1、基础力学实验竞赛辅导,I 概述 II 材料的力学性能及测试 III 电测原理及测试 IV 实验数据处理 V 其他,I 概述,一、竞赛简介,（1）主办单位 教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会、中国力学学会教育工作委员会,（2）承办单位 江苏省力学学会、中国力学学会教育工作委员会实验教育分委员会、东南大学,一、竞赛简介,（3）竞赛过程 竞赛分初赛和决赛两个阶段，初赛为个人赛，决赛为团体赛,（4）竞赛内容 实验原理、基本实验、综合实验、答辩四部分 （以材料力学课程实验为主）,一、竞赛简介,（5）竞赛形式 初赛与决赛均分为两个项目。 初赛： 实验原理，闭卷笔试； 基本实验 决
2、赛： 综合实验； 答辩,（4）竞赛内容 实验原理、基本实验、综合实验、答辩四部分 （以材料力学课程实验为主）,一、竞赛简介,（6）初赛竞赛规则等 项目一 实验原理（70%） 笔试内容：材料的机械性能、电测基本理论及数据处理 时间与地点：2010年6月25日（星期六） 校区考点（初定） 项目二 基本实验（30%） 基本实验内容：具体实验题目未知；要求由参赛学生独立操作完成 。,一、竞赛简介,（7）关于决赛“首届全国大学生基础力学实验竞赛”和“第三届江苏省大学生基础力学实验竞赛”同时进行，我省高校统一参加“首届全国大学生基础力学实验竞赛”的初赛，参加全国赛的排名，排名在40名前的院校参加“首届全国
3、大学生基础力学实验竞赛”的决赛，其余院校参加本省的决赛。,一、竞赛简介,（8）关于奖励全国赛：初赛设个人三等奖（个人特等奖、一等奖、二等奖由决赛评定），以各校参赛人数为计算基数，由省力学学会根据各校参赛人数按25%下达到各学校。,一、竞赛简介,（8）关于奖励省赛：第三届江苏省大学生基础力学实验竞赛设一等奖20%、二等奖40%，以决赛代表队队数为基数，以代表队竞赛成绩为依据。三等奖，以各校参赛人数为基数计算，获奖面为 25%，由各校按初赛成绩，从高到低评定。获奖者均可获得省竞赛组委会颁发的获奖证书等。,二、竞赛大纲,（1）实验竞赛范围理论力学静力学部分、材料力学B类,二、竞赛大纲,（2）实验竞赛
4、内容1、材料的力学性能及测试2、电测原理及测试3、实验数据处理,二、竞赛大纲,（2）实验竞赛内容1、材料的力学性能及测试,1) 常温静载拉伸、压缩试验时的力学性能 2) 标准试样 3) 低碳钢、铸铁拉伸曲线 4) 低碳钢弹性极限、比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率、颈缩现象 5) 铸铁强度极限 6) 其他金属材料拉伸曲线 7) 低碳钢、铸铁拉伸、压缩、扭转试验时的破坏现象，引起破坏原因 8) 弹性常数（弹性模量、泊松比、剪切弹性模量）,二、竞赛大纲,（2）实验竞赛内容2、电测原理及测试,1) 电阻应变片 2) 测量电桥 3) 测量电桥应用 4) 应变-应力换算,二、竞赛大纲,（2
5、）实验竞赛内容3、实验数据处理,1)误差基本概念、分类、特点 2)试验精度（精密度、准确度、精确度） 3)一元线性回归（端值法、平均值法、最小二乘法）、测量电桥应用,II 材料的力学性能及测试,一、竞赛要求及内容,（1）实验材料,低碳钢、铸铁及其他金属材料,（2）实验类型,拉伸、压缩及扭转,（3）竞赛内容,实验曲线、实验条件、实验试样、强度指标、塑性指标、弹性常数 、实验现象及原因、实验结果处理等,一、竞赛要求及内容,本标准规定了金属材料拉伸试验方法的原理、定义、符号和说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、性能测定、测定结果数值修约和试验报告。,（4）实验标准,竞赛：金属材料室温拉伸试验
6、方法GB/T 228-2002,教材：金属拉伸试验方法 GB/T 228-1987,一、竞赛要求及内容,（4）实验标准,GB/T 228-2002与GB/T 228-1987的主要差异：1) 定义和符号2) 试样3) 试验要求4) 性能测定方法 5) ,二、拉伸实验,（1）实验设备,对试样施加载荷的万能材料试验机,电子式,二、拉伸实验,（1）实验设备,对试样施加载荷的万能材料试验机。,液压式,二、拉伸实验,（1）实验设备,对试样施加载荷的万能材料试验机。,电子式、液压式、机械式、电液式 要求达到试验机检定1级精度或更高精度。,引伸计：一种精度高、放大倍数大的长度测量仪。 常用的有电子式、机械式
7、。 主要用于测定微小变形下的力学性能指标。,（2）实验条件,温度：室温一般，10C 35C；对温度要求严格，23C5C。,速度（率）：应变速率约0.0001/s 0.01/s,二、拉伸实验,（3）定义与术语,1) 标距 测量伸长用的试样圆柱部分的长度。（a）原始标距(L0) ：施力前的试样标距。（b）断后标距(Lu) ：试样断裂后的标距。 2) 平行长度(Lc) 试样两头部或两夹持部分(不带头试样)之间平行 部分的长度。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,二、拉伸实验,（3）定义与术语,3) 伸长试验期间任一时刻原始标距(L0) 的增量。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,4)伸长率原始标距的伸长
8、与原始标距(L0) 之比的百分率。（a）断后伸长率(A) ：断后标距的残余伸长(Lu- L0) 与原始标距(L0) 之比的百分率。（b）断裂总伸长率 (A t) ：断裂时刻原始标距的总伸长(弹性伸长加塑性伸长)与原始标距(L0) 之比的百分率。（c）最大力伸长率：最大力时原始标距的伸长与原始标距(L0) 之比的百分率。最大力总伸长率(Agt) 和最大力非比例伸长率(Ag),二、拉伸实验,（3）定义与术语,4)伸长率 / 断后伸长率(A) / 断裂总伸长率 (A t) / 最大力总伸长率(Agt) / 最大力非比例伸长率(Ag),二、拉伸实验,（3）定义与术语,5) 引伸计标距(Le) 用引伸计
9、测量试样延伸时所使用试样平行长度 部分的长度。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,6) 延伸试验期间任一给定时刻引伸计标距(Le) 的增量。（a）残余延伸率：试样施加并卸除应力后引伸计标距的延伸与引伸计标距(Le) 之比的百分率。（b）非比例延伸率 ：试验中任一给定时刻引伸计标距的非比例延伸与引伸计标距(Le) 之比的百分率。（c）总延伸率：试 验 中 任一时刻引伸计标距的总延伸(弹性延伸加塑性延伸)与引伸计标距(I,)之比的百分率。（d）屈服点延伸率(Ae) ：试样从屈服开始至屈服阶段结束之间，引伸计标距的延伸与引伸计标距(Le) 之比的百分率。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,7) 断面收缩
10、率(Z) 断裂后试样横截面积的最大缩减量(S0 -Su)与原 始横截面积(S0)之比的百分率。 8) 最大力 (Fm)试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。对无明显 屈服(连续屈服)的金属材料，为试验期间的最大力。 9) 应力 试验期间任一时刻力除以试样原始横截面积(S0)之商。（a） 抗拉强度(Rm) ：相应最大力(Fm)的应力。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,9) 应力 试验期间任一时刻力除以试样原始横截面积(S0)之商。（a） 抗拉强度(Rm)：相应最大力(Fm)的应力。（b） 屈服强度：当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。,二、拉伸实验,a)上屈服强
11、度(ReH):试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。b)下屈服强度(ReL):在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。,（3）定义与术语,二、拉伸实验,（3）定义与术语,二、拉伸实验,（3）定义与术语,二、拉伸实验,（3）定义与术语,二、拉伸实验,（3）定义与术语,9) 应力 试验期间任一时刻力除以试样原始横截面积(S0)之商。（c）规定非比例延伸强度 (Rp)：非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。 例如：Rp0.2 ，表示规定非比例延伸率为0.2%时的应力。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,9) 应力 试验期间任一时刻力除以试样原始横截面积(S0)之商。（d）规定总延伸强度 (
12、Rt)：总延 伸率 等于规定的引伸计标距百分率时的应力。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,9) 应力 试验期间任一时刻力除以试样原始横截面积(S0)之商。（e）规定残余延伸强度(Rr)：卸除 应 力 后残余延伸率等于规定的引伸计标距(Le)百分率时对应的应力。例如：Rr0.2 ，表示规定残余延伸率为0.2%时的应力。,二、拉伸实验,（3）定义与术语,9) 应力,二、拉伸实验,（3）定义与术语,10) 主体符号规律 标距、长度：L截面积：S强度：R断面收缩率：Z规定残余延伸率：伸长率及延伸率：A,二、拉伸实验,（4）拉伸试样,1)试样形状试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。,二、拉伸实验,2)试样尺寸,
