材料力学实验（第4版）/高等学校教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘鸿文，吕荣坤 编

图书标签:

• 材料力学
• 力学实验
• 高等教育
• 教材
• 工程力学
• 实验教学
• 第四版
• 大学教材
• 理工科
• 实验

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040478907

版次：4

商品编码：12143905

包装：平装

丛书名： 高等学校教材

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：135

正文语种：中文

内容简介

　　《材料力学实验（第4版）/高等学校教材》是在第3版（2006年）基础上修订而成的。《材料力学实验（第4版）/高等学校教材》材料力学实验项目是我国高等工科院校经常开展的实验项目，各个实验的内容都是按照我国新国家标准或者国际标准进行的。书中所介绍的实验设备，有比较先进的设备，也有目前部分高校仍在使用的早期设备，以照顾有关院校的实际情况，使不同层次的院校都能采用《材料力学实验（第4版）/高等学校教材》作为实验教材。
　　第4版仍分四章。第一章绪论，讲述材料力学实验的内容、标准、方法和要求。第二章为材料的力学性能测定，分节介绍实验设备和实验方法。第三章为电测应力分析，分别介绍原理、设备、实测数值的修正、电桥接线方法等。第四章为选修实验，各校可根据本校教学要求和实验设备情况选修，也可自行创新设计实验。
　　《材料力学实验（第4版）/高等学校教材》是与高等学校工科本科材料力学课程配套使用的实验教材。

目录

第一章 绪论
1．1 材料力学实验的内容
1．2 材料力学实验的标准、方法和要求

第二章 材料的力学性能测定
2．1 液压式万能材料试验机
2．2 微机屏显式液压万能材料试验机
2．3 电子万能材料试验机
2．4 应变式电子引伸仪
2．5 万能机操作及拉伸、压缩示范实验
2．6 低碳钢拉伸时力学性能的测定
2．7 扭转试验机
2．8 扭转实验
2．9 冲击实验
2．10 疲劳实验

第三章 电测应力分析
3．1 概述
3．2 电阻应变片
3．3 应变电桥
3．4 电阻应变仪
3．5 电阻应变仪的使用方法和实测应变值的修正
3．6 测量电桥的接法
3．7 传感器显示器
3．8 弯曲正应力实验
3．9 弹性模量E和泊松比μ的测定
3．10 切变模量G的测定
3．11 扭弯组合变形的主应力和内力的测定
3．12 偏心压缩（或偏心拉伸）实验

第四章 选修实验
4．1 应变片粘贴实习
4．2 压杆临界压力的测定
4．3 规定塑性延伸强度
4．4 规定塑性延伸强度的测定
4．5 动态电阻应变仪和动态应变测试系统
4．6 动应力测量
4．7 胶结叠合梁的实验研究
4．8 在内压、弯矩和轴向力联合作用下管道内力的测定
4．9 预应力提高结构承载能力的实验研究
4．10 定向纤维增强塑料拉伸试验
4．11 拉伸实验测材料的切变模量G
4．12 光弹性简介
4．13 光弹性演示实验

附录I 实验数据的线性拟台
I．1 线性拟合
I．2 线性拟合在弹性模量测定中的应用
附录II Origin Pro7．5软件在材料力学实验数据处理中的应用
Ⅱ．1 Origin Pro7．5 软件在拉伸弹性模量及其他实验中的应用
Ⅱ．2 利用Origin Pro7．5 软件绘制压杆F-ε占曲线确定压杆临界压力
附录Ⅲ 有效数后第一位数的修约规则及力学性能测试结果的修约规定
附录Ⅳ 力学量国际单位制单位及换算
附录V 材料力学性能符号对照表
参考文献
作者简介

高等学校教材：材料力学实验（第4版） 一、本书概述 《材料力学实验（第4版）》作为高等学校教材，旨在系统地介绍材料力学实验的基本原理、操作方法、数据处理及结果分析，为学生掌握材料力学理论知识提供实践依据，并培养其严谨的科学态度、分析问题和解决问题的能力。本书在广泛参考国内外相关教材和教学实践的基础上，结合当前材料力学实验教学的最新发展和技术进步，进行了全面修订和更新。 本书内容涵盖了材料力学实验的核心内容，从基础的材料性能测试，到复杂构件的应力分析，再到对材料在不同载荷和环境下的行为进行深入探究。每一个实验项目都力求理论联系实际，突出实验在验证理论、认识材料特性、掌握工程应用中的重要作用。本书的目标是使学生不仅能独立完成各项实验，更能从中学习到科学研究的方法论，为将来从事工程设计、科学研究或技术开发打下坚实的基础。 二、本书结构与内容详解 本书共分为若干章节，每一章节都围绕一个或几个密切相关的实验项目展开。各章节的结构通常包括： 1. 实验目的： 明确阐述该实验要达到的理论学习目标和实践技能要求。这部分将帮助学生在实验前建立清晰的认识，明确实验的意义和价值。 2. 实验原理： 详细介绍支撑该实验的材料力学基本理论，包括相关的物理定律、力学方程、应力应变关系等。这部分内容是学生理解实验过程、分析实验结果的关键。 3. 实验设备与材料： 列出完成该实验所需的关键仪器设备、试件材料及其他辅助材料。并对主要设备的工作原理、操作要点及注意事项进行简要说明，帮助学生熟悉实验环境。 4. 实验步骤： 提供详细、清晰、规范的实验操作流程。步骤设计注重逻辑性、安全性与可操作性，并配以必要的图示或照片，以便学生准确理解和执行。 5. 数据记录与处理： 指导学生如何正确、有效地记录实验数据，并介绍常用的数据处理方法，如绘制图表、拟合曲线、计算平均值、误差分析等。强调数据准确性和规范性。 6. 实验结果分析与讨论： 引导学生对实验结果进行深入分析，将实验数据与理论预测进行对比，分析误差来源，讨论实验的局限性，并提出改进建议。这部分是培养学生独立思考和批判性思维能力的重要环节。 7. 思考题与讨论题： 设置一系列问题，旨在巩固学生对实验原理的理解，拓展学生的思维，引导学生将实验结果与实际工程问题联系起来，提高分析和解决复杂问题的能力。 具体实验项目内容涵盖（但不限于）以下主要方面： 第一部分：材料基本力学性能测试 拉伸性能试验： 这是材料力学实验中最基础也是最重要的项目之一。学生将通过万能材料试验机，对金属材料（如碳钢、铝合金）进行单轴拉伸，获得应力-应变曲线。实验将重点考察材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率等基本力学性能指标。通过分析曲线的各个阶段，理解材料的弹性变形、塑性变形以及断裂过程。同时，还将学习如何进行载荷、变形的精确测量，以及如何根据数据计算真实的应力与应变。对不同材料、不同热处理状态下的试件进行对比测试，将能更直观地认识材料性能的差异及其影响因素。 压缩性能试验： 类似于拉伸试验，本实验旨在研究材料在受压作用下的力学行为。对于一些在受压状态下性能与受拉状态下差异较大的材料，如混凝土、铸铁等，压缩试验尤为重要。学生将通过相应的试验设备，测量试件在压缩荷载下的变形，并分析其抗压强度、屈服点（若有）等。 弯曲性能试验： 探索材料在外力作用下发生弯曲变形的规律。这通常包括三点弯曲或四点弯曲试验。学生将测量加载点处的载荷和挠度，计算材料的弯曲强度和弯曲刚度。本实验有助于理解梁的弯曲理论，以及材料在不同弯曲状态下的应力分布。 扭转性能试验： 研究材料在承受扭矩作用下的力学响应。通过扭转试验机，测量试件承受的扭矩和相对扭转角，计算材料的剪切模量和抗扭强度。这对于理解轴类构件的受力特性具有重要意义。 硬度试验： 介绍常见的硬度测试方法，如洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等，并指导学生进行实际操作。硬度试验是一种快速、无损或微损的材料性能评价方法，与抗拉强度等性能指标存在一定的相关性。通过硬度试验，可以方便地判断材料的热处理效果和表面加工质量。 冲击性能试验： 探索材料在高速冲击载荷下的韧性表现，通常通过夏比（Charpy）或伊佐德（Izod）冲击试验机进行。学生将测量试样在冲击载荷下的吸收能量，分析材料的冲击韧性及其随温度的变化，从而认识材料的脆性转变温度（T$_{v}$）。这对于选择在低温环境下工作的材料至关重要。 第二部分：构件力学行为分析与验证 梁的弯曲应力与变形测量： 通过设计简单的梁结构，施加不同的载荷，利用电阻应变片、百分表等测量工具，测量梁上的应力分布和挠度。学生将把实验测得的数据与理论计算结果进行对比，验证弯曲梁理论的正确性，并理解应力集中现象。 轴的扭转应力与变形测量： 类似梁的弯曲实验，本实验将研究轴类构件在扭矩作用下的应力与变形。通过测量轴表面的切应变，并与理论计算结果进行比较，深入理解轴的扭转力学。 薄壁容器的应力分析： 研究薄壁圆筒或球壳在内外压作用下的应力分布。通过粘贴应变片，测量容器表面不同位置的应变，并计算相应的应力，与理论公式进行对比验证。 柱的稳定性（屈曲）试验： 探索细长杆件在轴向压力作用下发生屈曲现象的规律。学生将通过加载装置，测量不同长度和边界条件的杆件在临界载荷下的屈曲行为，并与欧拉（Euler）公式等理论进行对比。 结构受力变形特性测试： 以桁架、框架等典型结构为例，研究其在外载荷作用下的整体受力变形特性。通过测量节点位移或杆件轴力，与有限元分析或理论计算结果进行比较，理解结构力学分析方法。 第三部分：现代实验技术与综合应用 光测弹性实验： 介绍光测弹性法原理，利用透明模型材料，在偏振光下观察材料受力时产生的应力条纹，直观地展示复杂应力场的分布。学生将学习如何分析应力条纹图，识别关键区域的应力集中。 有限元分析基础实验： 结合常用的有限元分析软件，对一些简单的结构或构件进行力学建模和仿真分析。学生将学习如何建立几何模型、施加载荷与边界条件、设置单元类型与网格，并解释和分析仿真结果。这部分内容旨在培养学生利用现代计算工具进行工程力学分析的能力。 材料疲劳性能初步认识： 介绍疲劳现象及其危害，可通过简单的疲劳试验机进行演示或初步测量。虽然完整的疲劳寿命测试较为复杂，但本实验旨在让学生对材料在交变载荷下的损伤累积有初步认识。 混凝土耐久性与强度综合实验： 针对土木工程等相关专业，设计混凝土的抗压强度、收缩、徐变等综合性实验，考察材料在实际服役环境中的长期性能。 三、本书的特点与价值 1. 理论联系实际： 本书高度重视理论与实践的结合，每个实验项目都围绕核心理论展开，并注重将理论知识转化为实际操作能力。 2. 内容全面且深入： 涵盖了材料力学实验的经典项目和一些具有前沿性的内容，既有基础性的材料性能测试，也有对复杂构件和结构的力学分析，为学生提供了一个全面的学习平台。 3. 操作性强： 实验步骤清晰明了，指导性强，注重实验过程中的安全性和规范性。 4. 强调分析与思考： 不仅要求学生准确完成实验，更侧重于引导学生对实验结果进行深入分析，培养其独立思考、解决问题的能力。 5. 图文并茂： 配备了大量的示意图、流程图和实验照片，直观易懂，有助于学生理解和操作。 6. 与时俱进： 融入了现代实验技术和计算方法，如有限元分析等，使学生接触到更先进的工程实践手段。 7. 培养科学素养： 通过系统而规范的实验训练，培养学生严谨的科学态度、实事求是的精神和科学探索的兴趣。 四、本书适用对象 本书主要作为高等院校机械类、材料类、土木工程类、航空航天类、力学类等相关专业本科生的《材料力学实验》课程教材。同时，也可作为相关专业研究生、工程师及科研人员的参考书。 五、使用建议 建议学生在实验前认真预习实验内容，理解实验目的和原理，熟悉实验步骤和安全注意事项。在实验过程中，要细心操作，准确记录数据，并积极思考实验现象。实验结束后，要认真分析和处理数据，撰写实验报告，并对实验结果进行深入讨论。教师可根据教学计划和学生实际情况，对实验项目进行适当调整和补充。 《材料力学实验（第4版）》将成为您掌握材料力学精髓，提升工程实践能力的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容安排实在是太令人惊喜了！我一直以为材料力学实验就是反复测量、计算，然后得出结论，但这本书完全打破了我的这个想法。它在实验设计的部分，给我提供了非常大的自由度和思考空间。比如，在进行材料力学性能测试时，它鼓励我们根据自己的兴趣和研究方向，去设计不同的加载方式、测量点，甚至可以尝试一些新的试验方法。它并没有给出一个标准化的“唯一解”，而是引导我们去探索多种可能性，并分析不同设计方案的优劣。这对于培养我们的创新能力和独立思考能力非常有帮助。而且，书中还提供了大量的案例分析，这些案例涵盖了从航空航天到土木工程，再到日常生活中的各种材料应用场景，让我深刻理解了材料力学实验的实际意义。我最喜欢的一点是，它还专门设置了一个“误差分析与数据处理”的章节，并且讲解得非常细致。它不仅仅是告诉你如何计算误差，更重要的是教你如何分析误差的来源，如何评估实验结果的可靠性，以及如何用科学的方法来改进实验。这对于我们未来的科研工作来说，绝对是必不可少的技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就是，它不仅仅是一本实验教材，更像是一位经验丰富的导师，在引领我一步步深入材料力学的世界。我之前在学习过程中，常常会遇到理论和实践脱节的问题，比如学了很多公式，但在实际操作中却不知道如何应用。这本书恰好弥补了我的这一不足。它在每一个实验设计中，都巧妙地将抽象的力学概念转化为具体的实验操作。比如，在进行材料疲劳寿命测试时，它会引导我们思考如何设计加载频率、应力幅值等参数，并详细解释这些参数对材料疲劳寿命的影响，这让我对材料在循环载荷下的行为有了更直观的认识。而且，书中对实验结果的解释部分，也做得非常到位。它不仅仅是给出结论，而是鼓励我们进行深入的分析和讨论，引导我们去思考实验数据与理论预测之间的差异，以及可能的原因。这种开放式的引导，极大地激发了我的批判性思维，让我能够更深入地理解材料力学实验的意义，并培养了我独立解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚入手了这本《材料力学实验（第4版）/高等学校教材》，不得不说，这本书的编排方式真的很有意思，完全颠覆了我之前对实验教材的刻板印象。它不像我之前看过的那些，上来就是枯燥的理论公式和步骤罗列，而是更侧重于“为什么”和“如何做”的深度挖掘。比如，在讲到应力集中这个章节时，它并没有直接给出计算公式，而是通过非常形象的图示和生动的生活实例（比如桥梁设计中的圆角处理）来解释应力集中现象的根源及其重要性。然后，再引导你去思考，在实际实验中，我们应该如何设计试样来模拟这种应力集中，以及通过哪些测量手段来验证我们的猜想。这种循序渐进、由浅入深的学习方式，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在主动地探索和发现，极大地激发了我学习材料力学实验的兴趣。而且，它在讲解每一个实验的原理时，都会穿插一些相关的历史故事或者科研前沿的介绍，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我对材料力学在现实世界中的应用有了更宏观的认识。总的来说，这本书给我的第一感觉就是“有料”，而且“有意思”，绝对是那种可以让人读下去，并且读完后有所收获的教材。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有一定基础的读者，我在阅读《材料力学实验（第4版）》时，发现它在理论深度和实验操作的结合上做得非常出色。它并没有因为是实验教材而牺牲理论的严谨性，相反，在每一个实验项目之前，都会对相关的力学理论进行精炼且准确的阐述，确保我们对实验背后的物理原理有清晰的认识。例如，在进行材料断裂韧性测试时，它不仅详细介绍了断裂力学的基本概念，还深入剖析了不同断裂机制下的应力状态和能量转化过程，这为我们理解实验结果提供了坚实的理论支撑。更令人称道的是，它在讲解实验步骤时，逻辑清晰，层次分明，并且充分考虑到了实际操作中可能遇到的各种细节问题。它不仅仅是告诉“做什么”，更是解释了“为什么这样做”，以及“这样做会有什么影响”。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让我能够更深刻地理解实验操作的每一个环节，从而更有效地进行实验，并准确地分析实验数据。我尤其欣赏书中关于实验仪器选择和操作规范的详细指导，这对于确保实验数据的准确性和可重复性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，《材料力学实验（第4版）》最大的亮点在于其前沿性和实用性。它在内容编排上，不仅仅局限于传统的力学实验，还融入了一些近年来在材料科学领域非常热门的研究方向和实验技术。比如，在介绍复合材料力学性能测试时，它就涉及到了纤维取向、界面性能等更细致的分析，这让我对现代材料的复杂性有了更深刻的认识。而且，书中在讲解每一个实验时，都会联系到当前工业界和工程实践中的实际应用，比如在讲到材料的蠕变性能时，它会举例说明在高科技设备（如航空发动机叶片）设计中，蠕变效应是如何被考虑和控制的。这种将学术研究与实际应用紧密结合的方式，让我觉得这本书非常有价值，它不仅仅是为我学习知识，更是为我未来的职业发展打下基础。此外，书中还提供了丰富的参考文献和延伸阅读的建议，这为我进一步深入研究提供了极大的便利，让我能够在这个领域不断探索和进步。