课程编号：9051205
学时：8
学分：0.5
适用专业：土木工程
开课单位：建筑工程学院
一、教学目的与要求
教学目的：材料力学实验课是材料力学课程的重要组成部分，是理工科专业技术基础课的基本实践教学环节。通过该实践教学环节，可以加深对材料力学基本理论的认识，巩固所学知识，增强力学分析意识与能力，提高力学检测、诊断和设计水平，从而提高学生的实验水平和动手能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力，以及理论联系实际、实事求是的作风。
基本要求：通过实验教学，加深学生对材料力学理论知识的理解，培养学生实验动手能力。要求学生对低碳钢和铸铁等材料的拉伸、压缩、扭转等力学性质有基本了解；了解材料力学性质的常规检测设备和基本操作方法；了解应变测量的电测原理，掌握电测基本方法；增强对组合变形等力学特征的认识。
二、实验名称与学时分配
 
三、实验的目的、内容、方法及要求
实验（一）拉伸实验
 1.实验目的
通过实验教学，培养学生的动手操作能力，并掌握游标卡尺、液压万能试验机等实验仪器的使用方法。
2.实验内容
测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率及断面收缩率；测定铸铁的强度极限；观察低碳钢与铸铁试件在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸曲线；观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。
3.实验方法
测量试件中间和两端处直径，取最小值计算原始截面面积；调试并开动试验机，使工作台上升少许，以消除工作台系统自重的影响，调整表盘零点；将试件装夹在上夹头内，再将下夹头移动到合适的夹持位置，最后夹紧试件下端；缓慢而均匀地加载，仔细观察拉伸过程中曲线变化，注意观察屈服阶段滑移现象，过了屈服阶段，加载速度可以快些，将要达到最大值时，注意观察“缩颈”现象，试件破坏后停止加载；用游标卡尺测量断后标距及缩颈处最小直径。
4.实验要求
掌握低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率的测定方法，及铸铁的强度极限的测定方法；掌握拉伸曲线的绘制并会对其进行分析；了解低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能。
实验（二）压缩实验
1.实验目的
通过实验教学，培养学生的动手操作能力，并掌握游标卡尺、压力机等实验仪器的使用方法。
2.实验内容
测定低碳钢压缩时的屈服极限；测定铸铁在压缩时的抗压强度及变形和破坏现象。
3.实验方法
（1）准备试件：测量试件中点处横截面两个相互垂直方向的直径，取其平均值来计算试件的原始横截面面积；
（2）调整试验机，使测力指针归零；
（3）放置试件：将试件两端面涂匀润滑油，尽量准确地置于试验机承压球面支座中心处，并在其周围加防护罩；
（4）检查与试车；
（5）进行试验：缓慢均匀地加载，观察变形情况，测出屈服荷载后关闭送油阀并停车，记录屈服荷载。
4.实验要求
掌握低碳钢压缩时屈服极限的测定方法；掌握铸铁在压缩时抗压强度的测定方法，并了解其变形和破坏现象。
实验（三）扭转实验
1.实验目的
通过实验教学，培养学生的动手操作能力，并掌握游标卡尺、微机控制扭转试验机等实验仪器的使用方法。
2.实验内容
验证比例极限内的转角公式，测定剪切弹性模量；观察扭转破坏现象，比较低碳钢和铸铁的破坏特点。
3.实验方法
（1）打开电源空气开关；
（2）打开计算机，进入扭转试验界面；
（3）打开（按下）手动控制盒上的伺服启动按钮，启动伺服控制系统，当计算机上选择好试验速度时，按正、反转按钮可使主动夹头旋转（夹头逆时针旋转为正转，顺时针旋转为反转），装夹好试样后即可进行试验，观察T—ψ图，扭断后取下图纸；
（4）实验完毕，停车，取下试件，将机器复原并清理现场。
4.实验要求
掌握剪切弹性模量的测定方法；通过观察扭转破坏现象，了解低碳钢和铸铁的破坏特点；掌握扭转实验机的构造和使用方法。
实验（四）梁的弯曲正应力实验
1.实验目的
通过实验教学，培养学生的动手操作能力，初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术，并为后续应变测
量的实验做好准备工作。
2.实验内容
用电阻应变片测定构件表面的线应变，再根据应变——应力关系确定构件表面的应力状态。
3.实验方法
将电阻应变片粘贴在被测构件表面，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将会发生相应的变化，然后通过电阻应变仪将此电阻变化转变成电压（或电流）的变化，再换算成应变值或者输出与此应变成正比的电压（或电流）的信号，就可以得到所测定的应变或应力。
4.实验要求
掌握常温用电阻应变片的粘贴技术。
实验（五）薄壁圆筒弯扭主应力实验
1.实验目的
通过实验教学，培养学生的动手操作能力，并掌握弯扭组合实验装置、静态电阻应变仪等实验仪器的使用方法。
2.实验内容
电测法测定平面应力状态下主应力的大小和方向，并与理论值进行比较。
3.实验方法
（1）把仪器的导线连接好，打开电源，预热；
（2）分3级加载，每级力值100N；
（3）记录每级加载所产生的应变；
（4）实验加载完毕后，卸载，把实验设备及导线整理好，实验台擦拭干净。
4.实验要求
掌握电测法测定平面应力状态下主应力的大小和方向的方法，熟悉电阻应变仪的使用。
四、实验的考核形式
学生的成绩由三部分组成：动手操作成绩+实验报告成绩+课堂出勤率。动手操作成绩占总评成绩20%，根据课堂动手操作的熟练程度，与学生的基本概念掌握情况，是否按时完成任务来确定；实验报告成绩占总评成绩60%，评分标准是实验步骤、实验原理或实验结果是否完整、准确，书写是否工整等；课堂出勤率占总评成绩20%，评分标准是学生的出勤情况。
五、参考教材
[1] 邹建奇，崔健. 材料力学（第2版）[M]. 北京：清华大学出版社，2015.
[2] 刘鸿文. 材料力学（第5版）[M]. 北京：高等教育出版社，2011.
[3] 章宝华，龚良贵. 材料力学[M]. 北京：北京大学出版社，2011. 
[4] 实验指导书（自编）