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在材料力學教學實驗中如何發(fā)揮微機控制電子試驗機的作用

更新時間:2016-03-03點擊次數(shù):3339

摘  要] 本文介紹微機控制電子試驗機在國防科大力學實驗室使用情況。對微機控制電子試驗機如何用于材料力學教學實驗作了重點講述,并介紹了使用微機控制電子試驗機進行材料力學開放性實驗的情況。
[關鍵詞] 微機控制電子試驗機  材料力學教學實驗  開放性實驗


1  前言
作為電子試驗機的第三代產品──微機控制電子試驗機,采用先進的微機控制和測量技術,實現(xiàn)全數(shù)字化及圖形顯示,它沒有控制柜,任何操作均在計算機上完成。目前在國內越來越多的高校引進微機控制電子試驗機,用于本科生材料力學教學實驗,開拓了學生的視野,但如何發(fā)揮微機控制電子試驗機在材料力學教學實驗的作用,放手讓學生自己使用還存在一定問題。
我校2003年訂購了10臺微機控制電子試驗機,用于本科生材料力學實驗教學。為滿足教學的需要,每臺試驗機除標準配置外,還配有臺階夾具、引伸計標定器、壓桿穩(wěn)定試驗裝置、激光打印機及模擬量輸入輸出接口。通過四年的教學實踐和3500多名學員操作使用,對如何使用和發(fā)揮微機控制電子試驗機在材料力學教學中的作用、培養(yǎng)學員的動手和分析問題的能力,作了一些探索。


2  材料力學實驗內容的設置
我校材料力學實驗共設置了13項實驗內容,使用微機控制試驗機的實驗占有6項,其中用電測作圖法測定金屬材料的拉伸彈性模量E、切變模量G和規(guī)定非比例延伸強度Rp0.2是我校的特色,利用試驗機自動繪制試驗曲線,教學效果更直觀。學生在實驗中可實現(xiàn)“手動”控制和“程控”控制兩種方式,特別是彈性模量和規(guī)定非比例延伸強度的測定,由學生自己安裝引伸計,試驗軟件可同時記錄力-變形和力-位移曲線,這對加快學生對所學知識的理解,提高教學實驗的質量是很有好處的。
在材料力學實驗中有三次課要使用微機控制電子試驗機:*次拉伸和壓縮試驗,學習微機控制電子試驗機操作使用,采用“手動”控制方式,繪制力-位移曲線,測定低碳鋼的上屈服強度ReH、下屈服強度ReL、抗拉強度Rm、斷后伸長率A和A11.3、斷面收縮率Z及鑄鐵的抗拉強度Rm,觀察材料屈服時出現(xiàn)的滑移線、驗證卸載定律和觀察材料的冷作硬化現(xiàn)象。第二次彈性模量和規(guī)定非比例延伸強度的測定,采用“程控”控制方式,繪制力-變形曲線,驗證胡克定律、測定低碳鋼和硬鋁材料的彈性模量E和規(guī)定非比例延伸強度Rp0.2、觀察材料屈服后產生的滯后現(xiàn)象。第三次壓桿穩(wěn)定試驗,繪制力-撓度曲線,測定兩端鉸支壓桿的臨界壓力Fcr、觀察壓桿彈性失穩(wěn)現(xiàn)象。

 

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