工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)

前言

　　20世紀(jì)以來，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)改革以老國標(biāo)為依據(jù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.采用最新的國家標(biāo)準(zhǔn)?！　∫酝墓こ塘W(xué)實(shí)驗(yàn)一般是按照舊的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，隨著我國加入WTO，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌’國家標(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，積極了解和跟蹤國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，根據(jù)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(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?！　?.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)間無關(guān)的線彈性問題的實(shí)驗(yàn)，引入與時(shí)間有關(guān)的線性和非線性問題?！　鹘y(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)力和變形問題’因而其應(yīng)力應(yīng)變保持線性關(guān)系且與時(shí)間無關(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)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行編寫，和現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)書中還包括開口薄壁結(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 開口薄壁梁彎心測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)9 開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。

圖書封面

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