《工程力学与结构》实验教学大纲
Engineering Mechanics and Structure
学时：90学时； 学分：6学分
实验个数：4个 课程性质：必修
课程代码：BB112304 适用专业：建环
大纲执笔人：戴景军 大纲审定人：刘福胜
一、实验课的性质与任务
工程力学与结构实验为附属于工程力学与结构课程实验。材料的力学性能需要通过实验来验证或测定，为了正确地测定材料力学性能，实验室必须依据国家标准，按照标准化的程序进行；对于验证理论的试验，是将实际问题抽象为理想模型，再根据假设导出一般性公式，是研究工程力学的基本方法，但是这些简化与假设是否正确，理论公式是否能在假设中应用，需要用实验来验证；此外对于实际工程构件力学性能的研究也必须通过实验应力分析进行检验。
二、实验目的与要求
工程力学与结构实验是工程力学与结构课程教学中的重要环节，是培养学生理论联系实际、独立思考以及创新能力的主要手段，同时培养学生的动手能力、分析问题的能力以及严肃认真、实事求是的科学态度。通过实验环节的学习与训练，使学生掌握测定材料力学性能的基本知识、基本技能和基本方法，并掌握相应仪器设备的使用方法。学生按照实验指导书和任课教师介绍的方法完成各项实验内容，客观认真地将实验数据填入实验报告。
（一）拉压实验目的：
(1) 测定低碳钢在拉伸时的强度指标和塑性指标，绘制拉伸曲线，观察低碳钢拉伸实验过程中的各种现象；测定铸铁的拉伸强度极限；比较两种材料拉伸破坏实验的力学性能；
（2）测定低碳钢在压缩时的屈服极限和铸铁在压缩时的强度极限，观察两种材料在压缩时的变形和破坏现象，并进行比较、分析原因。
（二）测定低碳钢弹性模量实验目的
在比例极限内验证虎克定律，测定弹性模量；学习拟定实验加载方法，掌握用实验验证理论的方法。
（三）扭转实验目的
测定低碳钢的剪切屈服极限和强度极限；测定铸铁的剪切强度极限；观察两种材料的得变形现象和破坏形式；
（四）纯弯曲实验
测定梁在纯弯曲时横面上正应力大小和分布规律，验证正应力计算公式，掌握电测法基本原理。
三、实验项目及内容提要
| 工程力学与结构实验 （BB112004） | |||||||||
| 序号 | 实验名称 | 学时 | 必开 | 选开 | 实验类型 | 内容提要 | |||
| 验 证 性 | 基本 操作 | 综 合 性 | 设 计 性 | ||||||
| 1 | 拉伸、压缩实验 | 2 | √ |
| √ |
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| 学习万能材料试验机的使用方法，测定铸铁和低碳钢在拉、压时的力学性能。 |
| 2 | 测定弹性模量实验 | 1 | √ |
| √ |
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| 用变形法测定低碳钢的弹性模量 |
| 3 | 扭转实验 | 1 | √ |
| √ |
|
|
| 学习扭转试验机的使用方法，测定铸铁和低碳钢在扭转时的力学性能。 |
| 4 | 纯弯曲实验 | 2 | √ |
| √ |
|
|
| 学习电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法，测定梁纯弯曲时横面上正应力分布规律。 |
四、实验报告的格式
压缩实验报告
实验组别 系 专业 班 组 实验者姓名
实验日期 年 月 日 实验室温度
一、实验目的
二、实验设备
机器型号名称 选择量程：钢 kN 精度 kN
铸铁 kN 精度 kN
测试件尺寸的量具名称： 精度 mm
三、实验数据和计算结果
拉伸实验报告
实验组别 系 专业 班 组 实验者姓名
实验日期 年 月 日 实验室温度
一、实验目的
二、实验设备
机器型号名称 选择量程：钢 kN 精度 kN
铸铁 kN 精度 kN
测试件直径的量具名称： 精度 mm
测试件长度的量具名称： 精度 mm
三、实验数据和计算结果
测定弹性模量实验报告
实验组别 系 专业 班 组 实验者姓名
实验日期 年 月 日 实验室温度
一、实验目的
二、实验设备
机器型号名称 选择量程：钢 kN 精度 kN
测试件尺寸的量具名称： 精度 mm
三、实验数据及处理
扭转实验报告
实验组别 系 专业 班 组 实验者姓名
实验日期 年 月 日 实验室温度
一、实验目的
二、实验设备
机器型号名称 选择量程：钢 Nm 精度 Nm
铸铁 Nm 精度 Nm
测试件直径的量具名称： 精度 mm
三、实验数据和计算结果
纯弯曲梁正应力实验报告
实验组别 系 专业 班 组 实验者姓名
实验日期 年 月 日 实验室温度
一、实验目的
二、实验设备
仪器型号名称 精度 με
量具名称： 精度 mm
三、实验数据和计算结果
梁试件的截面尺寸h b (mm)
支座与力作用点的距离a (mm)
弹性摸量E MPa
各点到中性层的位置y1 y2 y3 y4 y5
五、本课程考核方式、方法及实验成绩评定方法
| 编码 | 实践环节名称 | 考核单元名称 | 考核 内容 | 考核 方法 | 考核标准 | 负 责 单 位 |
| BB112004 | 工 程 力 学 与 结 构 实 验 | 实验 态度 | 实验态度、实验纪律 | 考勤、和实验过程 | 出勤，实验态度认真，严格遵守实验纪律和操作规程。
不合格：未达到上述要求 | 工程力学系 |
| 实验 报告 | 实验报告质量 | 检查 批改 | 合格：实验报告内容全面，书写认真，格式正确，报告装订规范，实验结果正确。
不合格：未达到上述要求 | 工程力学系 |
六、实验应配套的主要仪器设备及台（套）数（以一个实验教学班为标准）
1．拉压实验：液压式万能材料实验机2~3台；游标卡尺2~4只。
2．扭转实验：扭转实验机2~3台，游标卡尺2~4只。
3．弯曲实验：梁的弯曲万能实验台或万能实验机2~3台，游标卡尺、钢尺2~4只，YJD-1型电阻应变仪和预调平衡箱各4台。
附：教学参考书目
1.材料力学 中国水利水电出版社 戴景军 2009.7
2.材料力学 清华大学出版社 范钦珊 殷雅俊 2004.9
3.材料力学 高等教育出版社 刘鸿文 2004.9
4材料力学 中国农业出版社 张良成 2003.8
5.材料力学实验 中国矿业大学出版社 王泉祥 1995.3
6.材料力学实验 内蒙古农业大学 赵占彪 1999.12