組合桿件扭轉實驗設計與課程教學實踐1)

張 憬 馬文江 尚新春

?(北京科技大學自然科學基礎實驗中心，北京100083)

?(北京科技大學數(shù)理學院應用力學系，北京100083)

組合桿件扭轉實驗設計與課程教學實踐1)

張 憬?,2)馬文江?尚新春?

?(北京科技大學自然科學基礎實驗中心，北京100083)

?(北京科技大學數(shù)理學院應用力學系，北京100083)

設計制作了一種比較復雜的彎扭組合變形結構作為實驗裝置.基于材料力學空間桿件的彎扭組合變形的強度計算，確定施加扭矩載荷的彈性極限值.對該裝置進行了兩組扭轉實驗測試，測試結果和理論計算結果比較表明，二者吻合較好.本實驗是對材料力學實驗改革的有益嘗試，可直接應用于材料力學實驗教學中.

教學改革,組合桿件,扭轉實驗

在傳統(tǒng)的材料力學實驗教學中，扭轉實驗通常用單個金屬圓桿作為試件[1]，筆者曾嘗試過用雙金屬材料復合圓桿為試件，對傳統(tǒng)的單軸扭轉實驗進行了擴展，并用于實驗教學[2].目前，彎扭組合變形實驗則多采用圓管加外伸臂的實驗裝置[34]，目的是使學生對一維桿件組合變形的空間受力平衡和強度理論等內容有更直觀的認識，并且學習復雜應力狀態(tài)的應力測量方法.為了豐富組合變形的實驗課程內容，設計了一種組合桿扭轉實驗裝置[5]，相對于圓筒加外伸臂實驗裝置，其受力和變形情況更為復雜，所涵蓋的力學基礎知識還涉及到了彈性結構的靜不定問題.多次教學實踐表明,組合桿扭轉實驗可以引導學生應用所學……