材料力学实验 学院 专业 班级 姓名 西安建筑科技大学力学实验中心 2007年1月
0 材料力学实验 学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 西安建筑科技大学力学实验中心 2007 年 1 月
实验须知 1按时进入实验室,实验进行过程中不得擅自离开;爱护实验室设备和器 2在实验前,应认真习与本次实验有关的内容,包括所使用机器的构造原理,重点掌握实 验原理,写出实验预习报告,在实验中应认真观察、记录实验数据; 3.实验前应带上计算器,铅笔,铋笔或珠笔,三角板和橡皮,以便在实验中使用 4实验准备就绪后,请老检查认可后方能进行实验佥;实佥分组进行,相互配冾合完成实验內 容,注意从仪器上读取测试数据的单位和实验佥报告中要求的计算单位相致; 5材料力学实验报告应认真独立完成,并按老定的时间由班茡委统收齐并在学院教学 版领—份成绩眸空表交到小学实验邨心办公室,实验成绩在该门理论课中占定的比例 6实验完毕,测得的实验数据原始记经指导老检查签字认可后,将实验装置恢复原状, 布置整齐,打扫室内卫生后方可窝开; 7力学实验室对全校学生开放,同学们根据自己的凊况可选故规定的实验项目,或自选枺料 力学实验项目到实验室登记,实验室根据具体青兄给以合理安排 实验报告书写要求 实验报告是实验者交出的实验成果,是对本次实验的总结。实验报告包含下列内容 1实验名称、实验日期、实验者及同组人员的姓名 2.实验目的,实验装置应画出简图;使用机器和仪表的名称、型号、精度、量程等 3.在实验报告中必须有原始数据记录。数据必须注明单位,要注意仪器的精度和有效数 字,一般情况下,仪器的最小刻度代表仪器的精度,在多次测量同物理量时,可取 测量结果的算术平均值作为该物理量的具体值,在材料力学实验中,一般可保留小数 点后两位有效数字; 4.在计算中所用到的公式必须明确列出,并理解公式各符号所代表的意义 5实验报告的最后部分应对实验结果进行分析,并回答思考题。 序言 材料力学是研究物体承载能力的一门学科,这门学科在理论研究过程中,需要与 实验紧密配合。材料力学的许多理论模型和公式是建立在将真实材料,实际结构理想 化的基础上,因此这些结论和公式是否正确,只有通过实验验证才能判定,而理论分 析模型的建立也常常需借助实验来获得。在进行结构设计时,物体的强度,刚度和稳
0 实验须知 1.按时进入实验室，实验进行过程中不得擅自离开；爱护实验室设备和仪器； 2.在实验前，应认真预习与本次实验有关的内容，包括所使用机器的构造原理，重点掌握实 验原理，写出实验预习报告，在实验中应认真观察、记录实验数据； 3.实验前应带上计算器，铅笔，钢笔或圆珠笔，三角板和橡皮，以便在实验中使用； 4.实验准备就绪后，请老师检查认可后方能进行实验；实验分组进行，相互配合完成实验内 容，注意从仪器上读取测试数据的单位和实验报告中要求的计算单位相一致； 5.材料力学实验报告应认真独立完成，并按老师规定的时间由班学委统一收齐并在学院教学 版领一份成绩单空表交到力学实验中心办公室，实验成绩在该门理论课中占一定的比例； 6.实验完毕，测得的实验数据原始记录经指导老师检查签字认可后，将实验装置恢复原状， 布置整齐，打扫室内卫生后方可离开； 7.力学实验室对全校学生开放，同学们根据自己的情况可选做规定的实验项目，或自选材料 力学实验项目到实验室登记，实验室根据具体情况给以合理安排。 实验报告书写要求 实验报告是实验者交出的实验成果，是对本次实验的总结。实验报告包含下列内容： 1.实验名称、实验日期、实验者及同组人员的姓名； 2.实验目的，实验装置应画出简图；使用机器和仪表的名称、型号、精度、量程等； 3.在实验报告中必须有原始数据记录。数据必须注明单位，要注意仪器的精度和有效数 字，一般情况下，仪器的最小刻度代表仪器的精度，在多次测量同一物理量时，可取 测量结果的算术平均值作为该物理量的具体值，在材料力学实验中，一般可保留小数 点后两位有效数字； 4.在计算中所用到的公式必须明确列出，并理解公式各符号所代表的意义； 5.实验报告的最后部分应对实验结果进行分析，并回答思考题。 序 言 材料力学是研究物体承载能力的一门学科，这门学科在理论研究过程中，需要与 实验紧密配合。材料力学的许多理论模型和公式是建立在将真实材料，实际结构理想 化的基础上，因此这些结论和公式是否正确，只有通过实验验证才能判定，而理论分 析模型的建立也常常需借助实验来获得。在进行结构设计时，物体的强度，刚度和稳
定性等力学性能参数,必须由材料力学实验来取得。 在实际工程结构中,有些结构物体的几何形状,荷载和约束条件非常复杂,只有 借助于实验应力分析的方法和电测方法加以实验硏究,为理论设计奠定基础 对于毎位学习这门课程的同学,应掌握材料力学实验的基本原理和方法,对于培 养学生进行科学研究的能力、认真严肃的工作态度、分析问题和解决问题的能力都具 有十分重要的意义 全书由杨耀锋主编,王秀莲编写了§3-2,曹书文、郭雅云校对和绘制部分图片 由于编者水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者批评指正。 目录 第一章:材料力学测试设备和仪器 §1-1电子万能试验机 §1-2微机屏显液压万能材料试验机 §-3微机数控扭转试验机 §1-4机械式扭转试验机 §1-5N-100B型扭转试验机 §-6千分表 257799 §-7球铰式引伸仪 §1-8电子引伸计及其应用 §1-9电阻应变仪及其应用 §1-10测力仪及其应用 第二章:材料机械性能实验 §2-1概述 §2-2压缩实验 §2-3拉伸实验 §2-4拉伸弹性模量(E)的测定实验 §2-5扭转实验 §2-6剪切弹性模量(G)的测定实验 002223578022 第三章:电测应力实验 §3-1梁弯曲正应力电测实验 §3-2弯曲扭转组合变形时的主应力测定 第四章选做实验 §4.1冲击实验 §42偏心受拉实验 §43材料的横向变形系数的测定
1 定性等力学性能参数，必须由材料力学实验来取得。 在实际工程结构中，有些结构物体的几何形状，荷载和约束条件非常复杂，只有 借助于实验应力分析的方法和电测方法加以实验研究，为理论设计奠定基础。 对于每位学习这门课程的同学，应掌握材料力学实验的基本原理和方法，对于培 养学生进行科学研究的能力、认真严肃的工作态度、分析问题和解决问题的能力都具 有十分重要的意义。 全书由杨耀锋主编，王秀莲编写了§3-2，曹书文、郭雅云校对和绘制部分图片。 由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。 编 者 目录 第一章：材料力学测试设备和仪器..................................................................................... 1 §1-1 电子万能试验机................................................................................................ 1 §1-2 微机屏显液压万能材料试验机........................................................................... 2 §1-3 微机数控扭转试验机......................................................................................... 5 §1-4 机械式扭转试验机............................................................................................ 7 §1-5 NJ-100B 型扭转试验机...................................................................................... 7 §1-6 千分表.............................................................................................................. 9 §1-7 球铰式引伸仪..................................................................................................... 9 §1-8 电子引伸计及其应用........................................................................................10 §1-9 电阻应变仪及其应用........................................................................................10 §1-10 测力仪及其应用...............................................................................................12 第二章：材料机械性能实验 ..............................................................................................12 §2-1 概述................................................................................................................12 §2-2 压缩实验.........................................................................................................13 §2-3 拉伸实验.........................................................................................................15 §2-4 拉伸弹性模量（E）的测定实验........................................................................17 §2-5 扭转实验.........................................................................................................18 §2-6 剪切弹性模量（G）的测定实验.......................................................................20 第三章：电测应力实验 .....................................................................................................21 §3-1 梁弯曲正应力电测实验....................................................................................21 §3-2 弯曲扭转组合变形时的主应力测定......................................................................23 第四章 选做实验.........................................................................................................24 §4.1 冲击实验............................................................................................................24 §4.2 偏心受拉实验.....................................................................................................26 §4.3 材料的横向变形系数的测定................................................................................27
§44压杆稳定临界力测定 4.5疲劳示范实
2 §4.4 压杆稳定临界力测定...........................................................................................27 §4..5 疲劳示范实验....................................................................................................29
第一章:材料力学测试设备和仪器 §1-1电子万能试验机 材料试验机是对试件或模型施加载荷的专用设备。试验机按施加载荷的性质可分为静载 试验机和动载试验机。按施加载荷的形式又可分为拉力、压力、扭转等材料试验机。如果 台试验机可以兼做拉力、压力、弯曲等多种试验,则称为万能材料试验机。图1-1为电子万 能试验机的简图 1.11主机构造原理 主机的结构组成主要有负荷机架、传动系统、夹持系统与位置保护装置。负荷机架由四 立柱支承上横梁与工作台板构成门式框架,两丝杠穿过动横梁两端并安装在上横梁与工作台 板之间。工作台板由两个支脚支承在底板上,且机械传动减速器也固定在工作台板上。工作 时,伺服电机驱动机械传动諴速器,进而带动丝杠传动,驱使动横梁上下移动。试验过程中 力在门式负荷框架内得到平衡。电子万能试验机的传动丝杠是采用带有消隙结构的滚珠丝杠, 负荷传感器安装在动横梁上,万向连轴节及一只拉伸夹具安装在负荷传感器上,另一只夹具 安装在上横梁上。如果做压缩或弯曲等试验时在下空间进行。安装好试件后,通过主控计算 机启动横梁驱动系统及测量系统即可完成全部试验了 1.12操作方法 1.打开计算机电源,双击桌面上的 Test Expert”图标启动试验程序。 2.打开控制器电源后方可点击“联机”按 钮,连上机后点击“启动”按钮 3.点击采单中的“文件”→点击选择工作 目录→选择相应的存储路径 4.在条件菜单里选择本次试验所用的试验 条件(所有试验条件以“.C0N”作为扩展名) 可以直接使用默认的试验条件,也可以按照试 验要求修改试验条件。点击左上角“条件C”, 点击“条件读盘”,选择相同试验名称的文件 点击“打开”,在文件名内可输入自己的试验 图1-1电子万能试验机 文件名如“拉伸试验”等,根据提示可选择相应的条件,点击上行的“计算项目”,选择需 要测试和计算的项目后通过点击“》”选填到右面,点击“试验参数输入”输入试件数量 直径和标距等,如果需要改变弹性段两点的位置,单击右边的“弹性模量”后可在左下角改 动。“控制参数”、“数据采集”、“设备参数”一般不要改动。设置完成后点击“确定” 此时设置的条件按试验名已存盘。 5.使用手动控制盒的升、降按钮慢速移动横梁到合适位置停机,以便夹持试样。将配套的 夹具安装好后,安装试件,如要测量弹性模量时将引伸计安装在试件的中部。如做压缩试验 时,先将压缩试件安装接触好,但不要加上压力 6.确保已设置好试验条件,试样已安装好,各通道清零(在各通道的数显表头上点击鼠标 右键,出一个快捷菜单,点“清零”即可),试验中途需要改变试验速度时用鼠标右击右上
1 第一章：材料力学测试设备和仪器 §1-1 电子万能试验机 材料试验机是对试件或模型施加载荷的专用设备。试验机按施加载荷的性质可分为静载 试验机和动载试验机。按施加载荷的形式又可分为拉力、压力、扭转等材料试验机。如果一 台试验机可以兼做拉力、压力、弯曲等多种试验，则称为万能材料试验机。图 1-1 为电子万 能试验机的简图。 1.1.1 主机构造原理 主机的结构组成主要有负荷机架、传动系统、夹持系统与位置保护装置。负荷机架由四 立柱支承上横梁与工作台板构成门式框架，两丝杠穿过动横梁两端并安装在上横梁与工作台 板之间。工作台板由两个支脚支承在底板上，且机械传动减速器也固定在工作台板上。工作 时，伺服电机驱动机械传动减速器，进而带动丝杠传动，驱使动横梁上下移动。试验过程中， 力在门式负荷框架内得到平衡。电子万能试验机的传动丝杠是采用带有消隙结构的滚珠丝杠， 负荷传感器安装在动横梁上，万向连轴节及一只拉伸夹具安装在负荷传感器上，另一只夹具 安装在上横梁上。如果做压缩或弯曲等试验时在下空间进行。安装好试件后，通过主控计算 机启动横梁驱动系统及测量系统即可完成全部试验了。 1.1.2 操作方法 1．打开计算机电源，双击桌面上的 “TestExpert”图标启动试验程序。 2．打开控制器电源后方可点击“联机”按 钮，连上机后点击“启动”按钮。 3．点击采单中的“文件”→点击选择工作 目录→选择相应的存储路径。 4．在条件菜单里选择本次试验所用的试验 条件(所有试验条件以“.CON”作为扩展名), 可以直接使用默认的试验条件,也可以按照试 验要求修改试验条件。点击左上角“条件C”， 点击“条件读盘”，选择相同试验名称的文件， 点击“打开”，在文件名内可输入自己的试验 图1-1 电子万能试验机 文件名如“拉伸试验”等，根据提示可选择相应的条件，点击上行的“计算项目”，选择需 要测试和计算的项目后通过点击“》”选填到右面，点击“试验参数输入”输入试件数量、 直径和标距等，如果需要改变弹性段两点的位置，单击右边的“弹性模量”后可在左下角改 动。“控制参数”、“数据采集”、“设备参数”一般不要改动。设置完成后点击“确定”， 此时设置的条件按试验名已存盘。 5．使用手动控制盒的升、降按钮慢速移动横梁到合适位置停机,以便夹持试样。将配套的 夹具安装好后，安装试件，如要测量弹性模量时将引伸计安装在试件的中部。如做压缩试验 时，先将压缩试件安装接触好，但不要加上压力。 6．确保已设置好试验条件,试样已安装好，各通道清零（在各通道的数显表头上点击鼠标 右键，出一个快捷菜单，点“清零”即可），试验中途需要改变试验速度时用鼠标右击右上
角的速度窗口更改试验速度(中途变速时要左击向下箭头才起作用)。 7.在主界面左侧点击“试验”按钮或点击工具条上的开始试验按钮进行实验,直到结束 8.图形和结果处理:实验结束后确认本次实验有效,测试结果就显示在屏幕上,如果需要 修改时可点击“单曲线图案”→点击文件→点击“读曲线”→点击本次的试验名→点击“打 开”,此时测试数据和曲线显示出来,可点击右键,选择需要项目进行编辑,标注后可保存 为bm文件。选择“打印”,点击本次的试验名称,→点击“打开”,选择“力-位移”或“力 变形”曲线等,点击“打印预览”,生成报告满意后直接进行打印即可:或在打印预览后点 击“word输出”生成可改写的word文档,→在报告下方点击右键,点击“粘贴”即可将曲线 复制进去,然后可打印或存盘 9.如果继续做其它试样的试验,请返回步骤4。 10.完成实验数据处理后,点击“制动”按钮,关闭控制器的电源,点击“文件”→点击 退出”,关闭计算机电源。 1.13注意事项: 如果没有夹试样启动了试验程序,或出现其它错误,请按结束试验按钮后按上述步骤重做。 §1-2微机屏显液压万能材料试验机 121构造原理 上複樂 微机屏显液压万能材料 试验机由主机加载部分如图 固定立相活动丝杠 1-2右边部分、油源控制部分 如图1-2中间部分和计算机测 量系统组成,试验机采用手动 油门加(卸)载,计算机自动 采集数据和数据处理,系统组 「傲机系统 源 活动平台 成框图如图1-2所示。在试验 机主机底座上安装有工作油 缸,活动平台与上横梁通过两 1-2试验系统组成框图 个固定立柱组成一个刚体加力框架,在试验机底座上安装有滚珠丝杠,电机带动滚珠丝杠转 动时,可使下横梁产生向上(下)位移,空载时可调整试验空间,当油泵向工作油缸进油时 活塞向上运动,顶起活动平台(及加力框架)向上运动,使上下横梁之间距离增大,即可在 上、下钳口之间进行拉伸实验,同一原理在上、下承台之间可做压缩实验、剪切实验和三点 弯曲实验等。在主机的上、下横梁上安装有液压夹紧钳口,是通过控制盒上的按键开关来实 现试样的“夹紧”或“松开”,此动作的实现必须是在油泵工作前提下才能进行。115室压力 传感器装在回油阀体上,112室压力传感器装在活塞顶上用来实现对试验力值的测量,光电 编码器装在主机机座上,用来测量活动平台位移,变形传感器是用来精确测量试件标距内伸 长的装置(在拉伸弹性阶段内测弹性模量E用),用皮筋或弹簧夹将变形传感器固定在拉伸试 件的工作段上,三个传感器分别将力、位移和试件变形转换成电信号,经放大器放大和A 转换后在微机屏幕上显示出负荷,位移和变形的值,分别实时显示各种曲线和计算结果等 1.2.2操作方法(适应于115室机器) 1.测量试件尺寸 2.关闭送、回油阀手轮,启动试验机主机油泵,缓慢打开送油阀使活动平台上升5mm左
2 角的速度窗口更改试验速度（中途变速时要左击向下箭头才起作用）。 7．在主界面左侧点击“试验”按钮或点击工具条上的开始试验按钮进行实验，直到结束。 8．图形和结果处理：实验结束后确认本次实验有效，测试结果就显示在屏幕上，如果需要 修改时可点击“单曲线图案”→点击文件→点击“读曲线”→点击本次的试验名→点击“打 开”，此时测试数据和曲线显示出来，可点击右键，选择需要项目进行编辑，标注后可保存 为bmp文件。选择“打印”，点击本次的试验名称，→点击“打开”，选择“力-位移”或“力 -变形”曲线等，点击“打印预览”，生成报告满意后直接进行打印即可；或在打印预览后点 击“word输出”生成可改写的word文档，→在报告下方点击右键，点击“粘贴”即可将曲线 复制进去，然后可打印或存盘。 9．如果继续做其它试样的试验, 请返回步骤4。 10．完成实验数据处理后，点击“制动”按钮，关闭控制器的电源，点击“文件”→点击 “退出”，关闭计算机电源。 1.1.3 注意事项： 如果没有夹试样启动了试验程序,或出现其它错误，请按结束试验按钮后按上述步骤重做。 §1-2 微机屏显液压万能材料试验机 1.2.1 构造原理 微机屏显液压万能材料 试验机由主机加载部分如图 1-2 右边部分、油源控制部分 如图 1-2 中间部分和计算机测 量系统组成，试验机采用手动 油门加（卸）载，计算机自动 采集数据和数据处理，系统组 成框图如图 1-2 所示。在试验 机主机底座上安装有工作油 缸，活动平台与上横梁通过两 1-2 试验系统组成框图 个固定立柱组成一个刚体加力框架，在试验机底座上安装有滚珠丝杠，电机带动滚珠丝杠转 动时，可使下横梁产生向上（下）位移，空载时可调整试验空间，当油泵向工作油缸进油时 活塞向上运动，顶起活动平台（及加力框架）向上运动，使上下横梁之间距离增大，即可在 上、下钳口之间进行拉伸实验，同一原理在上、下承台之间可做压缩实验、剪切实验和三点 弯曲实验等。在主机的上、下横梁上安装有液压夹紧钳口，是通过控制盒上的按键开关来实 现试样的“夹紧”或“松开”，此动作的实现必须是在油泵工作前提下才能进行。115 室压力 传感器装在回油阀体上，112 室压力传感器装在活塞顶上,用来实现对试验力值的测量，光电 编码器装在主机机座上，用来测量活动平台位移，变形传感器是用来精确测量试件标距内伸 长的装置（在拉伸弹性阶段内测弹性模量 E 用），用皮筋或弹簧夹将变形传感器固定在拉伸试 件的工作段上，三个传感器分别将力、位移和试件变形转换成电信号，经放大器放大和 A/D 转换后在微机屏幕上显示出负荷，位移和变形的值，分别实时显示各种曲线和计算结果等。 1.2.2 操作方法 （适应于 115 室机器） 1．测量试件尺寸； 2．关闭送、回油阀手轮，启动试验机主机油泵，缓慢打开送油阀使活动平台上升 5mm 左
右时关闭送油阀,调整好拉伸(或压缩)空间,安装好试件 3.接通计算机电源,点击“ Max test主程序”,即进入试验程序界面,如图1-3所示 4.计算机界面操作:点击右上角“数据板”右边试验标准按钮“ⅴ”,屏幕将出现“金属 材料室温拉伸实验(GB228-87)和(GB228-2002)”;“金属材料压缩实验(GB7314-87)”;“金 (B429钢筋拉伸实验图甲哪我 (建工版)”等信息,根据自己所作的 000.0 000.0 实验内容进行选项点击后,屏幕右边 将出现数据板工具栏,如图14所示 受形时 图1-4从左到右符号的功能为: 新建:调出新建试样信息窗口,这是 实验开始的第一步;打开:调出历史 里之 数据:保存为数据库格式:以数据格 式将测试曲线或者用户对数据的任何 开始FS 改动存盘:保存为文件格式:以文本 文件格式将测试曲线或者用户对数据 图1-3试验程序界面 的任何改动存盘:删除当前记录:删除当前这条数据,删除的数据都无法恢复,所以请慎重 操作;删除全部打开的数据:将数据板上显示的所有数虽圖目X凶舀 据全部删除,删除的数据都无法恢复,所以请慎重操 作;打印:将当前记录数据以设置好的报表格式打印。 图1-4数据板工具栏 例如选择拉伸实验时,右边出现一个需填写实验信息的表格,可通过点击“数据板”上 的“新建”按钮,屏幕将出现如图1-5的表格,该表格左边可根据实验内容用汉字输入法逐 行填写:也可点击右边“试件模板”栏已做过并保存到“试件模板栏”的相同试件信息后, 计算机自动将原来已建的相同试件信息直接填入左边表格内,个别信息行也可进行修改。现 以新建为例进行重新输入,试件批号栏可填写“拉伸实验”;试件编号可填写1-1:实验日期 自动生成,实验人:“学生名”;试件形状可通过点击右边“V”按钮进行选择圆材:尺寸(mm) 根据实测填写:S。(mm2)自动生成 La(mm)填写测变形时所使用的引伸计的 号:「拉仲买验 拉伸实验 标距为50mm。表格填写完成后,点击减则m31 中间“新建”按扭,如果做两个以上相 同试件实验时,可连续点击相同数据的 面积m2):78.5 新建”按钮,下面将出现成批的新建原始标距:「s0 保存模板」 实验信息,也可进行个别修改后按右下 角的“确定”按钮来确认,或按“取消” 到一 按扭来作废,如果相同内容实验较多时, 可点击右中“保存模板(s)”按钮,将「赈加记录方x 该表格信息作为固定模板保存,便于下 次使用。点击“确认”按钮后,实验的 图1-5实验信息表 信息就已输入到开始时的“数据板”表格内了。 5.点击左上角“模式”按钮键,进入“试验操作”,试验力选择30kN档,变形(采用变形传 感器)选择0.5mm档,开始时,力和变形均选最小量程以保证测量精度,实验过程中,计算
3 右时关闭送油阀，调整好拉伸（或压缩）空间，安装好试件； 3．接通计算机电源，点击“Max Test 主程序”，即进入试验程序界面，如图 1-3 所示。 4．计算机界面操作：点击右上角“数据板”右边试验标准按钮“▼”，屏幕将出现“金属 材料室温拉伸实验（GB228-87）和（GB228-2002）”；“金属材料压缩实验（GB7314-87）”；“金 属材料弯曲实验（三点） （GB/T14452-93）”；“钢筋拉伸实验 （建工版）”等信息，根据自己所作的 实验内容进行选项点击后，屏幕右边 将出现数据板工具栏，如图 1-4 所示。 图 1-4 从左到右符号的功能为： 新建：调出新建试样信息窗口，这是 实验开始的第一步；打开：调出历史 数据；保存为数据库格式：以数据格 式将测试曲线或者用户对数据的任何 改动存盘；保存为文件格式：以文本 文件格式将测试曲线或者用户对数据 图 1-3 试验程序界面 的任何改动存盘；删除当前记录：删除当前这条数据，删除的数据都无法恢复，所以请慎重 操作；删除全部打开的数据：将数据板上显示的所有数 据全部删除 ，删除的数据都无法恢复，所以请慎重操 作；打印：将当前记录数据以设置好的报表格式打印。 图 1-4 数据板工具栏 例如选择拉伸实验时，右边出现一个需填写实验信息的表格，可通过点击“数据板”上 的“新建”按钮，屏幕将出现如图 1-5 的表格，该表格左边可根据实验内容用汉字输入法逐 行填写；也可点击右边“试件模板”栏已做过并保存到“试件模板栏”的相同试件信息后， 计算机自动将原来已建的相同试件信息直接填入左边表格内，个别信息行也可进行修改。现 以新建为例进行重新输入，试件批号栏可填写“拉伸实验”；试件编号可填写 1-1；实验日期 自动生成，实验人：“学生名”；试件形状可通过点击右边“▼”按钮进行选择圆材；尺寸（mm） 根据实测填写；So（mm2）自动生成； L0(mm)填写测变形时所使用的引伸计的 标距为 50mm。表格填写完成后，点击 中间“新建”按扭，如果做两个以上相 同试件实验时，可连续点击相同数据的 “新建”按钮，下面将出现成批的新建 实验信息，也可进行个别修改后按右下 角的“确定”按钮来确认，或按“取消” 按扭来作废，如果相同内容实验较多时， 可点击右中“保存模板（s）”按钮，将 该表格信息作为固定模板保存，便于下 次使用。点击“确认”按钮后，实验的 图 1-5 实验信息表 信息就已输入到开始时的“数据板”表格内了。 5．点击左上角“模式”按钮键，进入“试验操作”，试验力选择 30kN 档，变形（采用变形传 感器）选择 0.5mm 档，开始时，力和变形均选最小量程以保证测量精度，实验过程中，计算
机会根据实验情况自动改变量程。对力、位移和变形初始清零(点击“清零”按钮):实验开 始前,左上角“破型判断”按钮应处于黄底色,以保证拉伸试件断裂后计算机会停止采样: 曲线选择“力一变形”。 6.如要测试低碳钢“拉伸弹性模量E”,则在试验开始前在试件工作段上安装好变形传感 器,但不要忘记拔出限位插销,将“取引伸计”按钮开关接通(即抬起),在实验力加到17kN 时,关闭此开关(点击一下),从试件上取下变形引伸计,此时位移传感器取代变形传感器工 作继续绘制力一位移曲线 7.点击“开始”按钮开关,缓慢打开送油阀给试件加力,加载速度请看显示屏幕模拟示力 指针或速度表,一般保持速度在05KNS左右 8.当试验结東(或试件破坏)后,如果计算机不停止采样工作时,请点击右下角“停止” 按钮,如果示力指针未回到零,缓慢打开回油阀,使力值降到零,取下试件关断油泵开关。 再进行数据分析。点击右上角“分析”按钮,对实验结果进行自动分析,采用自动分析时 在曲线上计算机会自动标出各力学量的标识符号,分析的力学量类别可在屏幕左上方“分析 板”里进行选择,在每行的左边,凡打“√”符号的表明该参数计算时以被选取,如果该项 不选时则用鼠标点击一下,“√”符号消失即可。在做拉伸实验采用自动分析时,最大力取值 很准确,而其他参数一般需要手工进行选取和标识。手工进行分析时,主要是在曲线上选好 特征值点,选点时,可点击曲线板上的选择标志点按钮,对曲线上已标注的点及符号进行移 动和撤消,可点击“曲线定位”(+)按钮,对曲线上的特征值进行重新定位后,再点击“选 择标志点”按钮,对曲线上已定位的特征值点进行重新标注,具体操作方法是:光标移到定 位点后,点击鼠标右健,屏幕上出现有关的特征值符号,进行选择后点击左键即可进行标注 标注点确定后,计算结果就已确定,下来点击右上方“数据板”内的打印机图案,即可对实 验报告进行编辑,可通过点击“新建”按钮,屏幕上出现一个“新建报表模板”,可对该表格 左边的内容进行选项后,点击“添加”按钮,可将已选的项填入实验报告内,在表格中间的 “标题栏”,如果需要可以填写实验人单位名称。点击左下方的“打印曲线”按钮后,实验曲 线将编排在实验报告下方,点击“预览”按钮,屏幕上出现实验报告和曲线图,点击上边的 打印”按钮,即可打印出实验报告。也可通过另一种简单的报告编辑方式,从“报表打印 模板”内点击相同实验内容已建好的“打印模板”格式,直接点击“打印预览”完成实验报 告的编辑工作。实验完成后,关机,将实验仪器复原。 123操作方法(适应于112室机器 1.测量试件尺寸 关闭送、回油阀手轮,启动试验机主机油泵,缓慢打开送油阀使活动平台上升5mm左右 时关闭送油阀,调整好拉伸(或压缩)空间,准备安装试件 3.启动微机,双击桌面“W”图标,进入液压万能试验机通用测控系统V1.0的主界面 4.试件参数设置 (1)在主界面上单击“试样”进入试样界面,根据表格内容进行试样参数设置 (2)根据试样截面形状选择对应形状:(3)根据所做试验试样数量输入试件数量数 (4)单击“存储”进入保存界面,在文件名栏输入试样名,单击“保存(save)”进行保存; (5)试样设置完后,单击“完成并返回”进入主界面。 5.试样安装 (1)检查控制柜上的“送油阀”和“回油阀”处于关闭状态,启动总电源和油泵
4 机会根据实验情况自动改变量程。对力、位移和变形初始清零（点击“清零”按钮）；实验开 始前，左上角“破型判断”按钮应处于黄底色，以保证拉伸试件断裂后计算机会停止采样； 曲线选择“力—变形”。 6．如要测试低碳钢“拉伸弹性模量 E”，则在试验开始前在试件工作段上安装好变形传感 器，但不要忘记拔出限位插销，将“取引伸计”按钮开关接通（即抬起），在实验力加到 17kN 时，关闭此开关（点击一下），从试件上取下变形引伸计，此时位移传感器取代变形传感器工 作继续绘制力—位移曲线。 7．点击“开始”按钮开关，缓慢打开送油阀给试件加力，加载速度请看显示屏幕模拟示力 指针或速度表，一般保持速度在 0.5KN/S 左右。 8．当试验结束（或试件破坏）后，如果计算机不停止采样工作时，请点击右下角“停止” 按钮，如果示力指针未回到零，缓慢打开回油阀，使力值降到零，取下试件关断油泵开关。 再进行数据分析。点击右上角“分析”按钮，对实验结果进行自动分析，采用自动分析时， 在曲线上计算机会自动标出各力学量的标识符号，分析的力学量类别可在屏幕左上方“分析 板”里进行选择，在每行的左边，凡打“√”符号的表明该参数计算时以被选取，如果该项 不选时则用鼠标点击一下，“√”符号消失即可。在做拉伸实验采用自动分析时，最大力取值 很准确，而其他参数一般需要手工进行选取和标识。手工进行分析时，主要是在曲线上选好 特征值点，选点时，可点击曲线板上的选择标志点按钮，对曲线上已标注的点及符号进行移 动和撤消，可点击“曲线定位”（╬）按钮，对曲线上的特征值进行重新定位后，再点击“选 择标志点”按钮，对曲线上已定位的特征值点进行重新标注，具体操作方法是：光标移到定 位点后，点击鼠标右健，屏幕上出现有关的特征值符号，进行选择后点击左键即可进行标注。 标注点确定后，计算结果就已确定，下来点击右上方“数据板”内的打印机图案，即可对实 验报告进行编辑，可通过点击“新建”按钮，屏幕上出现一个“新建报表模板”，可对该表格 左边的内容进行选项后，点击“添加”按钮，可将已选的项填入实验报告内，在表格中间的 “标题栏”，如果需要可以填写实验人单位名称。点击左下方的“打印曲线”按钮后，实验曲 线将编排在实验报告下方，点击“预览”按钮，屏幕上出现实验报告和曲线图，点击上边的 “打印”按钮，即可打印出实验报告。也可通过另一种简单的报告编辑方式，从“报表打印 模板”内点击相同实验内容已建好的“打印模板”格式，直接点击“打印预览”完成实验报 告的编辑工作。实验完成后，关机，将实验仪器复原。 1.2.3 操作方法 （适应于 112 室机器） 1．测量试件尺寸； 2．关闭送、回油阀手轮，启动试验机主机油泵，缓慢打开送油阀使活动平台上升 5mm 左右 时关闭送油阀，调整好拉伸（或压缩）空间，准备安装试件； 3．启动微机，双击桌面“W”图标，进入液压万能试验机通用测控系统 V1.0 的主界面； 4．试件参数设置 （1）在主界面上单击“试样”进入试样界面，根据表格内容进行试样参数设置； （2）根据试样截面形状选择对应形状； （3）根据所做试验试样数量输入试件数量数； （4）单击“存储”进入保存界面，在文件名栏输入试样名，单击“保存（save）”进行保存； （5）试样设置完后，单击“完成并返回”进入主界面。 5．试样安装 （1）检查控制柜上的“送油阀”和“回油阀”处于关闭状态，启动总电源和油泵
(2)将控制柜上的“操作模式”开关放在“夹紧”位置,将拉伸试样先放在上夹头的位置 搬动控制盒上夹头开关到 ,根据试样的尺寸点动控制盒上的横梁升、降开关,使横梁 向上或下移动到所合适位置,然后再将下夹头开关搬到“艹”以夹紧试件,将控制柜上的 操作模式”开关扳在“工作”位置。 (3)如进行变形测量时在试件的工作段装上变形传感器:拔掉定位销 (4)在做压缩试验时,压缩试件上、下两端通过圆形垫块与试验机加力压板相接触来实现加 压力,将压缩试件放在活动平台上的中心位置,调节活动横梁向下移动,使其间隙有2厘米 时减速,通过点动开关横梁慢速下降,间隙为lmm左右时停止,缓慢打开送油阀门,使试件 上的垫块和上压板刚好接触时关闭送油阀门,待用。 6.试验参数设置: (1)如有变形测量时,对主界面上中位置变形栏标识窗“口”进行点击选择打“√”; (2)在试验曲线下方单击“ⅴ”选择曲线类型,根据需要进行选择,在有变形测量时,选“变 形-试验力曲线”一般试验选“位移-试验力曲线”; 3)单击下中位置黄色方块“坐标”进入曲线坐标设置界面,根据需要选择试验力、位移、 变形、应力、应变和时间的最小和最大值 (4)对“试验力”,“峰值”、“位移”、“时间”进行清零,单击红色的半圆箭头小” 7.单击“试验开始”,开始试验 8.打开控制柜上的送油阀,开始缓慢给试件进行加载,同时主界面上的“试验力”,“变形” 位移”窗口开始出现相应的数值,试验曲线也开始绘制;如有变形测量时,当变形达到变 形传感器的满足程的60%时(或拉力为17KN时),可单击主界面上中变形栏的“摘除”,同 时将控制柜上的送油阀调小,快速摘除变形传感器,将试验曲线转换为“位移-试验力曲线” 继续试验 9.当试验目的达到时,可在中途关闭“送油阀”也可到试件破坏时关闭“送油阀”,并及时 单击主界面的“试验结束”,并按操作规程取下试件。 10.试验数据处理及分析 (1)试验结束后,主界面上的试验曲线变成黄色,同时下方显示出有关测试数值和计算结果 (2)根据需要可单击“标记”这时在曲线上相关位置出现标记符号,再单击“标记值”在 曲线标记符号上方出现对应的数值 3)根据需要可按主界面上的菜单可编辑打印试验报告,可通过点击左下角黄色“打开”选 择以前做的试验项目进行打印等 本试验完成后可单击“下一件”进入下一个试验或退出主界面将试验机复原 §1-3微机数控扭转试验机 1.3.1构造原理 减速机构固定夹 微机数控扭转试验机构造原理如图 1-6所示,调速电机转动通过减速箱减速后 可动夹头 路控制帕 带动可动夹头转动,试件安装在可动夹头 移动导轨 和固定夹头之间,在固定夹头上安装有扭 机座 矩传感器,扭转角通过高线数光电编码器 将转角转换成电信号,两者通过放大器放 图1-6试验系统组成框图 大和AD转换后送给计算机,如测“剪切弹性模量G”时则在试件上套入“扭角计”即可测
5 （2）将控制柜上的“操作模式”开关放在“夹紧”位置，将拉伸试样先放在上夹头的位置， 搬动控制盒上夹头开关到“ ‖ ”，根据试样的尺寸点动控制盒上的横梁升、降开关，使横梁 向上或下移动到所合适位置，然后再将下夹头开关搬到“ ‖ ”以夹紧试件，将控制柜上的 “操作模式”开关扳在“工作”位置。 （3）如进行变形测量时在试件的工作段装上变形传感器；拔掉定位销.。 （4）在做压缩试验时，压缩试件上、下两端通过圆形垫块与试验机加力压板相接触来实现加 压力，将压缩试件放在活动平台上的中心位置，调节活动横梁向下移动，使其间隙有 2 厘米 时减速，通过点动开关横梁慢速下降，间隙为 1mm 左右时停止，缓慢打开送油阀门，使试件 上的垫块和上压板刚好接触时关闭送油阀门，待用。 6．试验参数设置： （1）如有变形测量时,对主界面上中位置变形栏标识窗“口”进行点击选择打“√”； （2）在试验曲线下方单击“▼”选择曲线类型，根据需要进行选择，在有变形测量时，选“变 形--试验力曲线”一般试验选“位移--试验力曲线”； （3）单击下中位置黄色方块“坐标”进入曲线坐标设置界面，根据需要选择试验力、位移、 变形、应力、应变和时间的最小和最大值。 （4）对“试验力”，“峰值”、“位移”、“时间”进行清零，单击红色的半圆箭头“ ”； 7．单击“试验开始”，开始试验； 8．打开控制柜上的送油阀，开始缓慢给试件进行加载，同时主界面上的“试验力”，“变形”、 “位移”窗口开始出现相应的数值，试验曲线也开始绘制；如有变形测量时，当变形达到变 形传感器的满足程的 60%时（或拉力为 17KN 时），可单击主界面上中变形栏的“摘除”，同 时将控制柜上的送油阀调小，快速摘除变形传感器，将试验曲线转换为“位移--试验力曲线” 继续试验； 9．当试验目的达到时，可在中途关闭“送油阀”也可到试件破坏时关闭“送油阀”，并及时 单击主界面的“试验结束”，并按操作规程取下试件。 10．试验数据处理及分析 （1）试验结束后，主界面上的试验曲线变成黄色，同时下方显示出有关测试数值和计算结果。 （2）根据需要可单击“标记”这时在曲线上相关位置出现标记符号，再单击“标记值” 在 曲线标记符号上方出现对应的数值。 （3）根据需要可按主界面上的菜单可编辑打印试验报告，可通过点击左下角黄色“打开”选 择以前做的试验项目进行打印等。 本试验完成后可单击“下一件”进入下一个试验或退出主界面将试验机复原。 §1-3 微机数控扭转试验机 1.3.1 构造原理 微机数控扭转试验机构造原理如图 1-6 所示，调速电机转动通过减速箱减速后 带动可动夹头转动，试件安装在可动夹头 和固定夹头之间，在固定夹头上安装有扭 矩传感器，扭转角通过高线数光电编码器 将转角转换成电信号，两者通过放大器放 图 1-6 试验系统组成框图 大和 A/D 转换后送给计算机，如测“剪切弹性模量 G”时则在试件上套入“扭角计”即可测
量标距范围内的微小扭转角。扭转角传感器和扭角计两者不能同时使用,可通过主机(数显 屏背面)后面的转换开关分别接通,当该开关接通时,扭角计接通,当该开关关断时,扭转 角传感计接通。计算机可对扭矩和扭转角进行实时采样和绘制变形曲线,当实验结束后,可 对实验数据进行分析和结果打印,也可通过手动进行分析。 1.3.2操作方法( TCN-CN型) 1.检査试验机主机、计算机、打印机各部分的连线正确后,接通扭转机电源和计算机电源 进入 WINDOWS系统。 2.连机:按扭转机操作面板上的“输入”键,“功能参数”屏上出现“A”或“b”或“d” 任一个数,此时按“选点”键,可连续点按该键出现“A”即可。再按“9”(状态)键,“功 能参数”屏出现“CONN:00”,按数字键“0”和“1”,此时“功能参数”屏出现CONN: 01,再按“退出”键,此时扭转机已给计算机发出联机信号 3.按“输入”键,“功能参数”出现“A”即可(否则按“选点”键同上),再按数字键“6”, 再按“数字”键输入六个“0”,再按“退出”键,此时可使“转角”清零,也可以通过计算 机直接清零。 4.调整“力调零旋钮”使扭矩值显示为0。 用鼠标左键双击计算机显示屏上快捷扭转试验程序“ Pressuro”的图标“TCN-1000”, 屏幕出现“与低层传输联接吗”?点击“确定”按钮,屏幕显示找到通讯口为:COMI(否 则重新连机)时表示联机成功。点击“确定”按钮后,屏幕出现扭转机控制界面, WTM-CNS2000 6.点击右下角“设置”按钮键,此时出现一个试验参数设置表,点击上行扭转参数名右边 按键“V”选择原先设置好的文件名,点击该文件名后,该文件的设置参数即可填入表格内 但只能对有关参数在规定的范围内修改,试样形状(可通过点击右边按钮进行选择),输入试 件直径,“力传感器”栏输入1000Nm,“强度极限”栏输入300,“变形传感器”一栏不测G 时,选“角度”,测G时选择所使用的“扭角计”型号即可。“标距”栏根据试件而定,延伸 率极限可填扭断后最大扭角值,“停机条件”选“断裂”,“1段速度”选8度,“速度分段点” 选10度,“2段速度”选700度,设置完参数后点击“确定”键,注意:此表必须设置所有 参数,否则无效,如设置有效时,左上角状态则由“未设参数”按确定键后变为“未测数据”。 7.按“开始”键后则按预先设定速度进行实验,直到试件断裂后自动返回到0度停机或直 接点击停止按钮 8.点击右上角分析按钮,右边出现测试数据表,下边出现“重现”、“遍历”、“叠加”、“计 算”功能按钮,点击“遍历”功能按钮后,在曲线上出现一个十字坐标,通过鼠标点击数据 滑动块可使坐标点移动到曲线相应要选的位置后,点击左下角弹性段右边的下翻键“v”,可 找到屈服点、破坏点等特征值后,点击该数据框后,即可将所选特征值逐项填入。 9.点击右下角的“取消”钮,右下角出现四个功能键,点击“计算”钮,出现一个计算表 格,选择要计算的数据后,点击右边的“计算”钮,则可得到实验结果,点击“返回”按钮 10.点击上行“数据打印(P)”按钮,点击“试验报告设置”按钮,设置报告内容:也可 点击“打印输出”按键,按已设置好的报告形式直接打印实验结果,打印数据种类选择“试 验报告”点击“确定”键即可完成报告打印。 11.实验结束,可点击“角度”显示器窗下的2,进行第二个实验,也可重新点击“设置” 按钮,进行铸铁实验,方法同上
6 量标距范围内的微小扭转角。扭转角传感器和扭角计两者不能同时使用，可通过主机（数显 屏背面）后面的转换开关分别接通，当该开关接通时，扭角计接通，当该开关关断时，扭转 角传感计接通。计算机可对扭矩和扭转角进行实时采样和绘制变形曲线，当实验结束后，可 对实验数据进行分析和结果打印，也可通过手动进行分析。 1.3.2 操作方法（TCN-CN 型） 1．检查试验机主机、计算机、打印机各部分的连线正确后，接通扭转机电源和计算机电源， 进入 WINDOWS 系统。 2．连机：按扭转机操作面板上的“输入”键，“功能参数”屏上出现“A”或“b”或“d”， 任一个数，此时按“选点”键，可连续点按该键出现“A”即可。再按“9”（状态）键，“功 能参数”屏出现“CONN：00”，按数字键“0”和“1”，此时“功能参数”屏出现 CONN： 01，再按“退出”键，此时扭转机已给计算机发出联机信号。 3．按“输入”键，“功能参数”出现“A”即可（否则按“选点”键同上），再按数字键“6”， 再按“数字”键输入六个“0”，再按“退出”键，此时可使“转角”清零，也可以通过计算 机直接清零。 4．调整“力调零旋钮”使扭矩值显示为 0。 5．用鼠标左键双击计算机显示屏上快捷扭转试验程序“Presspro”的图标“TCN—1000”， 屏幕出现“与低层传输联接吗”？点击“确定”按钮，屏幕显示找到通讯口为：COM1（否 则重新连机）时表示联机成功。点击“确定”按钮后，屏幕出现扭转机控制界面，WTM-CNS2000。 6．点击右下角“设置”按钮键，此时出现一个试验参数设置表，点击上行扭转参数名右边 按键“▼”选择原先设置好的文件名，点击该文件名后，该文件的设置参数即可填入表格内， 但只能对有关参数在规定的范围内修改，试样形状（可通过点击右边按钮进行选择），输入试 件直径,“力传感器”栏输入 1000Nm，“强度极限”栏输入 300，“变形传感器”一栏不测 G 时，选“角度”，测 G 时选择所使用的“扭角计”型号即可。“标距”栏根据试件而定，延伸 率极限可填扭断后最大扭角值，“停机条件”选“断裂”，“1 段速度”选 8 度，“速度分段点” 选 10 度，“2 段速度”选 700 度，设置完参数后点击“确定”键，注意：此表必须设置所有 参数，否则无效，如设置有效时，左上角状态则由“未设参数”按确定键后变为“未测数据”。 7．按“开始”键后则按预先设定速度进行实验，直到试件断裂后自动返回到 0 度停机或直 接点击停止按钮。 8．点击右上角分析按钮，右边出现测试数据表，下边出现“重现”、“遍历”、“叠加”、“计 算”功能按钮，点击“遍历”功能按钮后，在曲线上出现一个十字坐标，通过鼠标点击数据 滑动块可使坐标点移动到曲线相应要选的位置后，点击左下角弹性段右边的下翻键“▼”，可 找到屈服点、破坏点等特征值后，点击该数据框后，即可将所选特征值逐项填入。 9．点击右下角的“取消”钮，右下角出现四个功能键，点击“计算”钮，出现一个计算表 格，选择要计算的数据后，点击右边的“计算”钮，则可得到实验结果，点击“返回”按钮。 10．点击上行“数据打印（P）”按钮，点击“试验报告设置”按钮，设置报告内容；也可 点击“打印输出”按键，按已设置好的报告形式直接打印实验结果，打印数据种类选择“试 验报告”点击“确定”键即可完成报告打印。 11．实验结束，可点击“角度”显示器窗下的 2，进行第二个实验，也可重新点击“设置” 按钮，进行铸铁实验，方法同上
