实验室简介

您现在的位置:首页  系概况  实验室简介

实验室简介

 发布人:建工系  发布时间:2014-06-17

一、基本情况

实验室隶属于建工系,自2011年开始建设,已在2号综合实验楼建成力学实验室、测量实验室、土力学实验室,正在建设建材实验室、水力学实验室,总有效面积2946m2,设备总资产763.96万元,仪器设备633(单件800元以上)。待建设水利实验室、结构实验室、道路实验室、给排水实验室、环境工程实验室。

二、建成实验室主要功能与特色

1力学实验室:现有效面积1268m2,设备总资产477万元。主要包括:1)机械性能测量室;2)光弹实验室;3)摩擦系数测定室;4)振动实验室;5)静力学实验室;6)多功能实验室;7)弯扭组合实验室;8)组合梁实验室。实验室以本科基础实验教学为主,每年承担全校各专业的理论力学、材料力学及工程力学课程约2.1万人时数的实验教学任务,涉及机设、能源、过控、成型、金材、土木、水利、环境、测控专业1200多学生,同时积极承担各项科研及社会服务任务。目前,实验室可正常开设理论力学课程实验——摩擦系数测定、桁架静力学实验、振动参数测试与分析、隔振、动力消振等,共16学时实验;材料力学课程实验——材料的静态和疲劳力学性能的参数测定、梁纯弯曲和斜弯曲、薄壁圆筒弯扭组合实验、开口薄壁弯心测定、压杆稳定、偏心拉伸、组合梁、弹性常数及未知重量测定等各种状态下结构的应变测量及应力分析,共24学时。其中部分内容是本实验室自行开发的综合研究性实验。实验室还可以进行各种材料和产品的力学性能测定和分析、大型工程结构动静态检测与分析等。

1)机械性能测量室(负一楼):主要设备包括长沙亚星数控生产的1030t电子万能试验机3台、1000N·m电子扭转试验机2台、50t电液伺服疲劳试验机1台;新三思集团生产的100t电液伺服万能试验机1台,200t电液伺服压力试验机1台;杭州双龙机械生产的摇臂钻床1台;计算机8台。

材料的机械性能测试在工程中广泛应用,它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数,便于合理地使用材料,保证机器(结构)及其零件(构件)的安全工作。电子万能试验机和扭转试验机可对各类工程材料进行拉、压、剪、扭、弯等力学性能测试试验,用于实验教学及各种科研和工程测试与分析。电液伺服疲劳试验机用于测定工程材料材料在交变循环加载作用下的疲劳寿命和疲劳极限。

本实验室可以开设五项共8h实验,主要实验内容包括:(1)拉伸试验:测定材料的弹性模量,验证胡克定律,拉伸强度性能指标(屈服点和抗拉强度);塑性指标(断后伸长率和断面收缩率)(2)压缩实验:测定材料的压缩强度性能指标(屈服点和抗压强度)(3)扭转实验:测定材料的切变模量验证剪切胡克定律,强度性能指标(扭转屈服应力和抗扭强度)(4)剪切实验:测定材料的剪切强度性能指标(抗切强度)(5)疲劳实验:不同频率的加载波形(正弦波、三角波、方波、斜波)循环载荷下的单轴拉压、三点弯曲和四点弯曲疲劳实验,测定材料的疲劳寿命和疲劳机械。

2)光弹实验室(101室):主要设备包括苏州卓力特光电仪器生产的数码光弹仪设备和戴尔计算机18套。

光弹性实验是应力分析的一种重要方法,所得到的应力条纹既可以直观地显示全场范围内的应力分布变化情况;又可以精确显示局部区域应力集中引起的应力急剧变化情况,因此在分析构件内部的三维应力和确定应力集中程度方面具有很大的优势。

本实验室可以开设共4h的小模型光弹性实验。

3)摩擦系数及切变模量测定室(102):主要设备包括18套静摩擦系数测试仪和10台扭角仪。

摩擦问题是静力学重要和基础性问题,通过摩擦系数测定试验可以深入了解材料性质、接触面状况、运动形式对两物体间摩擦力的影响,掌握摩擦角和自锁现象。扭角仪用来测定低碳钢材料的材料常数——切变模量。

本实验室可以开设1h的摩擦系数测定实验和1h的低碳钢切变模量测定实验。

4)振动实验室(201):主要设备为动态信号测试分析系统18套,每套包括江苏东华测试产生的多功能信号源、功率放大器、电动振动台和动态信号测试分析系统数据采样仪;秦皇岛信恒产生的悬臂梁钢尺、带弹簧隔振器、大小铝制基座、ICP传感器、动力消振台;上海精仪产生的读数显微镜;宏碁电脑各1()

振动实验是理论力学课程的重要的实践性教学环节。通过实验,不仅能验证理论,加深对理论的理解,同时也了解工程上进行振动实验和测试的仪器设备、测试方法。

本实验室可以开设6项共8h理论力学实验,主要实验内容包括:(1)加速度传感器校准实验(4h):掌握电荷放大器的使用方法、了解加速度传感器制造理论公式、掌握加速度传感器的标定方法。(2)单自由度自由振动(1h):得到单自由度自由衰减振动曲线,测量固有频率和阻尼。(3)单自由度受迫振动(1h):测试幅-频响应曲线,观察共振现象,测量固有频率和阻尼。(4)主动隔振与被动隔振实验(1h):测试隔振曲线,了解隔振测试与设计基本方法。(5)悬臂钢尺振动实验(0.5h):了解多自由度共振现象,固有频率测试和振型概念。(6)动力消振实验(0.5h):了解动力消振现象、原理和设计方法。选配速度、加速度传感器、力锤和电桥盒等辅件,本实验室的动态测试分析系统还可以用于实际工程结构的振动及动应变信号的采集与测量。

5)静力学实验室(202室):主要设备为秦皇岛信恒产生的静力学实验装置18套,每套包括焊接桁架梁、铆接桁架梁、铰接桁架梁和钢制补偿块各1件。

桁架结构是一种由杆件彼此在两端用铰接、焊接或铆接而成的结构。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。

本实验室可以开设8h理论力学、材料力学和结构力学综合实验,其中桁架的受力分析涉及理论力学与结构力学课程,内力的测量则通过材料力学电测方法。通过桁架连接方式、可调加载和支撑位置实现实验内容的多样性。

6)多功能实验室(211室):主要设备包括秦皇岛信恒生产的材料力学组合试验架和20点静态应变仪18套。

材料力学组合试验架装置是我校自主研发,由秦皇岛信恒生产的实验教学设备,可以完成10h实验内容,其中项为电测实验,分别为弯曲正应力、斜弯曲和偏心拉伸实验。电测技术是用电阻应变片测量构件的表面应变,再根据应力应变关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。至今仍是应用最广泛最有效的应力测量技术,是工程结构健康监测的一项重要测试手段。本装置开设的三项电测实验分别从纯弯曲基本变形,双向弯曲和拉弯组合变形,由浅入深训练学生的电测技能。本装置开设的另两项实验分别为开口薄壁截面弯心测定和压杆稳定实验,均是材料力学课程理论的重要延伸。

实验内容包括:(1)弯曲正应力实验:熟悉电阻应变测量技术的基本原理和方法;分别测定矩形、工字形及T形截面金属梁在纯弯矩作用下的正应力分布,比较各种截面的正应力分布规律熟悉各种平面图形的几何性质的分析方法,比较在各种截面上的正应力分布规律。(2)斜弯曲实验:测定斜弯曲梁的应力分布,确定载荷作用方向,分析梁的中性层位置。(3)偏心拉伸实验:测定偏心拉伸试件的应力分布。(4)开口薄壁截面弯心测定实验:测定开口薄壁杆件截面的弯曲中心;测量横力作用下开口薄壁杆件的扭转变形。(5)压杆稳定实验:测定单杆双铰、单杆固铰、双杆双铰及双杆固铰4种状态下的压杆临界压力测定,分析比较各种支座状态下的临界力。

7)弯扭组合实验室(210室)主要设备包括秦皇岛信恒生产的薄壁圆筒弯扭组合实验装置和20点静态应变仪18套;80点静态应变仪2套。

弯扭组合变形是工程中最重要的组合变形,由于存在多种内力素产生的应力,构件处于复杂应力状态下。通过电测实验方法测定构件一点的应力状态,对于该类结构的强度分析和优化设计具有重要的工程应用价值。

本实验室可以开设2h的薄壁圆筒弯扭组合实验,通过本实验训练:(1)掌握应变花测试复杂应力状态下构件上一点的主应力大小及方向的半桥单臂电测法和理论计算;(2)掌握采用半桥双臂及全桥电测接法分离复合内力素产生的应变,测定弯矩、扭矩和剪力在构件横截面上分别产生的应力大小及理论计算;(3)掌握电测技术重要的组桥技巧,采用不同应变片的组合分离剪力和扭矩产生的应变,测定材料的切变模量等。

8)组合梁实验室(212室):主要设备包括秦皇岛信恒生产的材料力学组合梁实验装置20点静态应变仪18套。

组合梁实验装置我校自主研发,由秦皇岛信恒生产的实验教学设备。该装置包括等截面组合梁和变截面多强度梁两部分,其中组合梁是根据我校参与的中科院项目——托卡马克EAST核聚变实验装置支撑的基础上研发的一个设计性实验项目。梁的组合方式考虑了不同材料、厚度、间隙、端部约束,由学生根据自身对材料力学理论课程掌握程度选择合适的难度进行实验和分析。在等强度梁上研发了弹性常数与未知重量测定实验项目,要求学生自行设计实验方案,综合考察材料力学性能、弯曲、能量法和电测方法等多个知识点。

本实验室可以开设2项共6h材料力学实验教学项目,主要实验内容包括:(1)组合梁实验(2h):用电测法分析不同材料、不同约束形式超静定结构一点应力(应变)变化规律,学习超静定结构由简单到复杂的理论分析过程并与实验分析相比较。(2)弹性常数与未知重量测定实验(4h)用电测和位移法分别测量材料的弹性模量、泊松比以及待测重物的重量。验证位移互等定理。

2测量实验室(105)实验室总面积176m2,主要设备包括南方测绘产生的全站仪、水准仪、平板仪和皮尺各50套,经纬仪22套,另有徕卡全站仪、水准仪、徕卡GPS、南方测绘GPS1套,设备总资产152.12万元。实验室主要承担测量实验和实习教学,年均约1万人时数,涉及土木、水利、环境等专业约500名学生。测量学课程是土木、水利等工科专业必修的专业技术基础课。通过实验和实习教学训练学生的基本测量方法、仪器操作技能、地形图测绘及应用、施工放样等,为解决土木工程的勘测、规划设计、施工、运营等各阶段中有关工程测量的问题打下基础。

本实验室可以开设16h的测量实验,包括:水准仪的认识及使用,普通水准测量,经纬仪的认识及使用,水平角观测,竖直角观测,普通水准测量,全站仪的认识与使用,视距测量,四等水准测量。可以开设2周的测量实习:地形图测绘及工程建筑物的放样。

3土力学实验室(103、104、106室):实验室总面积482m2。主要设备包括:沸煮箱2台、电导率仪2台、应变控制式无侧限抗压强度仪(DW-1)5台、土壤粉碎机1台、恒温水槽2台、振筛机2台、光电式液塑限联合测定仪15台、碟式液限仪2台、单联手摇、电动应变式直剪仪14台、抽真空及缸体设备2台、十字板剪切仪2台、70型渗透仪、55型渗透仪各10台、单联中压固结仪、双联中压固结仪各12台、电动脱模机1台、以及不同精确度电子天平9台,设备总资产42.7万元。土力学实验是通过对土的物理、力学性质指标的验证试验,加深对课程基础理论的理解,认识到土的试验指标在土的工程性质评价和为地基的设计、施工提供依据和参数的重要性同时熟悉一些常用的土工测试方法和手段。

本实验室可以开设8h的土力学实验,包括:土的天然含水量实验,土壤密度(103)液限、塑限实验(103)无侧限抗压实验(104);渗透实验(104)固结实验(104106);直接剪切实验(106)

 

 

 

COPYRIGHT © 2012 合肥工业大学宣城校区建筑工程系 | Department of Structure Engineering , Hefei University of Technology Xuancheng Campus ALL RIGHT RESERVED.

Powered byTayGodA1.6 访问次数: