工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)

前言

“平者，水停之盛也。其可以為法也，內(nèi)保之而外不蕩也?！薄肚f子。內(nèi)篇。德充符》中的這一段話，是孔子對于魯哀公提問“何謂德不形”的回答?？鬃佑盟o止的內(nèi)部平穩(wěn)、和諧和外部沒有動(dòng)蕩，形象地解答了理解“德之無形特征”時(shí)的疑惑。其實(shí)，只要靜心思考，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一比喻還有更寬泛的意義：用之思考工程力學(xué)及其實(shí)驗(yàn)的研究方法也是適用的；用之理解不受外擾，專心致志于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過若干年積累、推敲一本書，也是恰切的。將牛頓第二定律的質(zhì)量與加速度的乘積添加負(fù)號移至等式左方，定義為慣性力，從內(nèi)部保持為“擬靜力”平衡、從外部“無動(dòng)力”去理解達(dá)朗伯原理，豈不是“平者”之法嗎？工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)中緩慢加載以減少動(dòng)力效應(yīng)、電測方法的電橋平衡，等等，皆在追求“外不蕩”上下了工夫。即便是沖擊現(xiàn)象，由于歸結(jié)為列機(jī)械能守恒方程，亦為水盛容器之中的“內(nèi)保平外不蕩”之法也。廣而言之，凡自然現(xiàn)象化為列方程的方法，右端皆為零，乃將外因內(nèi)化，無外部振蕩，便于掌控矣！北京工業(yè)大學(xué)力學(xué)教學(xué)的“內(nèi)靜外不擾”的狀態(tài)，可追溯到我校成立之日，前輩們創(chuàng)建了潛心搞好教學(xué)的傳統(tǒng)，又被一代又一代教師所傳承。后來，陸續(xù)創(chuàng)立了“材料力學(xué)”國家精品課程，“理論力學(xué)”與“工程力學(xué)”北京市精品課程，工程力學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，基礎(chǔ)力學(xué)國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)，這一切都印證了孔子所談的這種“法”確有指導(dǎo)作用。

內(nèi)容概要

　　《十二五高等教育實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)系列規(guī)劃教材·工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)》包含了理論力學(xué)及材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力。全書采用模塊化方式，分為基本實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及簡單的數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)?！　　妒甯叩冉逃龑?shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)系列規(guī)劃教材·工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)》共分為7章。第1章為緒論；第2章為力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)備及測試原理；第3章為力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)；第4章為綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；第5章為研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；第6章為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析基本理論；第7章介紹了ANSYS計(jì)算分析的基本方法。在附錄中列舉了學(xué)生在研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的自選題目及典型論文?！　　妒甯叩冉逃龑?shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)系列規(guī)劃教材·工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)》可以作為不同類型力學(xué)課程（理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)）的實(shí)驗(yàn)教材，也可作為“工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)”獨(dú)立設(shè)課的教材。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用1.2 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)及主要內(nèi)容1.3 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本程序1.4 研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的基本要求第2章 力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)備及測試原理2.1 電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)2.2 液壓萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)2.3 微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)2.4 多功能實(shí)驗(yàn)臺2.5 應(yīng)變式電子引伸計(jì)2.6 數(shù)顯擺錘式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)機(jī)2.7 QBG－100型高頻疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)2.8 X射線應(yīng)力儀2.9 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀2.10 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀2.11 百分表和千分表2.12 電測法基本原理與平面問題的應(yīng)變分析2.13 X射線測量表面應(yīng)力的基本原理2.14 電阻應(yīng)變片貼片方法和步驟第3章 力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)3.1 拉伸實(shí)驗(yàn)3.2 壓縮實(shí)驗(yàn)3.3 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)3.4 彈性模量E及泊松比盧的測定3.5 直梁彎曲正應(yīng)力測定3.6 直梁彎曲變形測定3.7 金屬材料的沖擊實(shí)驗(yàn)3.8 金屬材料的疲勞實(shí)驗(yàn)3.9 光彈性基本實(shí)驗(yàn)3.10 簡諧振動(dòng)幅值測量3.11 單自由度機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的測量3.12 兩自由度機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的測量第4章 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)4.1 疊梁彎曲實(shí)驗(yàn)4.2 彎扭聯(lián)合作用下應(yīng)力及內(nèi)力素白測定4.3 電測綜合性實(shí)驗(yàn)4.4 表面殘余應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn)4.5 彈塑性應(yīng)力與電測法的綜合實(shí)驗(yàn)4.6 組合實(shí)驗(yàn)臺綜合實(shí)驗(yàn)4.7 壓桿穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)4.8 三點(diǎn)彎曲高梁橫截面應(yīng)力的光彈性法測定4.9 振動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)4.10 疊梁彎曲的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)第5章 研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)5.1 研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的基本要求及小論文說明5.2 工程型材的綜合實(shí)驗(yàn)——角鋼、槽鋼、矩形鋼管的組合變形及彎心實(shí)驗(yàn)5.3 北京城市輕軌及普通鐵軌的力學(xué)分析(不對稱工字鋼)5.4 桁架的應(yīng)變測量與應(yīng)力分析5.5 地應(yīng)力傳感器(電阻應(yīng)變計(jì)式)實(shí)驗(yàn)5.6 橋梁模型的動(dòng)、靜態(tài)應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn)5.7 應(yīng)力集中的磁記憶檢測實(shí)驗(yàn)5.8 平面應(yīng)變斷裂韌度K1C的測定實(shí)驗(yàn)5.9 環(huán)境介質(zhì)中裂紋擴(kuò)展速率da／dt測定實(shí)驗(yàn)5.10 疲勞壽命實(shí)驗(yàn)5.11 理論力學(xué)研究性小論文選題第6章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析基本理論6.1 誤差的定義和分類6.2 直接測定量的誤差表示法6.3 間接測量中誤差的傳遞6.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理6.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本定義與概念6.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的線性擬合方法第7章 ANSYS計(jì)算分析的基本方法7.1 ANSYS計(jì)算軟件概況7.2 ANSYS計(jì)算軟件的基本功能7.3 有限元模型的建立7.4 結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析7.5 結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析附錄1 與本書相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)目錄附錄2 學(xué)生在研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的選題范例附2.1 部分創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)選題附2.2 典型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)論文選登參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：工程力學(xué)涵蓋了理論力學(xué)與材料力學(xué)，是高等學(xué)校工科專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一。理論力學(xué)研究物體的剛體運(yùn)動(dòng)，重點(diǎn)考慮作用在物體上的力與物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，分析物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律；材料力學(xué)研究物體的變形，重點(diǎn)考慮作用在物體上的力與物體變形之間的關(guān)系，研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題。工程力學(xué)是研究物體宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)中最普遍、最基本規(guī)律的學(xué)科，在工程中起著至關(guān)重要的作用。就工程力學(xué)課程本身特點(diǎn)而言，其實(shí)驗(yàn)占據(jù)了重要地位。工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要作用為：（1）測定材料的力學(xué)性能參數(shù)；（2）發(fā)現(xiàn)力學(xué)現(xiàn)象規(guī)律，為理論推導(dǎo)提供合理假定及基礎(chǔ)依據(jù)，檢驗(yàn)理論公式的正確性并給予修正；（3）解決理論分析難以處理的問題，通過實(shí)驗(yàn)測定復(fù)雜構(gòu)件的應(yīng)力變形等；（4）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬的逼近精度，以便改進(jìn)計(jì)算力學(xué)模型使之可靠地逼近工程結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)；（5）通過實(shí)體或數(shù)值實(shí)驗(yàn)得到所需要的力學(xué)參數(shù)，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，準(zhǔn)確評估工程結(jié)構(gòu)的安全程度。

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