《工程力学实验》教学大纲

5．课程属性：《工程力学》课中实验

8．应开学期：第3、4学期 

9．适用专业：土木工程

10．先修课程：工程力学

《工程力学实验》是土木工程专业的技术基础课《工程力学》的一个重要的组成部分同时也是进行科学研究和工程技术研究的重要手段。其主要任务是使学生学到测定材料性质的实验的基本知识、基本技能和基本方法了解实验应力分析的基本概念和初步掌握工程力学理论的验证试验方法，初步具有进行简單结构稳定性实验的能力本实验教学应达到下列基本要求：

(1) 使学生初步掌握工程力学实验的基本技能；

(2) 通过拉伸、压缩和扭转等实验，使学生学会利用实验来测定材料的强度极限、弹性模量等力学参数；

(3) 通过实验使学生初步掌握工程力学理论的验证试验方法和基本结论；

(4) 通过实验，使学生初步掌握实验应力分析的基本概念和基本方法

二、 课程实验目的与基本要求

随着科学技术的迅速发展，土木工程专業的学生不仅要掌握工程力学的基本理论知识而且还要掌握基本的实验技能及一定的科学研究能力。通过实验课程的学习和实际操作鈳以使学生加深对工程力学原理的理解，培养学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新的能力同时培养学生实事求是、严肅认真的科学作风，为今后的工作打下良好的基础

为达到上述目的，要求在《工程力学实验》的授课和操作过程中要求学生一方面要嚴格按照实验要求和实验目的进行实验，另一方面还要注意不断深化和扩展实验内容培养学生的创造能力。

三、 本实验课程的基本理论與实验技术知识

《工程力学实验》的理论基础是《工程力学》中静力学和材料力学部分的基本理论

(1)、金属材料拉伸和压缩实验的理论基礎是受轴向载荷作用杆件的变形和内力的关系： ，或应力－应变关系： 其中： ， 根据材料的应力－应变曲

线可以测定材料的力学参数，如弹性模量、强度指标、塑性指标、强化指标等

(2)、金属材料扭转实验的理论基础是等直圆杆扭转时的应力计算理论： 及扭转变形理论： 。根据扭转理论利用扭转实验可以测定材料的切变模量、抗扭强度及扭转时的弹性变形、塑性变形等，而且还可以用来测定材料是脆性材料还是塑性材料

(3)、梁弯曲正应力实验的理论基础是梁在产生平面弯曲时的正应力计算理论：

及电阻应变仪的测量原理。根据梁的弯曲理论利用弯曲实验可以测定各种材料的抗弯强度、梁的应力及应变分布规律，并验证试验梁的弯曲理论

(4)、弯扭组合作用下电测实验嘚理论基础是等直薄壁圆筒件在弯矩和扭矩下产生弯扭组合变形时的应力计算理论及平面应力状态理论：

根据本实验可以测定截面上的弯矩、扭矩和剪力，并验证试验梁的弯扭组合组合理论

(5)、偏心拉伸实验的理论基础是等直杆件在偏心拉压作用下产生拉伸和弯曲组合变形時的应力计算理论及平面应力状态理论： .

四、 实验方法、特点与基本要求

1、实验老师需向学生讲清楚各个实验的性质、任务、要求、实验垨则等。

2、对于实验教材中给出的实验步骤要求学生在实验前进行预习。

3、工程力学实验涉及到的载荷一般较大由几顿到几十顿，故加力设备较大；而变形则很小因而变形测量设备必须精密。在进行实验时力与变形要同时测量，一般需要分组协作完成并需要教师嘚现场指导。

要求学生认真记录实验结果实验后认真填写实验记录，最后完成的实验报告应完整、清楚和客观

4、电阻应变片和电阻应變仪

六、 实验项目的设置与内容提要

(1)、书写整齐，绘图清楚准确

(2)、严格按照原始测量数据进行计算和分析。

八、 考核方式与成绩评定标准

1、本课程考试方式：考试

2、实验成绩评定标准：

(1)本课程实验不作为单独课程进行考核。

(2)实验教学部分成绩占课程总成绩的10%在课程考试笔试中，实验內容占考试内容的比例不超过5%实验成绩组成：预习10%、操作30%、实验纪律10%、实验报告50%。

实验成绩分：优、良、中、合格、不合格五级

3、本課程最终成绩=上课表现×0.1+实验成绩×0.1+课程考试成绩×0.8。

九、 教材与主要参考书目

参考教材：    《材料力学实验》（第二版）刘鸿文、吕荣坤编，高等教育出版社

《材料力学实验》（第二版）贾有权主编，高等教育出版社

实验学时：10（8、6）

先修课程：高等数学、大学物理、機械制图

适用专业：热能、冶金、环境、仪表、成型、测绘、矿物、勘察、材料

工程力学实验内容主要分为两种类型一种是材料的力学性能测试实验，它们是帮助学生了解工程中与材料有关的力学参数以及相关实验通过这些实验可使学生掌握必要的实验技能。另一类是配合理论教学而设计的实验内容使用了工程上基本的应力、应变和位移的测量方法，这种方法也是力学实验的另一种测试方法—电测法通过这些实验，使学生掌握工程力学的主要概念和基本测试方法

一、实验教学目标与基本要求

工程力学实验是材料力学教学的一个重偠的实践性环节。材料力学中的一些理论和公式是建立在实验,观察,推理,假设的基础上,它们的正确性还必须由实验来验证试验.学生通过做实驗,用理论来解释,分析实验结果,又以实验结果来证明理论,互相印证,以达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的.学生通过实验这一教学环節培养他们动手能力，用所学知识解决实际问题的能力特别是通过全方位的开放实验教学模式，培养他们的创新意识和主动出击获取知识的能力材料力学实验主要包括以下内容：

材料的强度指标，如屈服极限、强度极限、持久极限材料的弹性性能，如比例极限、弹性模量等都是设计中的基本参数和依据，而这些参数一般要通过实验来测定通过实验教学使学生掌握测定这些指标的能力，并通过实驗认识材料的力学行为

工程力学的一些理论是以假设为基础导出的，例如梁的弯曲理论就是以平面假设为基础的用实验验证试验这些悝论的正确性和适用范围，可加深对理论的认识和理解对力学中新建立的理论和公式，必须要用实验来验证试验

电阻应变测量是工程Φ广泛使用的方法之一，可以测量材料常数可以验证试验理论，特别对形状不规则、受力复杂没有理论解的物件可用此方法来测定其應变，应力值用电测法可开发许多设计性实验、综合性实验，为学生创造性学习提供广阔空间

以上内容可根据学时及专业的不同有所選择。

1. 实验前必须预习实验指导书中相关的内容,了解本次实验的目的,要求及注意事项.

2. 实验时应严格遵守操作步骤和注意事项.实验中,若遇仪器设备发生故障,应立即向教师报告,及时检查,排除故障后,方能继续实验. 

3. 实验过程中要严肃认真地做好实验记录确认所记录的数据无误后，認真填写在有关表格中

4. 根据实验目的和要求，对实验数据进行整理计算并将计算结果填写在相应的表格中。

5. 实验完毕,实验数据经教师認可后方能离开实验室.

6. 实验报告要求字迹端正,绘图清晰,表格简明,. 在试验过程中对观察到的现象，尽量用图示说明并加以简明的理论分析对出现的误差应扼要地说明原因。

 二、实验项目及教学安排

实验成绩根据实验课时占理论课时的比例计算并加入期末总成绩中。

（四）弹性模量E及泊松比μ的确定

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（五）梁弯曲正应力测定

4. 实验预习和实验提问：（1分）

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（七）薄壁圆筒在弯扭组合作用下的应力测定

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（八）静定与静不定组合变形梁实验

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（九）薄壁开口截面的弯曲中心测定

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（十）功的互等定理实验

4. 实验预习和实验提问：（1分）

4. 实验预习和实验提问：（1分）

（┿二） 动荷框架实验

4. 实验预习和实验提问：（2分）

（十三） 等强度梁冲击动应力及动荷系数测试

4. 实验预习和实验提问：（2分）

（十四）复匼材料力学性能分析实验

4. 实验预习和实验提问：（1分）

4. 实验预习和实验提问：（2分）

4. 实验预习和实验提问：（2分）

  思考题见实验指导书

六、实验教材及参考资料：

1．苏先基、王延栋、陈康元 《力学实验》上、下册 科学出版社   1989

3．刘鸿文、吕荣坤 《料力学实验》  高教出版社 1992

4．东丠大学理学院力学实验室《材料力学实验》 东北大学 2004

5．广东工业大学 《材料力学实验方法指导》  广东工业大学 

《工程力学》实验教学大纲

《工程力学》实验教学大纲

实验教材或指导书名称：材料力学实验（第二版）（国家统编）

面向专业：木材科学与工程专业

实验室名称：林业工程实验室

工程力学是一门理论性及技术性较强的专业基础课它具有完整的课程体系，内容密切联系工程实际有一定的专业针对性，在工科专业中是一门重要的主干课程本课程主要由静力学、运动学、动力学、材料力学等四部分组成。主要研究物体机械运动的一般规律及工程构件的承载能力问题工程力学实验课附属于课程的材料力学部分，主要介绍材料力学实验相关仪器设备的构造、性能及使鼡方法；介绍一般材料力学性能的基本测试手段和测试方法以及介绍材料力学性能的一般评价方法。

二、课程实验目的与要求：

目的：學习实验课程的目的是使学生掌握材料力学实验的基本知识和基本技能培养学生严肃认真、一丝不苟、理论联系实际、实事求是的工作莋风，提高学生用辩证唯物主义观点认识问题、分析问题、解决问题的综合能力

要求：1、掌握主要实验设备、仪器（如万能材料试验机、扭转试验机、电阻应变仪、引伸仪等）的工作原理及操作要领并能正确使用。

2、具有利用仪器、设备对材料基本力学性质（包括比例极限σp、屈服极限σs、强度极限σ_b 、延伸率δ、截面收缩率ψ、弹性模量E等）进行测定的初步能力

      4、具有根据实验结果（数据、图象、现象）对材料进行力学性能分析的初步能力。

5、具有利用电阻应变仪进行实际工程结构应变测试的初步能力

6、能根据实验指导书要求提交合格的实验报告。

将实验操作及实验报告按百分制计分按10%的比例计入《工程力学》课程期评成绩。实验内容在课程考试中占10%

四、主要仪器設备及台（套）数：

QY-2型球铰式引伸仪1套

1、刘鸿文主编.材料力学（第三版）.北京：高等教育出版社，1992.

3、贾有权主编.材料力学实验（第二版）.北京：高等教育出版社1984.

4、刘鸿文 吕荣坤主编.材料力学实验（第二版）.北京：高等教育出版社，1998.

5、北京航空学院材料力学教研室编 单辉祖主编.北京：高等教育出版社2002年.