课程中文名称：工程力学

课程英文名称：Engineering Mechanics    ‘

课程编码：MECH2321

课程学分：3.5／4

实验学时：6

适用专业：测控技术与仪器、建筑环境与设备工程专业

先修课程：大学物理、高等数学

开课学院：航天航空学院

开课学期：第3、4学期

教材及实验指导书：《工程动力学实验》，张克猛主编，西安交通大学出版社，2002年.

                   《材料力学实验》，侯德门、赵挺、殷民、丁春华、黄莺编著，西安交通大学出版社，

                    2011年2月.

一、实验课程简介

本实验课程结合理论教学内容，主要包括三个综合性实验内容：低碳钢拉伸实验和灰铸铁拉伸与压缩实验，低碳钢和灰铸铁的扭转实验，工程结构构件内力测量实验，让学生掌握获取材料机性质的实验方法和设备，了解掌握应变计的机电变换原理及静态电阻测力仪的使用方法。实验课以学生自己动手为主，教师现场指导。共计6个学时。

二、实验课性质、目的和任务

性质：课程内实验。

目的：让学生亲身接受工程实际问题，从而加深对理论联系实际的了解与认识。

任务：培养学生的动手能力和分析问题、解决问题能力，并了解力学量的基本测试分析方法。

三、实验课教学基本要求

1．认真进行课前准备：实验课前认真预习相关实验指导内容。了解实验原理、仪器性能、操作规范、注意事项等。

2．认真对待实验过程：认真遵守实验规则，严格执行操作规程；同组分工明确，团结协作，积极动手，轮换操作；认真把握各个实验环节，准确无误测得各项实验数据。

3．按时完成实验报告：实验报告内容全面，真实有效，格式规范，字迹工整，有理有据，图文并茂。

四、实验教学的内容与基本要求

1．实验项目名称：材料力学拉伸与压缩性能试验

实验目的：

(1)测定低碳钢材料拉伸时的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率；

(2)测定灰铸铁材料拉伸和压缩时的强度极限；

(3)观察拉伸和压缩试验过程中的各种现象，绘制拉伸和压缩特性图；

(4)观察、分析试样破坏断口特征。

教学基本要求：拉伸和压缩特性图及其特性点，强度指标和塑性指标，低碳钢和灰铸铁两种材料试样的断口特征、破坏的原因。

实验内容提要：拉伸是材料力学试验中最基本、最重要的试验之一，它不仅可以测定材料在常温、静变形条件下的强度、塑性等力学性能指标，而且由此结果还能推断出材料在其它变形方式下的一些性能。压缩试验可以测定材料在常温、静变形条件下的强度、塑性等力学性能指标，常用于测定脆性材料的力学性能。

实验类型：综合性实验

必修或选修：必修

使用的主要仪器：电子万能试验机、液压屏显万能试验机。

2．实验项目名称：材料力学扭转性能试验

实验目的：

(1)测定灰铸铁材料的扭转强度极限τb 。

(2)测定低碳钢材料的扭转屈服极限τs及扭转条件强度极限τb 。

(3)观察比较灰铸铁和低碳钢两种材料在扭转变形过程中的现象及其破坏形式特征，并对试样断口进行分析。

教学基本要求：扭转图及其特性点，强度指标指标，低碳钢和灰铸铁两种材料试样的断口特征、破坏的原因。

实验内容提要：扭转试验与其它力学性能试验相比具有以下特点：由于试样处于纯剪切应力状态，从试验开始直到试样破坏为止，从宏观角度看其扭转变形在试样整个长度上始终是均匀进行的，可以使试样实现大的均匀塑性变形，且不产生拉伸过程中的“颈缩”现象（如低碳钢等材料）或压缩过程中的“鼓形状”效应，从而使我们能很好地测定那些高塑性材料直至断裂前的形变能力和抗扭转应力，以及它们之间的关系。扭转试验可以明显地区别金属最终断裂方式是正应力引起的拉伸断裂还是切应力引起的剪切破坏，并可根据试样断口形状特征来判断产生破坏的原因,无论对塑性材料还是脆性材料，通过拉伸、压缩和扭转试验结果综合评定，即可客观、全面地反映有关材料各种力学性能指标，揭示其形变、抗力和断裂等力学行为的特点。因此，扭转试验是评定材料力学性能的重要且不可或缺的试验方法之一。

实验类型：综合性实验

必修或选修：必修

使用的主要仪器：电子扭转试验机

3．实验项目名称：工程结构构件内力测量

实验目的：通过对不同连接方式的工程结构施加不同的载荷，测量各构件所受的内力值；将试验值与相同材料和尺寸的理想桁架杆件内力的理论计算值分析比较，以加深对实际工程结构力学建模合理性的认识；了解掌握应变计的机电变换原理及静态电阻测力仪的使用方法。

教学基本要求：实验技能+实验报告。

实验内容提要：正确接通测量电桥并预调平衡；对铰接、铆接、焊接三种不同连接方式的工程结构施加三种不同数值的载荷，各测量三个构件的内力值；整理测试结果，通过相互比较、与理想情况下的理论计算值比较，进行误差分析。

实验类型：综合性

必修或选修：必修

使用的主要仪器：JLC．1工程结构内力测试台、电阻应变计、CZL-YB-22D拉力传感器、静态电阻测力仪。

五、实验成绩的考核与评定办法

实验考核40％+实验报告60％

大纲制定者：张克猛(执笔)

大纲校对者：王一兵

大纲审定者：王一兵

大纲批准者：陈振茂