1、實驗一金屬材料拉伸實驗拉伸實驗是測定材料在常溫靜載下機械性能的最基本和重要的實驗之一。這不僅因為拉伸實驗簡便易行，便于分析，且測試技術較為成熟。更重要的是，工程設計中所選用的材料的強度、塑形和彈性模量等機械指標，大多數(shù)是以拉伸實驗為主要依據(jù)。1.1 實驗目的1、驗證胡可定律，測定低碳鋼的E。2、測定低碳鋼拉伸時的強度性能指標：屈服應力Rel 和抗拉強度 Rm。3、測定低碳鋼拉伸時的塑性性能指標：伸長率A 和斷面收縮率 Z4、測定灰鑄鐵拉伸時的強度性能指標：抗拉強度Rm5、繪制低碳鋼和灰鑄鐵拉伸圖，比較低碳鋼與灰鑄鐵在拉伸樹的力學性能和破壞形式。1.2 實驗設備和儀器萬能試驗機、游標卡尺，引伸儀

2、1.3 實驗試樣本試驗采用經(jīng)機加工的直徑d =10 mm的圓形截面比例試樣，其是根據(jù)國家試驗規(guī)范的規(guī)定進行加工的。 它有夾持、過渡和平行三部分組成 （見圖 21），它的夾持部分稍大，其形狀和尺寸應根據(jù)試樣大小、材料特性、試驗目的以及試驗機夾具的形狀和結構設計， 但必須保證軸向的拉伸力。 其夾持部分的長度至少應為楔形夾具長度的3/4（試驗機配有各種夾頭，對于圓形試樣一般采用楔形夾板夾頭，夾板表面制成凸紋，以便夾牢試樣）。機加工帶頭試樣的過渡部分是圓角，與平行部分光滑連接，以保證試樣破壞時斷口在平行部分。平行部分的長度Lc 按現(xiàn)行國家標準中的規(guī)定取Lo+d ，Lo 是試樣中部測量變形的長度，稱為原

3、始標距。1.4 實驗原理按我國目前執(zhí)行的國家GB/T 2282002 標準金屬材料室溫拉伸試驗方法的規(guī)定，在室溫10 35的范圍內(nèi)進行試驗。將試樣安裝在試驗機的夾頭中，固定引伸儀，然后開動試驗機，使試樣受到緩慢增加的拉力（應根據(jù)材料性能和試驗目的確定拉伸速度），直到圖 2 1機加工的圓截面拉伸試樣止，并利用試驗機的自動繪圖裝置繪出材料的拉伸圖（圖22 所示）。拉斷 為應當指出，試驗機自動繪圖裝置繪出的拉伸變形L 主要是整個試樣（不只是標距部分）的伸長，還包括機器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動等因素。由于試樣開始受力時，頭部在夾頭內(nèi)的滑動較大，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。（ a）低碳鋼拉伸曲線

4、圖（ b）鑄鐵拉伸曲線圖圖 22由試驗機繪圖裝置繪出的拉伸曲線圖1.4.1 低碳鋼（典型的塑性材料）當拉力較小時，試樣伸長量與力成正比增加，保持直線關系，拉力超過FP后拉伸曲線將由直變曲。保持直線關系的最大拉力就是材料比例極限的力值FP 。在 FP的上方附近有一點是Fc，若拉力小于 Fc 而卸載時，卸載后試樣立刻恢復原狀， 若拉力大于 Fc 后再卸載， 則試件只能部分恢復， 保留的殘余變形即為塑性變形，因而 Fc 是代表材料彈性極限的力值。當拉力增加到一定程度時， 試驗機的示力指針 （主動針）開始擺動或停止不動，拉伸圖上出現(xiàn)鋸齒狀或平臺，這說明此時試樣所受的 拉力幾乎不變但變形卻在繼續(xù)，這種現(xiàn)

5、象稱為材料的屈服。低碳鋼的屈服階段常呈鋸齒狀，其上屈服點B受變形速度及試樣形式等因素的影響較大，而下 屈服點 B則比較穩(wěn)定（因此工程上常以其下屈服點B所 對應的力值 FeL作為材料屈服時的力值） 。確定屈服力值時，必須注意觀察讀數(shù)表盤上測力指針的轉動情 況，讀取測力度盤指針首次回轉前指示的最大力FeH（上屈服荷載）和不計初瞬時效應時屈服階段中的圖 2 3 低碳鋼的冷作硬化最 小力FeL（下屈服荷載）或首次停止轉動指示的恒定力FeL（下屈服荷載），將其分別除以試樣的原始橫截面積（S0）便可得到上屈服強度ReH和下屈服強度 ReL。即ReH= FeH/S0ReL = FeL/S0屈服階段過后， 雖

6、然變形仍繼續(xù)增大， 但力值也隨之增加，拉伸曲線又繼續(xù)上升，這說明材料又恢復了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱為材料的強化。在強化階段內(nèi)，試樣的變形主要是塑性變形，比彈性階段內(nèi)試樣的變形大得多，在達到最大力Fm之前，試樣標距范圍內(nèi)的變形是均勻的，拉伸曲線是一段平緩上升的曲線，這時可明顯地看到整個試樣的橫向尺寸在縮小。此最大力Fm為材料的抗拉強度力值，由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉強度Rm。如果在材料的強化階段內(nèi)卸載后再加載，直到試樣拉斷，則所得到的曲線如圖2 3所示。卸載時曲線并不沿原拉伸曲線卸回，而是沿近乎平行于彈性階段的直線卸回，這 說明卸載前試樣中除了有塑性變形外，還有一部分彈性變形；

7、卸載后再繼續(xù)加載，曲線 幾乎沿卸載路徑變化，然后繼續(xù)強化變形，就像沒有卸載一樣，這種現(xiàn)象稱為材料的冷 作硬化。顯然，冷作硬化提高了材料的比例極限和屈服極限，但材料的塑性卻相應降低。當荷載達到最大力Fm后，示力指針由最大力Fm緩慢回轉時， 試樣上某一部位開始產(chǎn)生局部伸長和頸縮，在頸縮發(fā)生部位，橫截面面積急劇縮小，繼續(xù)拉伸所需的力也迅速減小，拉伸曲線開始下降，直至試樣斷裂。此時通過測量試樣斷裂后的標距長度Lu 和斷口處最小直徑 du，計算斷后最小截面積（Su），由計算公式L uL 0AL 0100 %、S 0SuZS0100 %即可得到試樣的斷后伸長率A 和斷面收縮率 Z。1.4.2 鑄鐵（典型的

8、脆性材料）脆性材料是指斷后伸長率A5 的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。而且，大多數(shù)脆性材料在拉伸時的應力應變曲線上都沒有明顯的直線段，幾乎沒有塑性變形，也不會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象（如圖22b 所示），只有斷裂時的應力值強度極限。鑄鐵試樣在承受拉力、變形極小時，就達到最大力Fm而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強度也遠小于低碳鋼的抗拉強度。同樣，由公式Rm=Fm/S0即可得到其抗拉強度Rm，而由公AL uL0式L0100 %則可求得其斷后伸長率A。1.5 進行實驗1.5.1 低碳鋼拉伸實驗本小組在萬能試驗機上進行了低碳鋼的拉伸實驗，得到了如下圖所示的拉力圖由圖中我們可以看出實驗結果與實驗

9、原理吻合的相當好，有明顯的彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。其次，在強化過程中，有一條向下的豎線，那時我們在卸去載荷后所得到的曲線，驗證了材料的冷作硬化。圖 2-5 是低碳鋼拉斷后的斷口形狀我們可以清楚的看到斷口的形狀呈現(xiàn)杯錐狀若是單純的用最大拉應力強度理論來分析，則斷口的形狀應該比較平整：若是用最大剪應力來分析， 則形狀該是呈現(xiàn)45?斜面。這兩種原理都不符合實驗的結果。通過課后查閱資料得知，材料的破壞是多種因素共同作用的結果，可能是剪斷也可能是拉斷，這主要取決于破壞的方式和應力狀態(tài)分布。一般認為，像我們實驗用的材料和拉伸方式， 最終試樣的中心區(qū)域不是發(fā)生剪斷而是脆性拉斷，最外面的部分才

10、沿具有最大剪應力的45?斜面上剪斷，形成杯錐狀的斷口。重要的實驗結果：屈 服 極 限 強 度 極 限 彈 性 模 量 斷 面收 縮 斷后 延伸 最 大 拉 力Rel（ N/mm2Rm(N/mm2)E(N/mm2)率 Z率 AFm（ kN）2564302.0621%51%33.739在完成低碳鋼的拉伸實驗后我們又進行了灰鑄鐵的拉伸實驗，繪制的拉力圖:同樣的，這條實驗曲線與理論曲線吻合的很好，證明這次試驗很成功。灰鑄鐵的斷口形狀比較平整，原因是灰鑄鐵是脆性材料，在應力不太大的情況下就被拉斷。1.6 小結與討論1、我們將低碳鋼和灰鑄鐵拉斷后的試樣放在一起比較如圖2-7 所示，可以很清楚的看到上述的結

11、論低碳鋼的斷口是杯錐狀而灰鑄鐵的比較平整。同時我們也會發(fā)現(xiàn)灰鑄鐵的斷口在過度部分和工作部分相交處，因為那里有截面的變化，應力集中，對于脆性材料來說，它對應力集中比較敏感?；诣T低碳2、低碳鋼和灰鑄鐵在常溫靜載下力學性能的差異：低碳鋼是典型的塑性材料，在斷裂前變形較大，塑性指標較高，抵抗拉斷的能力較好，其常用的強度指標是屈服極限， 而且，一般來說，在拉伸和壓縮時的屈服極限值相同?；诣T鐵是脆性材料，在斷裂前的變形較小，塑性指標較低，其強度指標是強度極限，而且其拉伸強度遠低于壓縮強度。但是材料是塑性的還是脆性的，將隨材料所處的溫度，應變率和應力狀態(tài)等條件的變化而不同。實驗二金屬材料的壓縮實驗2.1 實

12、驗目的(1) 測定低碳鋼壓縮時的屈服應力Rec。(2) 測定灰鑄鐵壓縮時的抗壓強度Rbc。(3) 觀察、比較低碳鋼與灰鑄鐵在壓縮時的變形特點和破壞形式。2.2 實驗設備和儀器（ 1） 萬能實驗機（ 2） 游標卡尺。2.3 實驗試樣按照國家標準GB7314-2002金屬壓縮實驗方法 ，金屬壓縮試樣的形狀隨著產(chǎn)品的品種、規(guī)格以及實驗目的的不同而分為圓柱試樣、正方形柱體試樣和樣板試樣三種。2.4 實驗原理與方法1)測定低碳鋼在壓縮過程中的強度性能指標低碳鋼在壓縮過程中，當應力小于屈服應力時，其變形情況與拉伸時基本相同。當達到屈服應力后，試樣產(chǎn)生塑性變形，隨著壓力的繼續(xù)增加，試樣的橫截面積面積不斷變大

13、直至被壓扁。故只能測其屈服載荷Fec，進而計算出屈服應力 Rec。2）測定灰鑄鐵壓縮時的強度性能指標灰鑄鐵在壓縮過程中，當試樣的變形很小時即發(fā)生破壞，故只能測其破壞時的最大載荷Fbc，即可得到抗壓強度Rbc。1. 實驗步驟（ 1） 檢查試樣兩端面的光潔度和平行度，并涂上潤滑油。用游標卡尺測量并記錄試樣的原始尺寸。（ 2） 檢查上下承墊是否符合平整的要求。（ 3） 快速移動實驗機橫梁，將上下壓頭調(diào)整至合適位置。（ 4） 將試樣放進萬能試驗機的上下承墊之間，并檢查對中情況。（ 5） 設置實驗數(shù)據(jù)。（ 6） 開始實驗均勻緩慢加載，注意讀取低碳鋼的屈服載荷Fec 和灰鑄鐵的最大載荷 Fbc，并注意觀察

14、試樣的變形現(xiàn)象。2. 實驗結果低碳鋼：屈服載荷Fs = 22.73kN屈服極限 Rec = 289MPa鑄鐵：極限載荷Fm = 56.52kN強度極限 Rbc = 719MPa實驗三金屬材料的扭轉實驗1. 實驗目的（ 1） 測定低碳鋼扭轉時的強度性能指標：剪切屈服極限和剪切強度極限。（ 2） 測定灰鑄鐵扭轉時的強度性能指標：剪切強度極限。（ 3） 繪制低碳鋼和灰鑄鐵的扭轉圖，比較低碳鋼和灰鑄鐵的扭轉破壞形式。（ 4） 了解電子式扭轉試驗機的構造、原理和操作方法。2. 實驗設備和儀器（ 1） 扭轉實驗及（ 2） 游標卡尺3. 實驗試樣按照國家標準GB10128-2007金屬室溫扭轉實驗方法，金屬

15、扭轉試樣的形狀隨著產(chǎn)品的品種、 規(guī)格以及實驗目的不同而分為圓形截面試樣和管形截面試樣兩種。其中最常用的是圓形截面試樣，本實驗中就是圓形截面試樣，試樣形狀建下圖：4. 實驗原理與方法1） 扭轉力學性能實驗試樣在外力偶矩的作用下，其上任意一點處于純剪切應力狀態(tài)。隨著外力偶矩的增加， 力矩與扭轉角成線性關系，直至力矩的示數(shù)值出現(xiàn)一個維持的平 臺，這時所指示的外力偶矩的數(shù)值即為屈服扭矩，按彈性扭轉公式計算的剪切屈服應力為（ 6.2 ）式中：為試樣在標距內(nèi)的抗扭截面系數(shù)。在測出屈服扭矩后，可加快試驗機加載速度，直到試樣被扭斷為止。試驗機記錄下最大扭矩，剪切強度極限為（ 6.3 ）如上所述，名義剪切應力等

16、，是按彈性公式計算的，它是假設試樣橫截面上的剪應力為線性分布，外表最大，形心為零，這在線彈性階段是對的。2） 測定灰鑄鐵扭轉時的強度性能指標對于灰鑄鐵試樣，只需測出其承受的最大外力偶矩，抗扭強度為（ 6.7 ）低碳鋼試樣的端口與軸線垂直，表明破壞是由切應力引起的；而灰鑄鐵試樣的斷口則沿螺旋線方向與軸線約成45，表明破壞是由拉應力引起的。5. 實驗步驟（ 1） 測量試樣的直徑（方法與拉伸試驗相同）。（ 2） 將試樣安裝到扭轉試驗機上，運行應用軟件，預置實驗條件、參數(shù)。（ 3） 開始“實驗”按鈕，勻速緩慢加載，跟蹤觀察試樣的屈服現(xiàn)象和實時曲線，待屈服過程之后，提高實驗機的加載速度，直至試樣被扭斷為

17、止。（ 4） 取下拉斷后的試樣，進行實驗數(shù)據(jù)和曲線及實驗報告處理。（ 5） 測定灰鑄鐵扭轉時的強度性能指標步驟與低碳鋼扭轉基本一致，但只需測量扭轉值。6. 進行實驗上圖為試驗時試樣的扭轉形變圖。7. 實驗數(shù)據(jù)的記錄與計算將實驗數(shù)據(jù)與計算結果填入表7.1 中。表 7.1測定低碳鋼和灰鑄鐵的沖擊性能指標實驗的數(shù)據(jù)的記錄與計算從數(shù)據(jù)中可以看出灰鑄鐵沒有剪切強度極限，只有屈服極限，是脆性材料，低碳鋼既有屈服極限，又有剪切強度極限，是塑性材料。實驗四純彎梁的彎曲應力測定彎曲是該工程中常見的一種基本變形。如火車軸、橋式起重機的大梁等都是彎曲變形的桿件。應變電測發(fā)是工程中用于測量構建在靜、動態(tài)載荷下所產(chǎn)生應

18、變量的一種重要測試方法。本實驗用電測法測量純彎曲梁上正應力的分布規(guī)律及大小。4.1 實驗目的1、掌握電測法的測試原理，學習運用電阻應變儀測量應變的方法。2、測定梁純彎曲時的正應力分布，并與理論計算結果進行比較，以驗證彎曲正應力公式。4.2 設備及儀器1、鋼卷尺、游標卡尺一把2、靜態(tài)電阻應變儀3、純彎曲梁實驗裝置（純彎矩實驗裝置如右圖所示）4.3 實驗原理已知梁受純彎曲時的正應力公式為式中 M 為純彎曲梁橫截面上的彎矩 ，I z 為橫截面對中性軸Z 的慣性矩， y為 橫截面中性軸到欲測點的距離。圖 4.1 純彎矩實驗裝置由上式可以計算出橫截面上各點正應力的理論值?？梢钥吹?， 沿橫截面高度各點處的

19、正應力是按直線規(guī)律變化的。為了驗證理論公示的正確性，在梁承受彎曲段的側面上，沿不同高度粘貼上電阻片， 如圖 3-1 所示。用電阻應變儀測出各點的應變值實 ，根據(jù)胡克定律求出各點的應力實驗值實 ，即實 = E·實圖 4.2純彎曲梁貼片位置示意圖實驗時，采用增量法，每增加等量的載荷P，測定各點相應的應變增量，取應變增量的平均值實，則各點的應力實驗值為用增量法計算相應的應力理論值為式中M1P a 2將實驗測得的應力值實 與理論應力值理 加以比較，從而驗證彎曲正應力公式的正確性。4.4 實驗方法和步驟1 、使用設備：電阻應變儀型號 YE2538A;電阻應變片電阻值R=120；靈敏系數(shù) K=2

20、.17;彈性模量 E=210GPa2 、試件尺寸及貼片位置3 、調(diào)整應變儀和橋路連接4 、調(diào)節(jié)應變儀的零點5 、緩慢加載，每次增加1.0kN ，測定相應點的應變值，6 、卸去載荷，應變儀、力傳感器顯示屏復位。實驗結束附表：表4.1貼片位置表：試件尺寸 /m貼片位置 /mb0.026（儀器故障，未測）h0.044-0.015a0.152-0.010L0.6510bh33Z0.0101250.015I=1.07x107 m 470.020表 4.2應變數(shù)據(jù)記錄：測1( )2( )3( )4( )5( )7( )載點荷0.5KN0000001.5KN0-3332-4947642.5KN0-6663-

21、99951283.5KN0-9895-147143192載荷增量P =1.0 KN表 4.3 計算結果及誤差：MPa =0.075 KN·m2測點123457實驗值0-6.866.65-10.2910.0113.44( 實 /MPa )理論值0-7.017.01-10.5110.5114.02( 理 /MPa )誤差02.145.142.094.764.14進過上述步驟的實驗后，得到了5 組原始數(shù)據(jù)（見附錄），進過數(shù)據(jù)處理，得到以下結果圖 4.3計算結果繪圖結果分析：由上表可以看出存在比較大的誤差，進過分析，可能的產(chǎn)生原因有：1） 實驗儀器本身的精度不高；2） 由于實驗器材比較陳舊，

22、材料表面生銹也可能會有影響因素；3） 操作環(huán)境不穩(wěn)定的問題，當桌子、線路的輕微抖動時儀器數(shù)據(jù)也會變化。實驗五彎扭組合變形應變測定5.1 實驗目的1. 用電測法測定平面應力狀態(tài)下主應力的大小及方向；2. 測定薄壁圓管在彎扭組合變形作用下 ，分別由彎矩、剪力和扭矩所引起的應力。5.2 實驗儀器和設備1. 彎扭組合實驗裝置；2. YJ-4501A/SZ 靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀。5.3 實驗原理薄壁圓管受力簡圖如圖1 所示。薄壁圓管在P力作用下產(chǎn)生彎扭組合變形。薄壁圓管材料為鋁合金，其彈性模量E72GPa , 圖泊5松.1比彎扭為組0合.3實3 。驗薄壁圓管截面尺寸、如圖 2 所示。由材料力學分析可知，該

23、截面上的內(nèi)力有彎矩、剪力和扭矩。- 截面現(xiàn)有A、B、C、D 四個測點，其應力狀態(tài)如圖3所示。每點圖 5.2受力簡圖 5.3各點應力狀態(tài)圖 5.4各點貼片示意5.4 實驗內(nèi)容及方法1. 指定點的主應力大小和方向的測定薄壁圓管 A、B、C、D四個測點，其表面都處于平面應力狀態(tài)，用應變花測出三個方向的線應變，然后運用應變 - 應力換算關系求出主應力的大小和方向。若測得應變-45 、 0、 45 ，則主應力大小的計算公式為主應力方向計算公式為2. 彎矩、剪力、扭矩所分別引起的應力的測定a. 彎矩 M引起的正應力的測定0只需用 B、D兩測點 0 方向的應變片組成圖5（a）所示半橋線路，就可測得彎矩M 引

24、的正應變MdM2然后由虎克定律可求得彎矩M引起的正應力0b. 扭矩 Mn 引起的剪應力的測定MEMEMd2用 A、C 兩被測點 -450 、45方向的應變片組成圖5（b）所示全橋線路，可測得扭矩Mn 在450 方向所引起的線應變由廣義虎克定律可求得剪力Mn 引起的剪應力00c. 剪力 Q引起的剪應力的測定Endn4 1圖 5.5組橋示意Gnd2用 A、C兩被測點 -45、45方向的應變片組成圖5（c）所示全橋線路，可測得剪力Q0Q在 45 方向所引起的線應變Qd4由廣義虎克定律可求得剪力Q引起的剪應力EQdQ4 1GQd25.5 進行試驗1. 接通測力儀電源，將測力儀開關置開。2. 將薄壁圓管

25、上 A、B、C、D各點的應變片按單臂（多點）半橋測量接線方法接至應變儀測量通道上。3. 預加 0.05kN 初始載荷，將應變儀各測量通道置零；分級加載，每級0.1kN ，加至0.45kN，記錄各級載荷作用下應變片的讀數(shù)應變，然后卸去載荷。4. 按圖 5 各種組橋方式，從復實驗步驟3，分別完成彎矩、扭矩、剪力所引起應變的測定。通過上述實驗步驟得到了一系列數(shù)據(jù)：應 變AB讀數(shù)-45 0 （R ）00（R ）450（R ）-45 0 （ R）00 （R ）450 （R）載荷F(kN)12?( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( )?F(k N)34560000000.10108138-107

26、74-650.10108109138137-10-12777843-65-670.10217107275137-22-151527570-132-69324412-372277-2010.50.150.250.31（MPa）9.514.183（MPa）-0.66-3.3750.10107137-14742-690.45431549-513019-270d均 ( )107.75137.25-12.7575.252.25-67.50據(jù)此計算出各點主應力大小：位置主應力AB實驗六：簡支梁各階固有頻率的測定6.1 實驗目的：了解激振器、加速度傳感器、電荷放大器的工作原理，掌握上述設備的使用方法，掌握簡

27、諧振動振幅與頻率最簡單直觀的測量方法，對機械振動有一定的感性認識，形成機械振動的工程概念。6.2 實驗裝置與儀器：機械振動綜合實驗裝臵（安裝雙簡支梁） 、激振器及功率放大器、加速度傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集儀、信號分析軟件6.3 實驗原理：機械在運動時，由于旋轉件的不平衡、負載的不均勻、結構剛度的各向異性、間隙、潤滑不良、支撐松動等因素，總是伴隨著各種振動。機械振動在大多數(shù)情 況下是有害的，振動往往會降低機器性能，破壞其正常工作，縮短使用壽命，甚 至導致事故。機械振動還伴隨著同頻率的噪聲，惡化環(huán)境，危害健康。另一方面， 振動也被利用來完成有益的工作，如運輸、夯實、清洗、粉碎、脫水等。這時必

28、須正確選擇振動參數(shù)，充分發(fā)揮振動機械的性能。振動的幅值、頻率和相位是振動的三個基本參數(shù)，稱為振動三要素。幅值是振動強度的標志，它可以用峰值、有效值、平均值等不同的方法表示。不同的頻率成分反映系統(tǒng)內(nèi)不同的振源，通過頻譜分析可以確定主要頻率成分及其幅值大小，從而尋找振源，采取相應的措施。振動信號的相位信息十分重要，如利用相位關系確定共振點、測量振型、旋轉件動平衡、有源振動控制、降噪等。對于復雜振動的波形分析，各諧波的相位關系是不可缺少的。簡諧振動是單一頻率的振動形式，各種周期運動都可以用不同頻率的簡諧運動的組合來表示。簡諧振動的運動規(guī)律可用位移函數(shù)y(t)描述， A 為位移的幅值， 為初始相位角，

29、 r ；為振動角頻率，2/T 2f ；其中 T 為振動周期， s； f為振動頻率，Hz 。對應于該簡諧振動的速度 v 和加速度 a 分別為： 速度的最大值比位移的最大值超前 90°，加速度的最大值要比位移最大值超前 180°。在位移、速度和加速度三個參量中，測出其中之一即可利用積分或微分求出另兩個參量。在振動測量時，應合理選擇測量參數(shù)，如振動位移是研究強度和變形的重要依據(jù)；振動加速度與作用力或載荷成正比，是研究動力強度和疲勞的重要依據(jù)； 振動速度決定了噪聲的高低，人對機械振動的敏感程度在很大頻率范圍內(nèi)是由速度決定的。速度又與能量和功率有關，并決定動量的大小。6.4 實驗步驟

30、為：1. 將激振器通過頂桿連接到簡支梁上（注意確保頂桿與激振器的中心在一直 線上），激振點位于雙簡支梁中心偏左50mm處（已有安裝螺孔）將信號發(fā)生器輸出端連接到功率放大器的輸入端，并將功率放大器與激振器連接。2. 將加速器傳感器粘貼在雙簡支梁上（中心偏右 50mm）并與電荷放大器連接，將電荷放大器輸出端分別與數(shù)據(jù)采集輸出端連接。3. 將信號發(fā)生器和功率放大器的幅值旋鈕調(diào)至最小，打開所有儀器電源。設臵信號發(fā)生器在某一頻率（可以為 20Hz），調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的幅值旋鈕使其輸出電壓為 2V。調(diào)節(jié)功率放大器的幅值旋鈕，逐漸增大使其輸出功率直至從數(shù)據(jù)采集軟件的顯示窗口能觀察到光滑的正弦波，若功率放大器輸

31、出功率已較大仍得不到光滑的正弦波，應改變信號發(fā)生器的頻率。當數(shù)據(jù)采集軟件的顯示窗口能觀察到光滑的正弦波后，功率放大器的值將保持不變。4. 用數(shù)據(jù)采集軟件采集10 個周期正弦波，計算出周期，從而得出固有頻率。310=0.01765sT=(1.48600 f=56.82HZ 1.31000)÷10=0.0176s取三組數(shù)據(jù)的平均值得：f= （ 57.14+56.66+56.82）/3=56.87HZ實驗七動態(tài)應變測量7.1實驗目的：1. 了解測量動應變的測量方法，測定振動梁的動應力2. 熟悉動態(tài)應變儀及記錄系統(tǒng)的使用方法7.2實驗設備及儀器：DH 5935 動態(tài)應變測試系統(tǒng)、懸臂振動梁裝

32、置7.3實驗數(shù)據(jù)及計算 :數(shù)據(jù)起始點位置終止點位置計算周期頻率6.5 實驗數(shù)據(jù)記錄及計算：數(shù)據(jù)起始點位置終止點位置計算周期固有頻率1T= （ 1.43750 1.26250 ）÷f=57.14HZ10=0.0175s2T=(1.20100 f=56.66HZ1.02450)÷1T= （ 8.99550 8.89400 ）÷ 5=0.0203s2T=(4.02200 0.77050)÷5=0.6502sf=49.26HZ實驗f=1.54HZ八光彈演示試驗8.1 實驗目的（ 1）了解光彈性法的基本原理與測試方法。（ 2）觀察光彈性試驗的等差線圖。8.2 實驗

33、設備和模型（ 1）光彈性儀（ 2）光彈性模型：圓盤，梁和中間開有圓孔的拉伸板試樣。8.3 實驗原理和方法有些各向同性的透明非金屬材料，在其自然狀態(tài)下，不會產(chǎn)生雙折射，但當其受到載荷作用而又應力時，產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，當載荷卸去，雙折射現(xiàn)象也即消失， 這種現(xiàn)象稱為暫時雙折射，也稱為光彈性效應。8.4 實驗步驟（ 1）了解其各部件的名稱與作用，掌握平面偏振光場的調(diào)整方法。（ 2）調(diào)整光彈性儀各鏡軸的位置，使其成平面偏振光暗場，用白光光源，將圓盤光彈模型置于加載架上，預加5N 初載荷。圓盤模型中呈現(xiàn)水平和垂直的十字形等傾線，即零度等傾線，然后逐步加載，觀察等差線與等傾線的變化。同步轉動起 偏振鏡與檢偏振

34、鏡，依次轉5°、 10°等傾線。（ 3）調(diào)整光彈性儀為圓偏振光暗場，先用白光光源，模型加載，確定零級條紋，判斷條紋增減方向，再用單色光源，觀察等差線圖案。（ 4）載荷不變， 將檢偏鏡轉 90°，形成平行圓偏振光場，觀察半數(shù)級等差線條紋圖。8.5 試驗圖片實驗九材料沖擊疲勞試驗9.1 實驗目的（ 1）了解測定材料疲勞極限、S-N 曲線的方法。（ 2）通過觀察疲勞試樣斷口，分析疲勞的原因。（ 3）了解所使用疲勞試驗機的工作原理和操作過程。9.2 實驗設備（ 1）疲勞試驗機（ 2）游標卡尺9.3 實驗原理及方法金屬材料的疲勞試驗可采用升降法（GB3075-82）和單點法（ HB5252-1980），本實驗使用單點法。因為=M *dmin/(2* I)M=1/2*P*aI= *dmin4/64所 以求 得 最 小直 徑截 面上 的 最大 彎曲 正 應力 為 =1/2*P*a*dmin/(2*dmin4/6)=P/( *dmin/(16*a)令K= *dmin3/(16*a)則上式可寫為P=K* P=P-G=K* -G9.4 實驗