在材料力学教学实验中如何发挥微机控制电子试验机的作用

摘  要］ 本文介绍微机控制电子试验机在国防科大力学实验室使用情况。对微机控制电子试验机如何用于材料力学教学实验作了重点讲述，并介绍了使用微机控制电子试验机进行材料力学开放性实验的情况。
［关键词］ 微机控制电子试验机  材料力学教学实验  开放性实验

1  前言
作为电子试验机的第三代产品──微机控制电子试验机，采用先进的微机控制和测量技术，实现全数字化及图形显示，它没有控制柜，任何操作均在计算机上完成。目前在国内越来越多的高校引进微机控制电子试验机，用于本科生材料力学教学实验，开拓了学生的视野，但如何发挥微机控制电子试验机在材料力学教学实验的作用，放手让学生自己使用还存在一定问题。
我校2003年订购了10台微机控制电子试验机，用于本科生材料力学实验教学。为满足教学的需要，每台试验机除标准配置外，还配有台阶夹具、引伸计标定器、压杆稳定试验装置、激光打印机及模拟量输入输出接口。通过四年的教学实践和3500多名学员操作使用，对如何使用和发挥微机控制电子试验机在材料力学教学中的作用、培养学员的动手和分析问题的能力，作了一些探索。

2  材料力学实验内容的设置
我校材料力学实验共设置了13项实验内容，使用微机控制试验机的实验占有6项，其中用电测作图法测定金属材料的拉伸弹性模量E、切变模量G和规定非比例延伸强度Rp0.2是我校的特色，利用试验机自动绘制试验曲线，教学效果更直观。学生在实验中可实现“手动”控制和“程控”控制两种方式，特别是弹性模量和规定非比例延伸强度的测定，由学生自己安装引伸计，试验软件可同时记录力-变形和力-位移曲线，这对加快学生对所学知识的理解，提高教学实验的质量是很有好处的。
在材料力学实验中有三次课要使用微机控制电子试验机：*次拉伸和压缩试验，学习微机控制电子试验机操作使用，采用“手动”控制方式，绘制力-位移曲线，测定低碳钢的上屈服强度ReH、下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和A11.3、断面收缩率Z及铸铁的抗拉强度Rm，观察材料屈服时出现的滑移线、验证卸载定律和观察材料的冷作硬化现象。第二次弹性模量和规定非比例延伸强度的测定，采用“程控”控制方式，绘制力-变形曲线，验证胡克定律、测定低碳钢和硬铝材料的弹性模量E和规定非比例延伸强度Rp0.2、观察材料屈服后产生的滞后现象。第三次压杆稳定试验，绘制力-挠度曲线，测定两端铰支压杆的临界压力Fcr、观察压杆弹性失稳现象。