学时：
实验类型：
实验指导书名称：
相关理论课名称：
二、目的与任务
三、内容要求与安排
四、场地与设备
1.实践场地
材料力学实验室一层拉伸、
压缩、扭转实验室
2.所用设备
WE-30型液压式万能材料试验机
4台
电子数显卡尺
4把
计算机（共享）
1台
材料试验机数据采集器
4套
3.耗性器材
拉伸、压缩试样：
低碳钢和铸铁
各4套
计算机耗材
五、考核与成绩评定
4.考核内容：
根据学生实验课前的预习情况、实验课中的表现和完成实验报告的质量。
5.评定方法：
采取五级分制。
六、实验大纲说明
本大纲根据《材料力学课程教学基本要求》（2004年8月秦皇岛会议的讨论稿）而修编。
以加深对理论知识的理解和掌握，培养初步的实验动手能力、理论联系实际综合运用材料力学知识解决实际问题能力和设计创新能力，从而能对一些简单的工程问题进行定性和定量分析。
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