课程综合实验

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1、.机械基础综合实验报告说明书学 院： 机 械 工 程 学 院 专 业： 车 辆 工 程 班 级： 车 辆 0901 组 员： 朱扶摇 王飞 袁家祥 李伟 日 期: 2013.3.30 精品.目 录摘 要 3实验一 缝纫机头机构综合分析 4实验二 自行车拆装 10实验三 机构方案创意设计 14实验四 重心测定 16实验五 金属材料泊松比测定 18实验六 金属材料p0.2的测定 22实验七 主应力的测定 26实验心得与体会 31精品.摘 要实验是教学中的一个重要的环节。材料力学的结论及定律、材料的力学的性质（机械性质）都要通过实验来验证或测定；各种复杂构件的强度和刚度的研究，也需要通过实验才能解决

2、。故实验课能巩固、加强和应用基本理论知识，掌握测定材料机械性能及测定应力和变形的基本方法，学会使用有关的机器及仪表（如材料试验机、电阻应变仪等），初步培养独立确定实验方案、分析处理实验结果的能力。通过实验还能培养严肃认真的工作态度，实事求是的科学作风和爱护财物的优良品质。因此，实验是工程专业学生必须掌握的基本技能。随着我国现代化建设事业的发展，新材料、新理论、新技术不断涌现，新型结构层出不穷，给强度问题和实验应力分析提出了许多新的课题。因此，材料力学实验的内容，愈来愈丰富，实验技术也将变得更为多样并得以提高。以后要作为一名合格的工程技术人员，只有现在扎实地掌握实验的基础知识和技能，才能较快地接

3、受新的知识内容，赶上科技浪潮。精品.实验一 缝纫机头机构综合分析一实验目的及意义1、了解缝纫机头的基本构造与组成，增强对机械零件及机构的感性识。 2、了解各个部件的运动及机构类型。 3、缝纫机机构中连杆机构的特点表现为具有多种多样的结构和多种多样的特性，通过对这一典型机构的运动分析，进一步加深对机构的认识。二实验设备及工具 1、缝纫机头； 2、铅笔，橡皮，三角板等会图工具。三实验内容1、JA型家用缝纫机机头的组成机构及其工作原理（1、）JA型家用缝纫机机头从外形看由下列零件组成，如图1-1所示。 精品.图1-1 缝纫机机头外观图 1、调压螺钉 2、面板 3、挑线杆 4、夹线器 5、夹线簧 6、

4、面板线钩7、压脚 8、推板 9、针板 10、下插线杆 11、过线器 12、针距调节螺钉 13、绕线器 14、上轮 15、上插线杆 16、针杆 17、针夹 18、机针（2、）工作原理：缝纫机的工作循环一般以机针处于最高点为循环的起始点。机针带着面线自上而下运动，穿过布料，到达最低点，与此同时，挑线机构自上而下摆至接近水平位置，摆梭逆时针摆动，到达勾线准备位置；当机针回升开始，先抛出线环，摆梭则开始顺时针摆动，勾住线环，进而带着绕由底线底梭心穿过线环；与此相配合，挑线机构先是在水平位置附近保持静止，以保证抛出的线环稳定，便于勾线，随后则迅速下摆，为摆梭穿越线环提供足够长的面线；机针继续上升，摆梭完

5、全穿出线环，挑线杆便迅速上摆，收回放出的面线，并从线团中拉出下一循环所需的线，完成一个针迹；在机针退出布料和下一次刺进布料之间的空行程，则是送布机构的工作行程，送布牙被抬起后向前进，完成送布动作。 .缝纫机机头结构简图如下：精品.图1-2 缝纫机头结构简图(1) 上轮 (2)上轴 (3)挑线凸轮 (4)挑线杆 (5)小连杆 (6)针杆 (7)送布凸轮 (8)牙叉 (9)牙叉滑块 (10)针距座 (11)送布曲柄 (12)送布轴 (13)牙架 (14)送布牙 (15)抬牙曲柄 (16)抬牙轴 (17)摆轴偏心凸轮 (18)摆轴 (19)大连杆 (20)摆轴滑块 (21)下轴曲柄 (22)下轴 (

6、23)摆梭托,摆梭其中：引线机构：(1),(2),(3),(5),(6)；挑线机构：(1),(2),(3),(4)；钩线机构：(1),(2),(19),(18),(20),(21),(22),(23；)送布机构：(1),(2),(7),(8),(9),(10),(11),(12),(13),(14),(15),(16),(17),(18)。注：图上未画的压紧杆部分也属于送布机构。还有自成一体的第五大机构：绕线机构。由于它是辅助机构，故未在图上画出。精品. 缝纫机线迹形成过程：面线线环形成线环扩大套过梭心套住底线面线底线绞在一起面线收紧形成一个绞合点送布形成一串绞合点(线迹) 图1-3 缝纫机线

7、迹形成过程简单地说：a、送布牙向前送布到位； b、挑线杆拉出面线备用； c、针杆和机针下降刺布； d、机针将面线带到布下； e、机针上升并形成线环； f、摆梭逆时针转钩线环； g、线环被钩大绕过转轴； h、摆梭顺时针转动脱钩； i、挑线杆收紧面线线环； j、面线线环套住了底线； k、继续收线形成绞合点； l、周而复始形成了线迹。 更简单地说：送布-放线-引线-刺布-退针-成环-钩线-扩环-脱钩-紧环-绞合。 精品. 四、实验步骤1、 由手轮转动上轴，观察各机构的运动情况，认清哪些构建是活动构件，那些事固定构件，了解缝纫机的结构及传动原理。2、 检查机针最高位置时的指针是否为零，必要时可松开手轮

8、离合器加以校正。3、 转动上轴，依次观察并记录机针在最高位置开始刺布，到最低位置退出布料等时刻的指针读数。4、 转动上轴，依次观察并记录摆梭逆时针摆动和顺时针摆动交接时刻的指针读数。5、转动上轴，依次观察并记录挑线杆在最高位置、中间休止、再下降，到达最低位置等时刻的指针读数。6、 转动上轴，依次观察并记录送布机构开始送布、送布结束等时刻的指针位置。以上36步应反复三次，取各次读数的平均值作为实验数据，填入测试数据表。五、缝纫机工作循环图精品.图1-4 缝纫机工作循环图表1 家用缝纫机四个主要机构在工作周期中的特殊点（配合图1-4）上轮转动角度机构名称09090180180270270360引线

9、机构0时，机针处于最高位置，机针开始向下运动，直到180继续下降。90时，针尖触及针板平面，开始刺布。90110为穿过缝料时间。180时，机针处于最低位置。机针开始上升。从180至360区间，机针作回升运动。180至210时，由于机针回升，缝线形成梨形的线环。270时机针尖脱离针板平面，开始退回。机针退出缝料，继续上升，直到最高位置。从90至270为机针工作行程，其余时间为机针的空行程。、精品.（续表）上轮转动角度机构名称09090180180270270360钩线机构5时，摆梭顺时针转动至极限位置。摆梭已在逆时针方向转动，向原来位置恢复中。从5至185时，摆梭逆时针方向转动，至极限位置和开始

10、顺时针方向转动。此时，摆梭不钩线，为空行程，205至260时，机针的运动方向轴线恰好与摆梭尖重合，在210时，刚完全钩上。摆梭钩住线环在顺时针方向转动。330时，面线线环从摆梭翼下脱下。从185至360再到5，摆梭顺时针方向旋转，完成钩线、送线环工作，此段时间为摆梭工作行程。挑线机械0时挑线杆向上运动，已把线环向上收回约1/3左右。60时，挑线杆上升至最高位置，以后便随机针下降，而供给足够的面线。从60至180区间，挑线杆从高处继续下降供给机针刺布所需要的面线。在180至210时，挑线杆静止不动。之后，挑线杆开始回升，摆梭钩进线环。上升在210至330区间，挑线杆迅速下降，供应摆梭所需要的面线

11、。从210至330时，挑线杆下降至最低位置，以供给面线。330至360，又到60区间，挑线杆急剧上升，收紧线环，形成线迹。送料机构0至90时，送布牙已向上升起和开始推送缝料向前，此时，线环已收紧。80至90左右，送布牙送料完成，齿尖下降在针板下面。105时，机针刺布时，送布工作结束，再向下运动。185至260时，送布牙开始后退，齿尖在针板平面下运动。260至360时，送布牙向上升起、齿尖逐渐露出针板平面。从280至360、再到90时，送，送布牙露出牙齿在针板上面，对缝料起推送作用，叫做送布牙的工作行程。从90至280，送布牙处在针板下面，叫做送布牙的空行程 精品.缝纫机四大机构运动简图及其自由

12、度：图1-5 四大机构运动简图精品.实验二 自行车拆装实验方案一、实验目的及意义1了解自行车的车体结构和自行车主要零部件的基本构造与组成，如车架部件、前叉部件、链条部件、前轴部件、中轴部件、后轴部件、飞轮部件等，增强对机械零件的感性认识；2了解前轴部件、后轴部件的安装位置、定位和固定；3熟悉自行车的拆装和调整过程，初步掌握自行车的维修技术。二、实验设备及拆装工具1实验设备：各种类型的自行车；2拆装工具：各类扳手、钳子、螺丝刀、锤子、鲤鱼钳等。三、实验内容1拆装自行车的前轴、后轴2在拆装中了解轴承部件的结构，安装位置、定位和固定；四、实验步骤（一）自行车的拆卸1前后轴的拆卸 拆卸前后轴之前，先将

13、车支架支起。倒放前，先用螺丝刀将车铃的固定螺钉拧松，把车铃转到车把下面，另外在车把和鞍座下面垫块布。1）拆卸前轴的步骤和方法：（1）拆圆孔式闸卡子，要用螺丝刀松开两个闸卡子螺钉，将闸卡子从闸叉中向下推出，再把闸叉用手稍加掰开。凹槽式闸卡子可以不拧松闸卡子 螺钉，只需将闸叉从闸卡子的凹槽中推出，再稍加掰开即可。精品.（2）拆卸轴母，拆卸时要先卸紧的，后卸松的，防止产生连轴转的现象。（3）拆卸轴挡，拆卸轴挡与拆卸轴母的顺序相反，应先卸松的，也就是一般先卸左边的。（4）拆卸轴承，用螺丝刀伸入防尘盖内，沿防尘盖的四周轻轻将防尘盖撬下，再从轴碗内控出钢球。用同样的方法将另一边的防尘盖和钢球拆下。2）后轴

14、的拆卸步骤和方法: 与拆卸前轴大同小异，拆卸时可以参照前轴的方法。所以，这里仅对不同之处介绍如下：（1）拆卸半链罩车后轴时，先松开闸卡子，拧下两个轴母，将外垫圈、衣架、档泥板支棍、车支架依次拆下，在链轮下端将链条向左用手（或用螺丝刀）推出，随即摇脚蹬子将链轮向后倒转。由于链条已被另一只手推出链轮，链条便从链轮上脱出。（2）全链罩车后轴的拆卸方法有好几种，其中一种简易的方法是，先将左边闸卡子的螺钉用螺丝刀拧松，并推向后方，将闸叉向左稍加掰开。（3）有些轻便车的后平叉头是钩形的，拆卸装有全链罩车的后轴，不需要卸链子接头，钳形闸也不需拆卸车闸，而普通闸则需拆下闸叉。（4）拆卸后轴时，拧下轴母，将车架

15、等卸下（全链罩车拆下后尾罩），将车轮从钩形后叉头上向前下方推滑下来。最后从飞轮上拆下链条。拆卸注意事项：1.前后轮轴左右两边螺丝要同时旋转旋出。精品. 2.拆车闸时首先要将钢丝绳解除。 3.拆完后的东西依次放好。 4.注意不要让自行车倒了。（二）自行车的装配装配自行车前，对能用的零件需进行清洗，对已损坏的零件需用同规格的新的零件代替。1前轴的装配步骤和方法如下：（1）沿两边的轴碗（球道）内涂黄油（不要过多，要均匀），把钢球装入轴碗。当装到后一个钢球时，要使一面钢球间留有半个钢球的间隙。如果是球架式钢球，就注意不要装反。钢球装好后，将防尘盖挡面向外，装在轴身内，用锤子沿防尘盖四周敲紧。（2）将前

16、轴棍穿入轴身内，把轴挡（球道在前）拧在轴棍上。如用手拧不动，可以采用锁紧法（见前后轴的拆卸）。安装轴挡后要求轴棍两端露出的距离相等，轴稍留有旷量。（3）在轴的两端套入内垫圈（有的车没有），并使垫圈紧靠轴挡，再将车轮装入前叉嘴上。然后按顺序将泥板支棍，外垫圈套入前轴，再拧上前轴母。随后，扶正前车轮（使车轮与前叉左右的距离相等，前轴棍要上到前叉嘴的里端），用扳手拧紧轴母。（4）前轴安装好后，松紧要适当，要求不旷不紧，转动灵活，不得出现卡住，震动等现象。具体的检查方法是，把车轮抬起，将气门提到与轴的平行线上，使车轮自由摆动，摆动次数（以单方向摆动为一次计算），否则应进行调整。调整时可用扳手将一个轴母

17、拧松，用花扳手将轴挡向左或右调动（轴紧用扳手向左调动轴挡；轴松用扳手将轴挡），然后将轴母拧紧。精品.（5）将闸卡子移回原位置，装上闸叉，拧紧卡子螺钉。涨闸车要将涨闸去板固定在夹板内，最后锁紧螺钉。2后轴的装配与前轴的装配大同小异，装配时可以参照前轴的方法。1）把钢球装入轴碗，将防尘盖挡面向外，装在轴身内，用锤子沿防尘盖四周敲紧；2）将后轴棍穿入轴身内，把轴挡拧在轴棍上，安装轴挡后要求轴棍两端露出的距离相等；3）在轴的两端套入内垫圈（有的车没有），并使垫圈紧靠轴挡，再将链条套到飞轮上，将车轮装入钩形后叉头上。然后按顺序将自行车支架、书包架支棍、挡泥板支棍，外垫圈套入后轴，再拧上后轴母，随后，扶正

18、后车（使车轮与后叉左右的距离相等，）用扳手拧紧轴母。装配注意事项：1.车链条的方向。 2.事实上车链条和后拨链器是一起上的，他们有结合位置。 3.后拨链器的装法。 4.平口螺钉固定调速器的。 5.车轮和车轴装配，螺丝不能旋太紧，并且一定要保准在中间。五、自行车结构图精品.图2-1 普通自行车实物图1:前轮 2:辐条 3:花鼓 4:前叉 5:前刹 6:钢索 7:刹车及变速把手 8:车把 9:竖杆 10:车架 11:前变速 12:车座杆 13:车座 14:后刹 15:货架 16:飞轮 17:反光镜 18:后轮 19:后变速 20:脚撑 21:气门 22:后轮 23:链条 24:轮盘 25:脚踏 2

19、6:曲柄 精品. 实验三 机构方案创意设计一、实验目的精品.1. 加深对机构与机械传动方案设计的认识，熟悉Fischer创意模型的基本模块和基本单元及其搭接方法；2. 培养工程实践动手能力；3. 培养发散思维、创新意识和创新设计能力。二、实验设备和工具 1、扳手、钳子、螺丝刀；2、创意模型若干。三、实验步骤和要求1. 根据日常生活、课程学习、工程实践等的知识积累，提出有一定应用背景（可以是日常生活或工程实际）的设计目标。（设计目标必须有新意，经教师审核后再进行下面工作）2. 根据设计目标制定设计任务，通过功能分析确定工作原理和工艺动作过程。3. 分解工艺动作过程为若干独立运动，确定实现各独立运

20、动的执行构件和动力源与控制方式。4. 构思实现动力源与执行构件之间运动、动力传递与变换的机构和机械传动方案，确定运动协调关系，绘制机构与机械传动路线图和运动循环图。四、工作原理 摇摆式输送机是一种水平传送材料用的机械，由齿轮机构和六连杆机构等组成。如图所示，电动机1通过传动装置2使曲柄4回转，再经过六连杆机构使输料槽9做往复移动，放置在槽上的物料10借助摩擦力随输料槽一起运动。物料的输送是利用机构在某些位置输料槽有相当大加速度，使物料在惯性力的作用下客服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送物料的目的。精品.五、工作步骤1、电动机带动齿轮机构转动；2、来自电动机的源动力经过齿轮机

21、构的减速增扭后，将动力传递给曲柄；3、曲柄通过连杆带动摇杆实现60度摆角内有急回特性的往复运动；4、摇杆通过转动副带动“滑块推杆机构”实现水平方向上的往复运动，达到输料的目的。 执行机构平面图如下：图3-1 执行机构平面图执行机构的基本杆组分析如下：精品.图3-2 执行机构的基本杆组HL机构的自由度为：F=3n-2P P =3*5-2*7-0=1机构创新方案实物图：图3-3 机构创新方案实物图实验四 重心测定一、研究重心的目的和意义1、卡车轮子的分布。静平衡，动平衡对车辆运行品质的影响；2、重心的位置影响物体的平衡与稳定。重心高容易翻倒且不稳定。起吊重物时，吊钩就应位于被吊物体重心的正上方，以

22、保证起吊过程中物体保持平稳；3、重心的位置影响质心的运动。对于转动刚体，如电机转子、飞轮等旋转部件，在设计、制造安装时，要求它的重心应尽量靠近转轴，否则会产生强烈的振动，甚至会引起破坏，影响机器寿命； 4、对于振动打桩机、混凝土振捣器等又要求其转动部分重心偏离转轴以得到预期的振动。二、实验目的1、 通过实验加深对合力概念的理解；2、 用悬挂法测取不规则物体的重心位置；3、 用称重法测取重力摆（两个圆盘和一跟直杆可自由组合成不同的摆）的重心位置并用力学方法计算重量。精品.三、实验设备和仪器1、不规则平板（待测件）；2、绳子、夹子等；3、弹簧秤、直尺。四、实验原理物体的重心的位置是固定不变的。再利

23、用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理，我们可以用悬挂的方法决定重心的位置；又利用平面一般力系的平衡条件，可以测取杆件的重心位置和物体的重量。五、实验方法和步骤悬挂法1. 在均质薄板上任选一点固定柔绳，悬挂薄板；2. 设法在薄板上作出柔绳的延长线；3. 另选一点固定柔绳，再将薄板悬挂起来，作出柔绳的另一条延长线；4. 在薄板上标注出重心。 精品. 实验五 金属材料泊松比测定1、 实验的意义 在工程中设计中，可以查机械设计手册利用泊松比粗略设计零件使其达到相应的应力要求，但是此时的泊松比只是一个范围，需要对其泊松比进行反算和修正。例如：一个梁，选定材料后按照相应的泊松比设计出尺寸，但是做拉伸试验时发

24、现其应力不满足要求，这时便需要对设计出的材料的泊松比进行精确测定，进行反算，设计出符合要求的梁。精品.2、 实验设备及工具 1、应变片、加力机构。三、电测法原理1、应变片测试原理电测法是工程上常用的对实际构件进行应力分析实验的方法之一。它是通过贴在构件被测点处的电阻应变片(以下简称应变片)，将被测点的应变值转换为应变片的电阻变化，再利用电阻应变仪测出应变片的电阻变量，并直接转换输出应变值，然后依据虎克定律计算出构件被测点的应力值的大小。在电测法中，主要设备是电阻应变片和电阻应变仪。其中，电阻应变片是将应变变化量转变成电阻变化量的转换组件。应变电测发具有感受元件重量轻，体积小；量测系统信号传递迅

25、速、灵敏度高、可遥感，便于与计算机连用及实现自动化等优点。它的工作原理很简单，是依据金属丝的电阻R 与其本身长度L 成正比，与其横截面积A成反比这一物理学定律而得，用公式表示其电阻即为：R=L/A当电阻丝受到轴向拉伸或压缩时，上式中的L、A、均将发生变化。若此时对上式两端同取对数，即有：对其进行数学求导，有：因为金属电阻线受轴向拉伸(或压缩)作用时，式中：所以上式可写成： 并令式中：u-电阻丝材料的泊松比 K。单丝灵敏系数。则对大多数电阻丝而言，K0为常量，对丝栅状应变片或箔式应变片，考虑到已不是单根丝，故改用灵敏系数K代替代。可见，应变片的电阻变化率与应变值呈线性关系。当把应变片牢固粘贴于试

26、件上，使之与试同步变形时，便可由式(中的电量非电量转换关系调得试件的应变。2、惠斯登路桥应用精品.图5-1 惠斯登电桥1/4桥 温度补偿片(R2)；半桥；全桥。五、泊松比的测定1、应变片的粘贴步骤 （1）选片； （2）测点表面的清洁处理； （3）贴片； （4）干燥处理； （5）接线； （6）防潮处理。2、实验原理材料在弹性阶段服从胡克定律，其关系为，若已知载荷P及试件横截面面积A，只要测得试件表面轴向应变p，同时测得试件表面横向应变p ，则 。 u测定试件见图1-2，是由铝合金（或钢等材料）加工成的板试件，在试件中间的两个面上，沿试件的轴线方向和横向共粘贴四片应变片，分别为R1、R2、R1、R

27、2，采用1/4桥接线法。由轴向应变测量桥和横向应变测量桥可分别测得p 和p，也就可计算得到泊松比u。精品.图5-2 试件、应变片布置图及桥路布置图3、实验步骤及结果测试（1）实验步骤用游标卡尺测量试件横截面尺寸。接通测力仪电源， 将测力仪开关置开。按图1-2将应变片按1/4接线法接至应变仪通道上（应变仪操作可参考应变仪使用说明书）。检查应变仪灵敏系数是否与应变片一致，若不一致，重新设置。实验：a.本实验取初始载荷P0=1kN，Pmax=5kN，P=1kN，共分5次加载； b.加初始载荷1kN，通道置零； c.逐级加载，记录各级载荷作用下的读数应变。实验数据记录可参考下面记录表。试验结束后，实验

28、机卸载，切断应变仪电源。取下试件。（2）实验结果处理根据记录表记录的各项数据，每级相减，得到各级增加量的差值（从这些差值可看出力与应变的线性关系），然后计算这些差值的算术平均值P均 、P均，可由下式计算出泊松比u。 六、问题思考（1）实验时，为什么要加初载荷？ 答：为了消除试验机机构之间的空隙与加载机构的间隙，在实验开始时，必须加一定量的初载荷。按有关实验方法的规定，初载荷应为试验机所选度盘量程的10%左右。另外，不加初载荷，机构本身的自重也会影响实验结果。精品. (2)载荷为什么要分级多次加载？ 答：出于实验可靠性和精确性的考虑，要分级多次加载载荷。 a.可靠性：必须要求Pd|3|才行 b.

29、精确性：做两遍，误差带要求在同一个数量级实验数据记录表：序号载荷轴向应变（）横向应变（）PPdPdPdPd初载100067-19651912000132-38641823000196-56661834000262-74641845000326-92初载100065-20641912000129-39661923000195-586518精品.34000260-76641945000324-95均值p均64.75p均18.5实验结果： 泊松比u=0.285714精品.实验六 金属材料p0.2的测定 一、实验目的及意义实验目的：1、了解国标GB/T228-2002对塑性材料p0.2的定义，掌握p0

30、.2的测定方法；2、熟悉万能材料试验机的使用；3、熟悉引伸计的标定及使用；4、熟悉应变电测方法。工程意义: 金属材料的屈服强度s是结构安全分析时不可缺少的数据之一，而大多数材料如合金钢、高温合金、铝合金 、镁合金等,都无明显的屈服现象，因此不能测出s。为了表示材料对微量塑性变形的抵抗能力，通常采用规定塑性变形是标准长度（即试样标距）0.2%时所对应的应力值称条件屈服强度,用p0.2表示。可作为设计选材时的初选指标，设计完成后测其真实值作为验证初选是否合格的标准。如选材时材料p0.2增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料p0.2低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，条件屈服强度是材料性能中不可

31、缺少的重要指标。二、实验设备及工具万能材料试验机、球铰式引伸仪、应变引伸仪、电阻应变片、静态应变仪3、 实验原理很多金属材料的拉伸图没有明显的屈服点，在生产检验中测量金属材料的屈服强度时,从弹性进入塑性是光滑过度的，这种材料的屈服强度用规定塑性变形量的办法来定义。 大部分金属材料都不存在明显的屈服现象，在拉伸图上由弹性到弹塑性的过渡是光滑连续的，如图所示。根据国家标准规定：试样在拉伸过程中，标距部分的残余伸长达到原标距长度的0.2%时的应力为条件屈服极限0.2。精品. 如图所示的PL曲线，在其横坐标上，截取使OD=0.2%ln，从D点作弹性直线段的平行线，交曲线于B点，点B的纵坐标值，即所求的

32、屈服载荷P0.2。式中L为上、下夹头间试件长度。四、实验分析在测量p0.2过程中, 夹头位移实际上是以下三个方面的总和, 一是与台阶钳口接触的试样台阶承载面所产生的接触变形, 该接触变形可通过保证试样台阶承载面的平整度而大大减少; 二是试样台阶长度段的变形; 三是试样平行长度段的变形。由于试样的台阶段比平行长度段直径大且长度短很多, 因而在试样平行长度段的规定非比例伸长应力。达到p0.2时, 台阶段的非比例变形( 塑性变形) 相对于平行长度段的非比例变形来说是极其微小的。因此在保证试样台阶承载面平整度的情况下, 夹头位移值由试样的非比例变形决定的部分近似等于试样平行长度段的非比例变形量, p0

33、.2近似等于试样平行长度段的非比例伸长率为试样平行长度的0. 2% 时所对应的应力。精品.47.2精品.五分析处理从拉伸曲线的横坐标上取D点,D点到拉伸曲线起始点O的距离为, OD=L00.2%(毫米)=0.14mm 过B点作平行于拉伸曲线直线段的平行线,交曲线于B 点,该点所对应载荷P0.2确定出条件屈服载荷 P0.2=47.2KN，再除以试样原来的横载面积 A=d4=9.624=72.684mm，即得出条件屈服强度p0.2 = P0.2 / A=649.39MPa附：试验要求拉杆d=20mm,承载力F=100KN。安全系数1.2，材料:45#钢，用作图法求p0.2是否满足要求，并提相关有效

34、建议？ =100/（204）=318.31MPa p0.2/=2.041.2 满足要求，但不经济可减少拉杆直径。实验七 主应力的测试一、实验目的及意义 1、工程实际中的构件一般处于复杂受力状态下，往往引起几种没变形的组合，要确定这些构件某点的主应力大小和方向，较为复杂，甚至有些复杂的工程结构尚无准确的理论公式可供计算。2、本实验的目的就是用电测法，测定受弯扭组合变形作用的薄壁圆筒表面上一点的主应力大小及方向，并与理论值相比较，通过对实际的测量与理论相比较，得到更为准确可靠的数据。精品.3、电阻应变片应力测试技术广泛地应用在涉及到承载构件应力测试的机械、建筑、桥梁、压力容器、航空航天、交通等诸多

35、领域，通过对主应力的测定，能有效地选用最佳装配工艺，找出了最不利的装配方式。二、实验仪器和设备 1、弯扭组合实验台； 2、电阻应变仪及应变花三、测量中采用应变花好处1、应变花是一种多轴式应变片，是由两片或叁片单个的应变片按一定角度组合而成（见图10-1），具体做法是在同一基底上，按特殊角度布置了几个敏感栅，可测量同一点几个方向的应变，它用于测定复杂应力状态下某点的主应变大小和方向。 450应变花 900应变花 1200应变图10-1 应变花2、应变花就是几个固定角度的应变片组成的，通常有两片直角、三片直角、等腰三角、伞形、扇形等，应变花的好处是可以测量几个方向的应变应力，然后通过应变花计算功能

36、就可以计算出这个平面的主应变及其方向。四、实验原理和方法 图10-2 弯扭组合实验台薄壁管材料为铝合金，其弹性模量E=70GPa，泊松比=0.33精品.图10-3 薄壁管截面尺寸和受力简图图10-4 单元体及应变片的布置1、指定点B主应力大小及方向理论值计算： 在B点处取单元体，由理论分析可知，它处于平面应力状态，单元体受力如图10-5图10-5 圆管B点体应力状态由应力状态公式精品.可求出B点处主应力大小及方向的理论值。其中各物理量的理论值为扭转剪应力理论值式中:W截面的抗弯截面模量 Wp截面的抗扭截面模量 TB点截面扭矩MB点截面弯矩2、用电测法测量指定点B的主应力大小和方向：在弯扭组合下

37、，圆管B点处于平面应力状态，由于该点的主应力及方向均未知，故需用三个应变片来测量。为了方便，常将三片应变片按特殊角度粘贴在一个底基上，成为应变花。该直角应变花由三个应变片组成，既由+45o方向的应变片、Oo方向的应变片和-45o方向的应变片组成。只要用静态电阻应变仪将这三个方向上的线应变测出，代入公式既可计算出主应变的大小和方向。根据被测点三个方向应变值45、0、-45 ，计算主应力大小和方向公式分别为：式中-45、0、45分别表示与管轴线成-45、0、45三个方向的应变。精品.从公式看出，在已知材料E、而不必已知载荷及横截面尺寸的情况下，用实验手段方法就可测得构件表面主应力大小及方向。五、实

38、验步骤 1、记录试验的薄臂圆筒材料的E、及必要的尺寸； 2、连接导线，将应变花按照-45、0、45三个方向依次接入预调平衡箱； 3、逆时针旋转手轮，预置0N初载，调好电阻应变仪至零位； 4、分级加载，以每级100N，加至500N，记录各级载荷下各应变片的应变读数。重复数次，数据重复性良好即可。 5、实验完毕，卸去载荷。 6、计算测点主应力的大小与方向，并和理论值比较，分析误差情况。理论值1理（MPa）3理（MPa）0理 11.00 -1.01-16.85 实验数据记录表：实验记录及结果（第一次）载荷（KN）载荷增量（KN）-45-4500454503230.1112141-210.111514

39、3-18精品.0.1111140-210.2226283-390.1110141-210.3338424-600.1110140-210.4448564-810.1111140-210.5559704-102均值111140-21实验值1实（MPa）3实（MPa）0实10.80-1.39-17.4实验记录及结果（第二次）载荷（KN）载荷增量（KN）-45-4500454501210.1111139-200.1112141-190.1113141-200.2225282-390.1111140-21精品.0.3336422-600.1110141-200.4446563-800.1110141-

40、200.5556704-100均值112140-20实验值1实（MPa）3实（MPa）0实 10.75-1.34-17.5实验心得与体会我们学习了机械基础综合这门课程，通过这门课的学习，使得自己在机构的运动、材料的力学性能等方面有了更多的了解，更深的体会，对自己所学的专业也有了更多的兴趣。根据实验的要求，老师要求我们提前分好组，以团队为基础进行实验，大家在一起对实验前方案的拟定，实验过程中的一些问题进行探讨，相互之间受到许多启发。这样不仅能使我们能够快速的完成实验内容，而且培养了我们的团队合作精神。在实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。培养这种能力的前题是你对每次实验的

41、态度。如果你在实验这方面很随便，抱着等老师教你怎么做，拿同学的报告去抄，尽管你的成绩会很高，但对将来工作是不利的。在这些实验中不免会有被老师退回来的报告，但每次我们都认真听取老师的建议并积极改正。因此在实验过程中受易非浅：它让我们深刻体会到实验前的理论知识准备，也就是要事前了解将要做的实验的有关质料，如：实验要求，实验内容，实验步骤，最重要的是要记录什么数据和怎样做数据处理，等等。另外做实验时，指导老师会讲解一下实验步骤和怎样记录数据，但是如果自己没有一些基础知识，那时是很难作得下去的，惟有胡乱按老师指使做，其实自己也不知道做什么。精品. 经过这次的实验,我们得到了不少的收获,一方面加深了对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。现在总结了以下的体会和经验。我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力和永不气馁的精神，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其他能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断地学习、实践、在学习、再实践。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！精品