工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)

前言

　　20世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)技術(shù)高度發(fā)展，特別是航空航天工業(yè)的崛起；計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及迅速地更新?lián)Q代；各種新型材料不斷問(wèn)世并廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)部門，實(shí)驗(yàn)設(shè)備日趨完善、實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平不斷提高。所有這些進(jìn)展，使得力學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的領(lǐng)域更加廣闊、知識(shí)更加豐富多釆。處在21世紀(jì)這樣的信息時(shí)代，面向大學(xué)本科生開(kāi)設(shè)的“工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的改革，面臨著新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：　　1.應(yīng)改革以靜力實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式，增加與動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)有關(guān)的新實(shí)驗(yàn)?！　∫酝墓こ塘W(xué)實(shí)驗(yàn)大都是在靜載條件下完成的，缺乏動(dòng)態(tài)測(cè)試的內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在工程實(shí)際中，動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)已經(jīng)成為主要的測(cè)試手段。因此，在傳統(tǒng)的靜載力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大力更新和增加與動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，是工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的重要內(nèi)容?！　?.應(yīng)改革以老國(guó)標(biāo)為依據(jù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.采用最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！　∫酝墓こ塘W(xué)實(shí)驗(yàn)一般是按照舊的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，隨著我國(guó)加入WTO，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌’國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定和修改的時(shí)間已大大縮短。如果仍然按照舊的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，顯然已不能符合時(shí)代發(fā)展的要求。因此，積極了解和跟蹤國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，根據(jù)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)更新力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已是當(dāng)務(wù)之急?！　?.應(yīng)充分利用信息技術(shù)高速發(fā)展的最新成果和計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力?！　鹘y(tǒng)的“工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，采用人工讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，人工分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。而在信息技術(shù)的高速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)分析數(shù)據(jù)已成為工程測(cè)試的主要手段。因此，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，更新測(cè)試儀器和設(shè)備，使用新的電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如：InStron測(cè)試系統(tǒng)等；使用新的測(cè)試儀器，如：虛擬儀器Labview等，以培養(yǎng)學(xué)生操作電子儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)試的能力，大力加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)采集和分析數(shù)據(jù)的能力。　　4.應(yīng)改革以鋼鐵等金屬材料為主的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系，引入新材料實(shí)驗(yàn)。-　　當(dāng)前’許多具有良好性能的結(jié)構(gòu)材料，例如復(fù)合材料、高分子材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、耐熱合金等’其應(yīng)用已從軍事工業(yè)與高科技領(lǐng)域擴(kuò)展到許多工業(yè)部門。這些材料的使用大大減輕了結(jié)構(gòu)重量，而結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和壽命卻有幾倍以至十幾倍的增長(zhǎng)。因此，應(yīng)在工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中增加新材料實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容?！　?.應(yīng)改革與時(shí)間無(wú)關(guān)的線彈性問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，引入與時(shí)間有關(guān)的線性和非線性問(wèn)題。　　傳統(tǒng)的工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要討論鋼鐵材料在常溫、靜載作用下彈性范圍的應(yīng)力和變形問(wèn)題’因而其應(yīng)力應(yīng)變保持線性關(guān)系且與時(shí)間無(wú)關(guān)。但是，對(duì)于高分子材料、結(jié)構(gòu)陶瓷以及高溫條件下工作的耐熱合金等材料，其應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系都與時(shí)間有關(guān)，當(dāng)然有些是線性的，有些是非線性的?！　檫m應(yīng)新形勢(shì)下工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的需要，在力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課的基礎(chǔ)上，東南大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的黃躍平、韓曉林和胥明老師，總結(jié)了長(zhǎng)期進(jìn)行工程測(cè)試的豐富經(jīng)驗(yàn)。

內(nèi)容概要

　　《工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)》圖文并茂，內(nèi)容實(shí)用性強(qiáng)，可作為高等學(xué)校本科力學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。本實(shí)驗(yàn)教材是根據(jù)教育部關(guān)于開(kāi)展高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的精神和要求，對(duì)近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)合多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體會(huì)編寫而成。全書(shū)共列出22個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中包括拉伸、電測(cè)原理、彎曲正應(yīng)力、彎扭組合變形等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，該部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行編寫，和現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)書(shū)中還包括開(kāi)口薄壁結(jié)構(gòu)、沖擊動(dòng)荷系數(shù)、電測(cè)標(biāo)定加速度傳感器、工程結(jié)構(gòu)電測(cè)分析等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)著重提出實(shí)驗(yàn)要求，拓展實(shí)驗(yàn)的工程背景，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

書(shū)籍目錄

實(shí)驗(yàn)1 金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2 應(yīng)變計(jì)的粘貼工藝實(shí)驗(yàn)3 電阻應(yīng)變計(jì)的熱輸出實(shí)驗(yàn)4 電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5 材料彈性常數(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6 彎曲正應(yīng)力分布實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)7 薄壁圓管彎扭組合應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)8 開(kāi)口薄壁梁彎心測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)9 開(kāi)口薄壁截面的約束扭轉(zhuǎn)和圣維南原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)10 沖擊應(yīng)力及動(dòng)荷系數(shù)實(shí)驗(yàn)11 電測(cè)法測(cè)定衰減振動(dòng)參數(shù)實(shí)驗(yàn)12 電測(cè)法標(biāo)定加速度傳感器的電壓靈敏度實(shí)驗(yàn)13 單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)的幅頻特性實(shí)驗(yàn)14 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)角位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)15 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的線位移和加速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)16 拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)（n值）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)17 工程結(jié)構(gòu)電測(cè)應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)18 工程結(jié)構(gòu)減振實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)19 金屬材料壓縮、剪切及扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)20 金屬材料疲勞演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)21 光彈實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)22 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)附錄1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和不確定度概念附錄2 電阻應(yīng)變計(jì)及電阻應(yīng)變儀簡(jiǎn)介附錄3 Instron 3367型雙立柱臺(tái)式電子試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介附錄4 光彈儀簡(jiǎn)介參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的干擾力使回轉(zhuǎn)軸彎曲，且產(chǎn)生軸支座的動(dòng)壓力，在該力作用下支座或基礎(chǔ)將產(chǎn)生振動(dòng)。若在支座上安裝測(cè)量支座振動(dòng)的傳感器，例如速度傳感器，就可接受支座速度的振動(dòng)信號(hào)，當(dāng)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，支座的振動(dòng)也隨之變化。所謂轉(zhuǎn)子的伯德圖是一張顯示振動(dòng)幅值與相位隨著回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速變化而變化的圖線。伯德圖的振動(dòng)幅值一轉(zhuǎn)速曲線反映了振動(dòng)幅值隨回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律，曲線的極大值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速便是回轉(zhuǎn)軸輪系的臨界轉(zhuǎn)速，第1個(gè)極大值處的轉(zhuǎn)速稱為第1階臨界轉(zhuǎn)速，依次為第2階、第3階……的臨界轉(zhuǎn)速?！　≡谂R界轉(zhuǎn)速測(cè)定中，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)機(jī)械程序VmCras的外部方式采集數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)壓緩慢地改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，即可在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速及振動(dòng)信號(hào)的變化。采集結(jié)束后，通過(guò)工具條上的“B”按鈕顯示伯德圖，從伯德圖識(shí)別臨界轉(zhuǎn)速。

圖書(shū)封面

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