机械工程基础实验指导书修改2012年9月一

实验一：低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验

一、实验目的

1.测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。

2.测定铸铁的抗拉强度。

3.测定铸铁压缩时的抗压强度。

4.观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图。

5.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。

二、实验内容

1.铸铁拉伸实验；

2.铸铁压缩实验；

3.低碳钢拉伸实验。

三、实验原理、方法和手段

常温、静载下的轴向拉伸实验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。

实验表明，工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能是大致相同的。但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。为便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。

依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：

1.低碳钢试样。在拉伸实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图1-1所示的F—ΔL曲线。

图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原点。拉伸曲线

l

图1-1

形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉伸曲线图的纵坐标（力P）除以试样原始横截面面积

A,并将横坐标（伸长ΔL）除以试样的原始标距L0得到的曲

线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。

拉伸实验过程分为四个阶段：

（1）线弹性阶段；

（2）屈服阶段；

（3）强化阶段；

（4）局部变形阶段。

2. 铸铁试样。做拉伸实验时，利用试验机的自动绘图器绘出铸铁的拉伸曲线，如图1-2所示。

在整个拉伸过程中变形很小，无屈服、颈缩现象，拉伸曲线无直线段，可以近似认为经弹性阶段直接断裂，其断口是平齐粗糙的。

以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样出现显著的鼓胀，如图1-2所示。

塑性材料在压缩过程中的弹性模量、屈服点与拉伸时相同，但在到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要仔细观察才能确定屈服载荷Ps。当继续加载时，试样越压越扁，由于横截面面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，曲线持续上升。

以铸铁为代表的脆性金属材料，由于塑性变形很小，所以尽管有端面摩擦，鼓胀

??的方向上效应却并不明显，而是当应力达到一定值后，试样在与轴线大约成45~55

发生破裂，如图1-4所示。这是由于脆性材料的抗剪强度低于抗压强度，从而使试样被剪断。

图1-2 图1-3 图1-4

四、实验条件

1.液压式万能试验机；

2.游标卡尺；

3.试件。

五、实验步骤

1.测量试件尺寸根据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸试验方法》中的规定，测定试样原始横截面积。本次试验采用圆形试样，应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径，取其算术平均值，选用三处测得的直径最小值，并

以此值计算横截面面积。测定试样的原始标距长度0l

2.选试验机量程根据试样的形状、尺寸和预计材料的抗拉强度来估算最大拉力，并以此力作为示力盘量程的40％～80％，以选择合适的示力盘和相应的摆锤。然后，选用与试样相适应的夹具。

3.为消除活动框架等的自重影响，应开动油泵送油，将活动平台升高到10毫米以上。

4.转动齿杆微调或指针齿轮粗调将示力盘指针调整到零位。

5 安装试样，快速调节万能试验机的夹头位置，并将自动绘图装置调好。经指导教师检查后即可开始试验。

5.加载试验，在试验过程中，要求均匀缓慢地进行加载。对于低碳钢试样的拉伸试

验，要注意观察拉伸过程四个阶段中的各种现象。并记下屈服载荷S F值，最大载荷b F 值。对于铸铁试样，只需测定其最大载荷b F值。试样被拉断后立即停机，并取下试样。

6.对于拉断后的低碳钢试样，要分别测量断裂后的标距和颈缩处的最小直径。按照国标GB/T228－2002中的规定测定时，将试样断裂后的两段在断口处紧密地对接起来，直接测量原标距两端的距离。

六、思考题

1. 实验时如何观察低碳钢的屈服点？测定时为何要对加载速度提出要求？

2. 比较低碳钢和铸铁的拉伸压缩断口形状，分析其破坏的力学原因。

七、实验报告

实验报告应应包括试验目的、实验原理、实验数据测量并记录、实验数据处理、分析讨论实验现象及误差原因并写出心得体会。

附1-1液压式万能材料试验机

材料试验机是测定材料力学性能的主要设备。常用的材料试验机有拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、冲击试验机、疲劳试验机等。能兼作拉伸、压缩、弯曲等多种试验的试验机称为万能材料试验机，简称万能机。供静力试验用的普通万能材料试验机，按其传递载荷的原理可分为液压式和机械式两类。现以国产WE系列为例，介绍液压万能机。图 1-5为这一系列中最常见的WE一1000A、600试验机，其结构简图如图1-6所示。下面分别介绍其加载系统和测力系统。

测力计主机

图 1-5

1—底座；2—固定立柱；3—固定横梁；4—工作油缸；6—上横梁；7—活动立柱；

2—8—活动平台；9—上夹头；12—下夹头；13—螺杆；17—送油阀；18，19—油管；

20—回油阀；29—示力指针；30—示力度盘；32—滚筒；35—油泵电机开关；

3—36—下夹头升降按钮；37—油箱；38—放油阀

一、加载系统

在底座1上由两根固定立柱2和固定横梁3组成承载框架。工作油缸4固定于框架上。在工作油缸的活塞5上支承着由上横梁6、活动立柱7和活动平台8组成的活动框架。当油泵16开动时，油液通过送油阀17，经送油管18进入工作油缸，把活塞5连同活动平台8一同顶起。这样，如把试样安装于上夹头9和下夹头12之间，由于下夹头固定，上夹头随活动平台上升，试样将受到拉伸。若把试样置放于两个承压垫板11之间，或将受弯试样置放于两个弯曲支座10上，则因固定横梁不动而活动平台上升，试样将分别受到压缩或弯曲。此外，试验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离，则可

开动电机14，驱动螺杆13，便可使下夹头12上升或下降。但电机14不能用来给试样施加拉力。

图1-.6

二、测力系统

加载时，开动油泵电机，打开送油阀17，油泵把油液送入工作油缸4顶起工作活塞5给试样加载；同时，油液经回油管19及测力油管21（这时回油阀20是关闭的，油液不能流回油箱）。进人测力油缸22，压迫测力活塞23，使它带动拉杆24向下移动，从而迫使摆杆26和摆锤25联同推杆27绕支点偏转。推杆偏转时，推动齿杆28作水平移动，于是驱动示力盘的指针齿轮，使示力指针29绕示力度盘30的中心旋转。示力指针旋转的角度与测力油缸活塞上的总压力（即拉杆24所受拉力）成正比。因为测力油缸和工作油缸中油压压强相同，两个油缸活塞上的总压力成正比（活塞面积之比）。这样，示力指针的转角便与工作油缸活塞上的总压力，亦即试样所受载荷成正比。经过标定便可使指针在示力度盘上直接指示载荷的大小。

试验机一般配有重量不同的摆锤，可供选择。对重量不同的摆锤，使示力指针转同样的转角，所需油压并不相同，即载荷并不相同。所以，示力度盘上由刻度表示的测力范围应与摆锤的重量相匹配。以 WE－1000试验机为例，它配有A、B、C三种摆锤。摆锤A对应的测力范围为0—200kN ，A＋B对应0—500kN，A＋B＋C对应0一1000kN。

开动油泵电机，送油阀开启的大小可以调节油液进人工作油缸的快慢，因而可用以控制增加载荷的速度。开启回油阀20，可使工作油缸中的油液经回油管19泄回油箱37，从而卸减试样所受载荷。

试验开始前，为消除活动框架等的自重影响，应开动油泵送油，将活动平台略微升高。然后调节测力部分的平衡铊31，使摆杆保持垂直位置，并使示力指针指在零点。

试验机上一般还有自动绘图装置。它的工作原理是，活动平台上升时，由绕过滑轮（1）和（2）的拉绳33带动滚筒32绕轴线转动，在滚筒圆柱面上构成沿周线表示位移的坐标；同时，齿杆28的移动构成沿滚筒轴线表示载荷的坐标。这样，试验时绘图笔34在滚筒上就可自动绘出载荷——位移曲线。当然，这只是一条定性曲线，不是很准确的。

三、操作规程及注意事项

1．根据试样尺寸和材料，估计最大载荷，选定相适应的示力度盘和摆锤重量。需要自动绘图时，事先应将滚筒上的纸和笔装妥。

2.先关闭送油阀及回油阀，再开动油泵电机。待油泵工作正常后，开启送油阀将活动平台升高约 1cm，以消除其自重。然后关闭送油阀，调整示力度盘指针使它指在零点。

3.安装拉伸试样时，可开动下夹头升降电机以调整下夹头位置，但不能用下夹头升降电机给试样加载。

4．缓慢开启送油阀，给试件平稳加载。应避免油阀开启过大进油太快。试验进行中，注意不要触动摆杆或摆锤。

5.试验完毕，关闭送油阀，停止油泵工作。破坏性试验先取下试样，再缓缓打开回油阀将油液放回油箱。非破坏性实验，自然应先开回油阀卸载，才能取下试样。

实验二 弯扭组合变形主应力和内力素的测定

一、实验目的

1、测定薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下，其表面某点处的主应力大小和方向；

2、掌握使用应变花测量某一点处主应力大小及方向的方法；

3、学习组合变形时内力素的测量方法，测量薄壁圆管在弯扭组合作用下，测量弯矩及扭矩；

4、将实验方法所测得的主应力的大小和方向与理论值进行比较和分析。

二、实验内容

1.测定弯扭组合主应力；

2.测定弯扭组合内力素（弯矩、扭矩）。

三、实验原理、方法和手段

1.主应力及主方向的测定

弯扭组合作用下，圆管的m 点处于平面应力状态。若在xy 平面内，沿x 、y 方向的线应变为εx 、εy ，剪应变为xy γ，根据应变分析，沿与x 轴成α角的方向n （从x 到n 反时针的α为正）线应变αε为

αγαεεεεεα2sin 2

1

2cos 22xy y

x y

x --+

+=

（a ）

αε随α的变化而改变，在两个互相垂直的主方向上，αε到达极值，称为主应变。主应变

由下式计算

2

221)(2

12xy y x y x γεεεεεε+-±+=

??? （b ） 两个互相垂直的主方向0α由下式确定

y

x xy

εεγα--

=02tan （c ） 对线弹性各向同性材料，主应变ε1、ε2和主应力21σσ、方向一致，并由下列广义胡克定

律相联系???

?

???

+-=+-=

)(1)(1122

22121μεεμσμεεμσE

E （d ）

图3-1主应力测试装置图

图3-2应变花粘贴方案图

实测时由a 、b 、c 三个应变片组成直角应变花，并把它粘贴在圆筒固定端附近的表面点m 。选定x 轴如图所示，则a 、b 、c 三个应变片的α角分别为，-450

00,+450代入式（a ），得出沿这三个方向的线应变分别是 ???

?

?

?

???

-+=++=

=?

?-?222245xy y 45x 0xy y x x γεεεγεεεεε （e ） 从以上三式中解出 ?

??

??-=-+==?

?--??454504545000εεγεεεεεεxy y x （f ） 由于?-?εε450、和?45ε可以直接测定，所以y x εε、和xy γ可由测量的结果求出。将它们代入公式（b ），得

（g ） 把1ε和2ε代入胡克定律（d ），便可确定m 点的主应力。将式（f ）代入式（c ），得

（h ）

()2

213

εεε

00

450

00

450

450

450

122)

1(2)(??? ??+??? ?

?+±-=

--+--εεεσ

μμE E （i ） 由上式解出相差

2

π

的两个0α，确定两个相互垂直的主方向。利用应变圆可知，若x ε的代数值大于y ε，则由x 轴量起，绝对值较小的0α确定主应变1ε（对应于1σ）的方向。反

之，若y x εε<，则由x 轴量起，绝对值较小0α确定主应变2ε（对应于2σ）的方向。 2.内力素的测定

利用电桥原理的基本公式：

，合理把所需测量的应变计组成测量

桥路接到电阻应变仪中，用增量法逐级加载，分别测量应变计相应的应变，再利用应力应变的关系，即可求得相应的内力。

（1）弯曲应力的测量

取m、m′两点处沿轴向方向两片应变计组成半桥桥路，因为沿X轴方向只有弯曲引起的拉伸和压缩应变，其数值大小相等，符号相反，则：

式中εr为应变仪读数，εT为温度应变。

根据虎克定律，则弯曲应力为：

设薄壁圆管的外径为D，内径为d，令系数α＝d/D，则弯矩为：

（j）式中：E为材料的弹性模量,W X为圆管抗弯截面模量。

（2）、扭转应力的测量

受扭矩作用的圆管表面上各点均为纯剪切应力状态。由应力状态分析可知，主应力大小相等，符号相反，且主方向与圆管轴线成450。选择好m、m′两点沿轴向成450的4片应变计组成全桥桥路，则：

式中εr为应变仪读数，εT为温度应变，ε45为主应变。

根据广义虎克定律，则扭转主应力为：

（k）由扭矩公式可得扭矩为：

（l）式中：W T为抗扭截面模量。

四、实验条件

1、数字式静态电阻应变仪。

2、游标卡尺与钢尺。

3、材料力学实验台。

五、实验步骤

1、测量薄壁圆管试件的有关尺寸（内外直径d、D；悬臂端距测试点距离L；加力点距空心轴悬臂端轴线距离L1。），材料的常数E和μ由实验室给出。

2、采用多点半桥公共补偿法或全桥法进行测量。设计测试桥路，选择应变花的6个应变计中所需的应变计和温度补偿片接到静态电阻应变仪相应接线柱上。

3、检查接线无误后，打开智能全数字式静态电阻应变仪电源开关，设置好参数，预热5分钟左右，检查各应变仪各通道是否平衡。

4、采用等增量法进行加载，加载分为五级。加载方式在多功能实验装置上用标准砝码进行加载，每加一级载荷读取各测量应变计的应变值大小。达到最终载荷后，记录相应应变值。卸载，应变仪读数回到初始状态。

5、重复实验不少于三次，直至取得三次有效测量数据，并取其算术平均值或用最小二乘法处理数据。

六、思考题

测量值的误差主要是由那些因素引起的？分析误差产生的原因。

七、实验报告

实验报告应包括：实验目的、原理简述、组桥方案、实验数据记录和处理，以及误差分析等。

1、主应力的理论计算公式如下：

（3-1）

（3-2）

式中（3-3）

（3-4）

2、主方向的理论计算公式如下：

(3-5)

其中

σW：由弯矩作用引起的应力τT：由扭矩作用引起的应力

M EW：作用在测试点上的弯矩M ET：作用在测试点上的扭矩

W W：抗弯截面模量 W T：抗扭截面模量

列表比较最大主应力的实测值和相应的理论值，算出相对误差，画出理论和实验的主应力和主方向的应力状态图。

3、数据计算时，取三次测量的平均值计算，三次实验中数据线性不好的一组应作为可疑数据，舍去或重做。

4、弯矩和扭矩的理论计算依据以下公式：

M = P L T = P L1

可将弯矩和扭矩的理论值和实验值进行比较，计算相对误差。

附2-1组合式材料力学多功能实验台

组合式材料力学多功能实验台是方便同学们自己动手作材料力学电测实验的设备，一个实验台可做七个以上电测实验，功能全面，操作简单。

一、构造及工作原理

1、外形结构

实验台为框架式结构，分前后两片架，其外形结构如图2-1。前面架可做弯扭组合受力分析，材料弹性模量、泊松比测定，偏心拉伸实验，压杆稳定实验，悬臂梁实验、等强度梁实验；后面架可做纯弯曲梁正应力实验，电阻应变片灵敏系数标定，组合叠梁实验等。

(a)前面 (b) 后面

图2-1 组合式材料力学多功能实验台外形结构图

1.传感器；

2.弯曲梁附件；

3.弯曲梁；

4.三点挠度仪；

5.千分表（用户需另配）；

6.悬臂梁附件；

7.悬臂梁；

8.扭转筒； 9.扭转附件； 10.加载机构； 11.手轮；

12.拉伸附件； 13.拉伸试件； 14.可调节底盘

2、加载原理

加载机构为内置式，采用蜗轮蜗杆及螺旋传动的原理，在不产生对轮齿破坏的情况下，对试件进行施力加载，该设计采用了两种省力机械机构组合在一起，将手轮的转动变成了螺旋千斤加载的直线运动，具有操作省力，加载稳定等特点。

3、工作机理

实验台采用蜗杆和螺旋复合加载机构，通过传感器及过渡加载附件对试件进行施力加载，加载力大小经拉压力传感器由力＆应变综合参数测试仪的测力部分测出所施加的

力值；各试件的受力变形，通过力＆应变综合参数测试仪的测试应变部分显示出来，该测试设备备有微机接口，所有数据可由计算机分析处理打印。

二、操作步骤

1、将所作实验的试件通过有关附件连接到架体相应位置，连接拉压力传感器和加载件到加载机构上去。

2、连接传感器电缆线到仪器传感器输入插座，连接应变片导线到仪器的各个通道接口上去。

3、打开仪器电源，预热约20分钟左右，输入传感器量程及灵敏度和应变片灵敏系数（一般首次使用时已调好，如实验项目及传感器没有改变，可不必重新设置），在不加载的情况下将测力量和应变量调至零。

4、在初始值以上对各试件进行分级加载，转动手轮速度要均匀，记下各级力值和试件产生的应变值进行计算、分析和验证，如已与微机连接，则全部数据可由计算机进行简单的分析并打印。

三、注意事项

1、每次实验最好先将试件摆放好，仪器接通电源，打开仪器预热约20分钟左右，讲完课再作实验。

2、各项实验不得超过规定的终载的最大拉压力。

3、加载机构作用行程为50mm，手轮转动快到行程末端时应缓慢转动，以免撞坏有关定位件。

4、所有实验进行完后，应释放加力机构，最好拆下试件，以免闲杂人员乱动损坏传感器和有关试件。

5、蜗杆加载机构每半年或定期加润滑机油，避免干磨损，缩短使用寿命。

附2-2 电测法的基本原理

电测法的基本原理是用电阻应变片测定构件表面的线应变，再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。这种方法是将电阻应变片粘贴的被测构件表面，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，然后通过电阻应变仪将此电阻变化转换成电压（或电流）的变化，再换算成应变值或者输出与此应变成正比的电压（或电流）的信号，由记录仪进行记录，就可得到所测定的应变或应力。其原理框图如图2-2。

图2-2 电测技术原理图

电测法的优点：

1、测量灵敏度和精度高。其最小应变为1με（με—微应变，1με=10-6ε）。在常温静态测量时，误差一般为1～3%；动态测量时，误差在3～5%范围内。

2、测量范围广。可测±1～2×104με;力或重力的测量范围10-2～105N 等。

3、频率响应好。可以测量从静态到数105Hz 动态应变。

4、轻便灵活。在现场或野外等恶劣环境下均可进行测试。

5、能在高、低温或高压环境等特殊条件下进行测量。 6便于与计算机联结进行数据采集与处理，易于实现数字化、自动化及无线电遥测。 电测法测量电路及其工作原理

1、电桥基本特性

通过电阻应变片可以将试件的应变转换成应变片的电阻变化，通常这种电阻变化很小。测量电路的作用就是将电阻应变片感受到的电阻变化率△R/R 变换成电压（或电流）信号，再经过放大器将信号放大、输出。

测量电路有多种，惠斯登电路是最常用的电路，如图2－3。设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4，其中任一桥臂都可以是电阻应变片。电桥的A 、C 为输入端接电源E ，B 、D 为输出端，输出电压为U BD 。

从ABC 半个电桥来看，A 、C 间的电压为E ，流经R 1的电流为

I 1＝E /（R 1＋R 2）

R 1两端的电压降为U AB =I 1R 1=R 1E/(R 1+R 2)

同理，R 4两端的电压降为U AD =I 3 R 4= R 4E/(R 3+R 4 )

U BD

图2－3

因此可得到电桥输出电压为 U BD = U AB - U AD = R 1E/(R 1+R 2)- R 4E/(R 3+R 4)= (R 1R 3-R 2R 4)E/(R 1+R 2)(R 3+R 4) 由上式可知，当

R 1R 3=R 2R 4 或 R 1/R 2＝R 4/R 3

时，输出电压U BD 为零，成为电桥平衡。

设电桥的四个桥臂与粘在构件上的四枚电阻应变片联接，当构件变形时，其电阻值的变化分别为:R 1+△R 1 、R 2+△R 2、R 3+△R 3 、R 4+△R 4 ，此时电桥的输出电压为

()()()()()()

R R R R R R R R R R R R R R R R U

E

BD

?+?+?+?????+++++-++=4

4

2

2

1

1

3

3

2

2

4

4

1

1

33 经整理、简化并略去高阶小量，可得

()???

?

??-

+

-

=????+R

R R

R R

R

R R

R R R R U E

BD 4

4

3

3

2

2

1

1

2

2

1

21 当四个桥臂电阻值均相等时即:R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R ，且它们的灵敏系数均相同，则将关系式 △R/R ＝K ε带入上式，则有电桥输出电压为

()ε

ε

ε

ε

4

3

2

1

4

43

32

21

14

4-

+-=???

? ?

?-+-=????EK E R

R R

R R

R R

R U

BD

（2－1） 由于电阻应变片是测量应变的专用仪器，电阻应变仪的输出电压U BD 是用应变值εd 直接显示的。电阻应变仪有一个灵敏系数K 0，在测量应变时，只需将电阻应变仪的灵敏系数调节到与应变片的灵敏系数相等。则εd =ε,即应变仪的读数应变εd 值不需进行修正，否则，需按下式进行修正

K 0εd ＝K ε （2－2） 则其输出电压为

()εεεεεd

BD

EK EK U 4

4

4

321=-+-=

由此可得电阻应变仪的读数应变为

εεεεε4

3214-+-==EK

U BD d

（2－3）

式中ε1 、ε2、ε3、ε4 分别为R 1、R 2、R 3、R 4感受的应变值。上式表明电桥的输出电压与各桥臂应变的代数和成正比。应变ε的符号由变形方向决定，一般规定拉应变为正，压应变为负。由上式可知，电桥具有以下基本特性：两相邻桥臂电阻所感受的应变ε代数值相减；而两相对桥臂电阻所感受的应变ε代数值相加。这种作用也称为电桥的加减性。利用电桥的这一特性，正确地布片和组桥，可以提高测量的灵敏度、减少误差、测取某一应变分量和补偿温度影响。

2、温度补偿

电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时，因应变片的线 膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不同，且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化，所以测得应变将包含温度变化的影响，不能反映构件的实际应变，因此在测量中必须设法消除温度变化的影响。

消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。

（1）补偿块补偿法

把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片，接入电桥的AB 桥臂；另外以相同规格的应变片粘贴在与被测构件相同材料但不参与变形的一块材料上，并与被测构件处于相同温度条件下，称为温度补偿片，将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥，电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻，组成等臂电桥。有电桥特性可知，只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。

（2）工作片补偿法

这种方法不需要补偿片和补偿块，而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片，根据电桥的基本特性及构件的受力情况，将工作片正确地接入电桥中，即可消除温度变化所引起的应变，得到所需测量的应变。

3、应变片在电桥中的接线方法 应变片在测量电桥中，利用电桥的基本特性，可用各种不同的接线方法以达到温度补偿；从复杂的变形中测出所需要的应变分量；提高测量灵敏度和减少误差。

（1） 半桥接线方法

①半桥单臂测量(图2－4a)：电桥中只有一个桥臂接工作应变片（常用AB 桥臂），

而另一桥臂接温度补偿片（常用BC桥臂），CD和DA桥臂接应变仪内标准电阻。考虑温度引起的电阻变化，按公式（2－3）可得到应变仪的读数应变为

εd＝ε1＋ε1t－ε2t

由于R

1和R

2

温度条件完全相同，因此（△R

1

/ R

1

）

t

=（△R

2

/ R

2

）

t

，所以电桥的输出

电压只与工作片引起的电阻变化有关，与温度变化无关，即应变仪的读数为

ε

d ＝ε

1

②半桥双臂测量（图2－4b）：电桥的两个桥臂AB和BC上均接工作应变片，CD和DA两个桥臂接应变仪内标准电阻。因为两工作应变片处在相同温度条件下，

（△R

1/ R

1

）

t

=（△R

2

/ R

2

）

t

，所以应变仪的读数为

εd＝（ε1＋ε1t）―（ε2＋ε2t）＝ε1―ε2

由桥路的基本特性，自动消除了温度的影响，无需另接温度补偿片。

DB DB

A

(a)半桥单臂测量 (b)半桥双臂测量

图2－4 半桥电路接线法

（2）全桥接线法

①相对桥臂测量（图2－4c）：电桥中相对的两个桥臂接工作片（常用AB和CD桥臂），另两个桥臂接温度补偿片。此时，四个桥臂的电阻处于相同的温度条件下，相互抵消了温度的影响。应变仪的读数为

εd＝（ε1＋ε1t）―ε2t＋（ε3＋ε3t）－ε4t＝ε1＋ε3

②全桥测量（图2－4d）：电桥中的四个桥臂上全部接工作应变片，由于它们处于相同的温度条件下，相互抵消了温度的影响。应变仪的读数为

εd＝ε1―ε2+ε3-ε 4

DB DB

A

(c)相对桥臂测量 (d)全桥测量

图2－4 全桥电路接线法

（3） 桥臂系数

同一个被测量值，其组桥方式不同，应变仪的读数εd 也不相同。定义测量出的应变仪的读数εd 与待测应变ε之比为桥臂系数，因此桥臂系数B 为

ε

εd B =

实验三机构运动简图绘制

一、实验目的

1、培养根据实际机构模型绘制机构运动简图的能力。

2、熟悉并掌握机构自由度的计算方法。

3、正确处理机构自由度计算时应注意的三个问题。

二、实验设备

1、油泵、牛头刨、冲床等机构模型。

2、自备绘图工具（圆规、三角板、铅笔、橡皮等）。

三、实验内容及步骤

1、机构运动简图绘制

（1）确定构件类型及其数目

转动原动件，按传动顺序仔细观察构件之间的相对运动关系，认清机架、原动件、从动件和执行件并确定构件数目（活动构件的数目和构件总数目）。

（2）确定运动副类型及数目

重复以上操作，根据构件之间的相对运动性质认清移动副、回转副、高副、低副，并数清其数目

（3）选择机构运动瞬时位置

选择能清楚表达机构运动特征的一般瞬时位置.不要选特殊位置。

（4）合理选择投影面

选择能清楚表达机构运动特征的平面作为投影面，对平面机构应选运动平面为投影面。

（5）绘制机构运动简图

选择适当的比例尺,按GB446084中规定的构件和运动副的符号,画出机构运动简图。

（6）构件和运动副编号

从原动件开始顺着传动路线在图中依次引序号1,2,3…；标出原动件;在回转副中心、移动副导路上或高副接触处引出A,B,C…。

2、计算机构的自由度

（1）套公式

将以上确定的参数代入平面机构的自由度计算公式：F=3n-2P

L -P

h

（2）检验正误

根据计算所得的自由度值判定机构运动的确定性，并用实际机构的运动确定情况检验，如发生矛盾说明简图或计算有错，须做如下检查。

(a)自由度计算检查检查是否考虑了复合铰链、局部自由度、虚约束等情况。

(b)运动简图检查

检查所绘制的机构运动简图的构件数、运动副类型及数目是否与原实际机构一致。

四、实验报告要求

1、实验结果每人在实验报告纸上绘出十个测得的机构运动简图。

2、实验结果分析与讨论

（1）计算上述机构的自由度

（2）判定运动的确定性

（3）指出每一个机构中存在的复合饺链、局部自由度和虚约束。

3、实验结论

实验四 机构运动方案创新设计实验

一、实验目的

1.培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力；

2.通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面更深入的理解；

3.加深学生对机构组成原理的认识，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。

二、设备和工具

创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具(扳手、起子)。构件包括机架、连杆，圆柱齿轮，齿条、圆锥齿轮，蜗轮蜗杆，凸轮及从动件，槽轮及拨盘和皮带轮等，运动副包括转动副、移动副、齿轮副、凸轮副、槽轮副等。

1、机架：给构件和运动副提供了一个多层、多面和多维支撑的机架(见图6-1)。 使用时，学生可以根据需要，任意变换各个型材的位置及机架滑块的安装方向(x 、Y 、Z 任意装)。

2、连杆：提供5种长度的连杆，运动学尺寸在整个连杆长度(20～700)范围内无级调整。另外齿轮上有多个轴孔，因而均可用作连杆，当曲柄使用，其运动学尺寸为18、20、26mm 。

机架滑块

横梁

辅架

图6-2 连杆 图6-3连杆的加长

每根连杆端部有M8的螺孔，分别与各运动副接头M8的螺杆相连。其中间的螺母起调整和所紧作用(见图6-3所示)。连杆表面有一浅槽，是紧定螺钉的接触表面(需要时用)。

另外，每台提供了1个连杆连接头，可以将现有的两个连杆连接起来，起到加长连杆的作用，因而可实现连杆的运动学尺寸在20～700mm 内调整(见图3所示)。

3、齿轮：三种不同齿数的齿轮，齿数分别为17，34，51，单级齿轮传动可实现可提供3种基本传动比，分别为：1.5、2和3，每种齿轮2件，可以实现三种传动比的不同组合。

4、齿条：提供了长度相同的两个齿条，长度约300mm(有的小组是250mm)。

5、圆锥齿轮：齿数25的圆锥齿轮2件，可实现垂直轴间的运动传递。

6、蜗轮蜗杆：提供齿数40的蜗轮l 件，头数为l 的蜗杆l 件。可实现垂直交错轴间的运动传递及减速。

7、凸轮与从动件：每组提供一个盘形凸轮，即可实现一种从动件运动规律。从 动件有两种，一种是对心滚子从动件，一种是平底从动件。凸轮上打有钢号，每种钢号对应一种从动件运动规律，具体如下：

机械工程控制基础实验

已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用series函数进行系统的串联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=series(sys1,sys2) sys = 2 s^2 + 21 s + 54 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-4 已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用parallel函数进行系统的并联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=parallel(sys1,sys2) sys= 6 s^3 + 54 s^2 + 109 s + 21 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-5 已知线性系统G（S）=2s+9/2s2+6s+5 应用feedback函数进行系统的单位正反馈和负反馈连接。 正反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,1) sys = 2 s + 9 --------------- 2 s^2 + 4 s - 4 负反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,-1)

机械工程测试技术基础实验指导书讲解

《机械工程测试技术基础》实验指导书实验一观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 一、实验目的 1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。 2、观测基波和其谐波的合成 二、实验设备 1、信号与系统实验箱：TKSS-A型或TKSS-B型或TKSS-C型： 2、双综示波器。 三、实验原理 1、一个非正弦周期函数可以用一系列频谱成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的 2、 3、 4、。。。、n等倍数分别称二次、三次、四次、。。。、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。 2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。 3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式如下，方波频谱图如图2-1表示 图2-1方波频谱图

1、方波 ()?? ? ??++++= t t t t u t u m ωωωωπ7sin 715sin 513sin 31sin 4 2、三角波 ()?? ? ??++-= t t t U t u m ωωωπ5sin 2513sin 91sin 82 3、半波 ()?? ? ??+--+= t t t U t u m ωωωππ4cos 151cos 31sin 4212 4、全波 ()?? ? ??+---= t t t U t u m ωωωπ6cos 3514cos 1512cos 31214 5、矩形波 ()?? ? ??++++= t T t T t T U T U t u m m ωτπωτπωτππτ3cos 3sin 312cos 2sin 21cos sin 2图中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。BPF 1～BPF 6为调谐在基波和 各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。 四、预习要求 在做实验前必须认真复习教材中关于周期性信号傅立叶级数分解的有关内容。 五、实验内容及步骤 1、调节函数信号发生器，使其输出50Hz 的方波信号，并将其接至信号分解实验模块 BPF 的输入端，然后细调函数信号发生器的输出频率，使该模块的基波50Hz 成分BPF

机械设计试验指导书

上海百睿机电设备有限公司– https://www.wendangku.net/doc/f13505959.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台

机械工程材料范文

核壳微粒型磁性液体的制备及其流变性能 顾瑞1，龚兴龙1，江万权2，郝凌云3，张忠4 （1.中国科学技术大学近代力学系，中国科学院材料力学行为和设计重点实验室，安徽合肥 230027；2. 中国科学技术大学化学系，安徽合肥 230026;3.阜阳师范学院，安徽阜阳 236032；4.国家纳米科学中心，北京 100080） 摘要：使用单分散Fe/SiO2椭球型微纳复合胶粒作为磁性微粒，将其用吐温20做表面修饰并分散于油性基液中制备得到磁性液体；使用流变仪对这种新型磁流体的流变性能进行了研究。结果表明，这种磁流体在承受垂直磁场方向的小剪切载荷时，其粘度会随磁感应强度的增加而变大；而当剪切率大于25s-1，其粘度又将减小并趋近于一个恒定值约0.5Pa·s；另外，其在承受小幅振荡剪切载荷时会表现出与典型磁流体不同的粘弹性特征。 关键词：磁性液体；核壳颗粒；流变性能 中图分类号： 文章编号： Preparation and Mechanical Characterization of Magnetic Fluid with Core-Shell Particles ，ZHANG Zhong GU Rui 112 ，GONG Xing-long ，JIANG Wan-quan , HAO Ling-yun 34 （1. CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China；2. Department of Chemistry, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China; 3. Fuyang Normal College, Fuyang 236032, China; 4. National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100080, China） Abstract: Magnetic fluids were prepared by using monodispersed iron/silica (Fe/SiO2) ellipsoidal composite nanospheres as the magnetic materials，which were modified by Tween-20 and dispersed in an oily medium. The rheological properties of the magnetic fluids were studied in detail by rheometer. The Experimental investigation showed that increasing the magnetic field strength yielded an increase of the viscosity, while increasing shear rate leaded to a decrease of the viscosity and the value became a constant about 0.5 Pa·s when shear rate was larger than 25s-1; it was also indicated that the viscoelastic behavior of the magnetic fluids was different with that of the normal ones. Key words: Magnetic fluid; Core-shell particle; Rheological property 0 引言 磁性液体（又称磁流体），是一种胶体溶液，它兼具液体的流动性和固体的磁性，拥有十分独特的物理性能，且在重力场和磁场下不易沉淀和凝聚，因而在航空﹑电子﹑机械﹑冶金﹑石油化工 ﹑仪表等领域中得了广泛的应用。同他胶体体系一样，磁性液体在热力学上是不稳定体系，并具有凝结不稳定性和动力学不稳定性[1]。为使磁性颗粒能长期稳定地处于胶体状态，研究者对磁性颗粒、表面活性剂和基液作了很多研究，研究表明超微磁性颗粒的稳定性是磁流体研究的关键[2]。磁性微粒既需要有较高的 饱和磁化强度，又要有很强的抗氧化能力，因而可供选择的种类非常有限[3]。而Fe O作为传统磁流体的 34————————————————————— 收稿日期：2007-08-30 修订日期：2008-2-29 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目（2007CB936803）；中国科学院“百人计划”项目。

《机械工程控制基础》实验指导书

《机械工程控制基础》实验指导书 工程与技术系 二O一一年四月

目录 实验一时间特性的计算机求解 (1) 实验二频率特性计算机求解 (3) 实验三系统稳定性分析 (5) 实验四系统稳态误差的计算 (7)

实验一 时间特性的计算机求解 一、 实验目的 1. 使用matlab 程序语言描述一阶二阶系统的时间响应。 2. 观察系统在单位阶跃信号、单位脉冲信号作用下的输出，并分析其动态性能。 二、 实验设备 计算机及matlab 仿真软件 三、 实验的内容 1. 使用matlab 程序语言描述一阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[01......,b b b m m -]; den=[01......,a a a n n -]; step(num,den) （2）求解实例： 求解一阶系统1 21 )(+=s s G 单位阶跃响应 num=[1]; den=[2 1]; step(num,den) 响应曲线如图所示：

2. 使用matlab 程序语言描述二阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[2 n ω]; den=[ 22 12)n n ξωω（]; step(num,den) （2）求解实例： 求解二阶系统4 6.14 )(2 ++=s s s G 单位阶跃响应 num=[4]; den=[1 1.6 4]; step(num,den) 响应曲线如图所示： 四、实验报告要求 使用matlab 程序语言下列一阶和二阶系统单位阶跃信号下的的时间响应，并确定影响系统快速性和稳定性的性能指标 （1）1 31 )(+= s s G （2）1000 5.341000 )(2 ++=s s s G

螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书

《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月

螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。

ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称

《机械工程控制基础》教学大纲

机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。

机械设计基础实训指导书

《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月

机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实 训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意 事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动

手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写 出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

机械工程材料实验与实践教学

《机械工程材料》实验与实践教学 实验一铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 1. 熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。 2. 掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。 二、原理概述 铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。按组织标注的铁碳相图见图。铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。高温下还有奥氏体（A）和δ固溶体相。 利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时，需了解相图中各相的本质及其形成过程，明确图中各线的意义，三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态，并能做出不同合金的冷却曲线，从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。 根据含碳量的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类，现分别说明其组织形成过程及特征。 1. 工业纯铁 碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。见图1-1。当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度在80HB左右，而渗碳的硬度高达800HB，因工业纯铁中的渗碳体量很少，故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。

图1-1 工业纯铁组织 2. 碳钢 碳的质量分数C w 在（0.0218~2.11）%之间的铁碳合金称为碳钢，根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。 （1）共析钢 成分为%77.0=C w ，在727℃以上的组织为奥氏体，冷至727℃时发生共析反应： {}{}C Fe F A C C 3%0218.0%77.0+→ 将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体（P ）。室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%，慢冷所得的珠光体呈层片状。 图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组 织 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度，图1-2中窄条为Fe 3C ，

《机械工程控制基础》实验报告

《机械工程控制基础》 实验报告 班级： 学号： 姓名：

一、实验目的： （1）掌握MATLAB 和SIUMLINK 在控制工程领域中的基本应用。 （2）了解一阶系统和二阶系统的对典型输入的响应波形和系统的频率特性。 二、实验设备及仪器： 计算机，MATLAB6软件一套； 三、实验内容： 1、以MATLAB 命令方式，绘制出下列传递函数的单位阶跃响应波形和BODE 和Nyuist 图。 (1)G1=1/s 单位阶跃响应波形图 BODE 图 Nyquist 图 (2)G2=1/(0.5s+1) 单位阶跃响应波形图 BODE 图

Nyquist图 (3)G3=s 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图 (4)G4=0.5 s + 1 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图

(5)G5=1/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图 (6)g6=（0.5 s + 1）/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图

2、利用SIMULINK对下图所示系统建立控制系统模型，并对输入为单位阶跃信号和正弦信号时进行系统输出仿真。 单位阶跃: 正弦信号: 3、利用MATLAB，求出下边传递函数的单位阶跃响应，完成下表并总结规律。 传递函数：G（s）=1/(τs+l) τ=0.1 τ=1

τ=5 τ=10 τ=50 规律总结：惯性环节的输入响应不能立即稳定，存在时间上的延迟，时间常数愈大惯性愈大，延迟时间愈长，时间常数表征该环节的惯性,同时上升时间与时间常数成正比。

中南大学机械工程测试技术实验指导书

机械工程测试技术基础 实验报告 学号：0801130801 学生: 俞文龙 指导老师：邓春萍

实验一电阻应变片的粘贴及工艺 一、实验目的 通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。 二、实验原理 电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。 三、实验仪器及材料 QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变片、连接片。 四、实验步骤 1、确定贴片位置 本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示： 2、选片 1）种类及规格选择 应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。常用是3*5

胶基箔式。 2)阻值选择： 阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。 3)电阻应变片的检查 a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。 b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。 4)配组 电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4 电桥的邻臂阻值小于0.2欧。 一组误差小于0.2% 。在测试中尽量选择相同阻值应变 片组桥。 3．试件表面处理 1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨 a. 机械打磨，如砂轮机 b. 手工打磨，如砂纸 打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra = 3.2um 。应成45度交叉打磨。因为这样便于胶水的沉 积。 2)清洁表面 用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。 3)粘贴。涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。反面涂胶，而正面不涂胶。应变片贴好后接着贴连接片。 4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。 5)检查。 用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。 6)密封 为了防止电阻应变被破坏和受潮，一般用AB胶覆盖在应变片上起到密封和保护作用，为将来长期监测做好准备。 五实验体会与心得 本次亲自动手做了应变片的的相关实验，对应变片有了进一步的认识，通过贴应变片组成电桥，认识并了解了应变片的粘贴工艺过程，以及对应变片在使用之前是否损坏的检查。通过实验，进一步了解了应变片在试验中的作用，同时也锻炼了自身的动手能力。

机械设计基本实训指导书

《机械设计基础》实验指导书

二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度

（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

《机械工程材料》实验指导书-江洁实验一硬度试验

机械工程材料 实 验 指 导 书 红河学院机械系

实验一硬度实验 【实验目的】 1．进一步加深对硬度概念的理解。 2．了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。 3．熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。 【实验设备及材料】 布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。 【实验原理】 硬度计的原理是：将一定直径球体压入试样表面，保持一定的时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。 1.布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ，布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。 2.洛氏硬度（HR）当HB大于450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、 3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的硬度标尺HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。 一、布氏硬度实验 【布氏硬度计】 THBS-3000DA采用电子自动加荷，计算机软件编程，高倍率光学测量，采用自动数字式编码器直接测量，测试结果LCD显示。 图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机 【试样的技术条件】

机械工程控制基础实验报告

机械工程控制基础实验报告 班级：072104-22 姓名：李威 学号：20101003439

实验一 （一） 利用Matlab 进行时域分析： （1） 用Matlab 求系统时间响应： 设系统的传递函数为 G(s)= 50 )501(05.050 2 +++s s τ 求该系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应。 令τ=0、τ=0.0125、τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应; 应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应。文本中tao 即为τ,所用Matlab 文本及响应曲线如下： 00.2 0.40.60.8 -10 -50510 152025 t(sec) x (t ) 00.2 0.40.60.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 t(sec) x (t ) （1）单位脉冲响应曲线 （2）单位阶跃响应曲线 t=[0:0.01:0.8] % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG ,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG ,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG ,dG); % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);

机械工程测试技术试卷4,有答案

一、 填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。 2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。 3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。 4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 相邻 桥臂上。 5．调幅信号由载波的 幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。 7．信号的有效值又称为 均方根值 ，有效值的平方称为 均方值2ψ ，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是 离散的 ，后者频谱特点是 连续的 。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 频率响应法 和 阶跃响应法 。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= 0()x t t - 。其几何意义是 把原函数图像平移至0t 位置处 。 二、 选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。

A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。 A ．5cos100()00 t t x t t π? ≥?=? ?

机械设计实验指导书(1)

机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年

目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)

实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏

机械工程材料习题答案

机械工程材料习题答案 第二章作业 2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？ 答：常见晶体结构有3种： ⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn 2---7为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 第三章作业 3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。 答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒

小 第四章作业 4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。 答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是： （1）强度高：Hall-Petch公式。晶界越多，越难滑移。 （2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。 （3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天，然后 再精加工。试解释这样做的目的及其原因？ 答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。 4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？ 答：W、Sn的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃ 所以W在1000℃时为冷加工，Sn在室温下为热加工

机械设计实验指导书

机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月

实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的

运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所

机械工程材料综合实验心得体会

机械工程材料综合实验心得体会 篇一：机械工程材料总结 第01章材料的力学性能 静拉伸试验：材料表现为弹性变形、塑性变形、颈缩、断裂。 弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。表示引起单位变形所需要的应力。 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 断裂的类型：韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、剪切断裂与解理断裂 布氏硬度 HB：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。洛氏硬度 HR 、维氏硬度HV 冲击韧性：A k = m g H – m g h (J)（冲击韧性值）a k= AK/ S0 (J/cm2) 疲劳断口的三个特征区：疲劳裂纹产生区、疲劳裂纹扩展区、断裂区。 断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标，是应力强度因子的临界值。K ? C a C 工程应用要求：? YIC

磨损过程分：跑和磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段阶段 蠕变性能：钢材在高温下受外力作用时，随着时间的延长，缓慢而连续产生塑性变形的现象，称为蠕变。（选用高温材料的主要依据） 材料的工艺性能：材料可生产性：得到材料可能性和制备方法。铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的方法。锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。 决定材料性能实质：构成材料原子的类型：材料的成分描述了组成材料的元素种类以及各自占有的比例。材料中原子的排列方式：原子的排列方式除了和元素自身的性质有关以外，还和材料经历的生产加工过程有密切的关系。 第02章晶体结构 晶体：是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体有固定的熔点，具有各向异性。非晶体：是指原子呈无序排列的固体。各向同性。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 晶格：晶体中，为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架称