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在材料力學(xué)教學(xué)實驗中如何發(fā)揮微機(jī)控制電子試驗機(jī)的作用

更新時間:2016-03-03點擊次數(shù):3268

摘  要] 本文介紹微機(jī)控制電子試驗機(jī)在國防科大力學(xué)實驗室使用情況。對微機(jī)控制電子試驗機(jī)如何用于材料力學(xué)教學(xué)實驗作了重點講述,并介紹了使用微機(jī)控制電子試驗機(jī)進(jìn)行材料力學(xué)開放性實驗的情況。
[關(guān)鍵詞] 微機(jī)控制電子試驗機(jī)  材料力學(xué)教學(xué)實驗  開放性實驗


1  前言
作為電子試驗機(jī)的第三代產(chǎn)品──微機(jī)控制電子試驗機(jī),采用先進(jìn)的微機(jī)控制和測量技術(shù),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(jī)上完成。目前在國內(nèi)越來越多的高校引進(jìn)微機(jī)控制電子試驗機(jī),用于本科生材料力學(xué)教學(xué)實驗,開拓了學(xué)生的視野,但如何發(fā)揮微機(jī)控制電子試驗機(jī)在材料力學(xué)教學(xué)實驗的作用,放手讓學(xué)生自己使用還存在一定問題。
我校2003年訂購了10臺微機(jī)控制電子試驗機(jī),用于本科生材料力學(xué)實驗教學(xué)。為滿足教學(xué)的需要,每臺試驗機(jī)除標(biāo)準(zhǔn)配置外,還配有臺階夾具、引伸計標(biāo)定器、壓桿穩(wěn)定試驗裝置、激光打印機(jī)及模擬量輸入輸出接口。通過四年的教學(xué)實踐和3500多名學(xué)員操作使用,對如何使用和發(fā)揮微機(jī)控制電子試驗機(jī)在材料力學(xué)教學(xué)中的作用、培養(yǎng)學(xué)員的動手和分析問題的能力,作了一些探索。


2  材料力學(xué)實驗內(nèi)容的設(shè)置
我校材料力學(xué)實驗共設(shè)置了13項實驗內(nèi)容,使用微機(jī)控制試驗機(jī)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(qiáng)度Rp0.2是我校的特色,利用試驗機(jī)自動繪制試驗曲線,教學(xué)效果更直觀。學(xué)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(qiáng)度的測定,由學(xué)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(xué)生對所學(xué)知識的理解,提高教學(xué)實驗的質(zhì)量是很有好處的。
在材料力學(xué)實驗中有三次課要使用微機(jī)控制電子試驗機(jī):*次拉伸和壓縮試驗,學(xué)習(xí)微機(jī)控制電子試驗機(jī)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(qiáng)度ReH、下屈服強(qiáng)度ReL、抗拉強(qiáng)度Rm、斷后伸長率A和A11.3、斷面收縮率Z及鑄鐵的抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度Rp0.2、觀察材料屈服后產(chǎn)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。