实验力学(含实验)教学大纲-李丹-32学时-20140331
实验力学实验教学大纲
实验力学实验教学大纲01.教学单位名称：机械科学与工程学院02.实验中心名称：力学实验中心03.课程名称：实验力学04.课程代码：41212205.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修07.课程学时：60学时，其中含实脸20学时。
08.课程学分：309.面向专业：工程力学10 .实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务和目的《实验力学》是一门重要的学科基础必修课，着重培养学生的实验技能，为学生用实验手段解决力学和工程实际问题打下基础。
其主要任务是使学生掌握用电测法及光测法进行应力测试的基本原理、方法及应力分析方面的基本知识和技能。
实验课是本课程的重要教学环节，其目的是使学生接受电测及光测应力测试、仪器使用及数据处理等实际技能的训练。
培养学生具有拟定测量方案和处理测量结果的能力。
教学要求通过电测应力分析实验，掌握应变片的粘贴和信号采集与处理，学会多点静态应变测量，了解动态应变测量方法；通过光测应力分析实验，了解条纹值测定和平面光弹。
11 .学生应掌握的实验技术及实验能力(1)掌握应变计对测量结果的影响；(2)掌握静态应力测量的基本原理与方法及测试精度；(3)掌握动态应力测定原理与方法；(4)掌握平面光弹性法的基本原理、方法、原始数据的采集、结果分析处理及仪器的正确使用操作；(5)在平面光弹性基础上初步掌握三维光弹性实验方法、结果处理及误差评定；(6)掌握光弹贴片法原理、测量技术及应用场合；(7)了解冻结实脸技术及其应用场合和所用仪器设备。
12.开设实验项目[1]张如一，《实验应力分析实验指导》，清华大学出版社，1980.0814.考核要求、考核方式及成绩评定标准本课程的总学时为60学时，其中实验为20学时，占总学时的33%。
实验报告学生自拟。
本课程实验为验证性实验。
要求学生课前预习有关内容，教师作针对性指导，具体实脸步骤、数据处理由学生自行完成。
实验课成绩占本课程总成绩的30%o根据学生做试验的记录和实验报告完成的质量确定，对缺实脸成绩者，本课程不予通过。
《普通物理实验—力学部分》教学大纲
《普通物理实验—力学部分》教学大纲课程编号：05099002学时：30学分：1开课对象：物理学专业课程类别：专业必修英文译名：dynamical experiments根据教学大纲要求对物理教育专业开设9个实验，每个实验3学时，计27学时，另有误差理论3学时，共计30学时。
一、教学任务和目的1、通过对实验现象的观察和判断，对实验结果的分析和总结，使学生加深对物理基本概念和规律的认识。
2、通过实验，培养学生辩证唯物主义的世界观，严肃认真实事求是的科学态度和严谨的工作作风。
3、为达到教学目的，要求学生课前预习，课后认真完成实验报告，爱护仪器仪表，实验结束时，考查效果，具体实验的选定可根据所学专业的侧重来定。
二、教学基本要求力学实验要求学生掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微计、秒表、电子毫秒计、天平以及气垫导轨、光电门、光杠杅等基本仪器，要求能应用误差理论正确处理实验数据，能对实验结果作出正确的分析。
三、实验内容误差理论（3学时）具体要求：a. 掌握测量与误差的基本概念。
b. 了解误差分类及其处理方法。
c. 掌握测量不确定度的基本概念。
d.能对测量结果进行正确处理。
e.实验一长度测量(3学时)1、目的和要求：a. 掌握游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的装置原理和使用方法。
b. 巩固有关误差、实验结果不确定度和有效数字的知识，熟悉数据记录、处理及测量结果表示方法。
c. 掌握多次等精度测量误差的估算方法。
2、实验项目：a. 分别用游标卡尺及螺旋测微计测一圆柱的尺寸，并求体积。
b. 利用读数显微镜测一半导体集成电路图形（或类似的图形）的尺寸，练习在弯游标及不同的测微计上读数。
c. 多次测量误差的估算，求其总不确定度。
3、实验设备：游标卡尺、螺旋测微计、测量显微镜。
实验二转动惯量的测定（3学时）1、目的和要求：a. 掌握利用转动定律测定均质规则固体的转动惯量。
b.验证平行轴定理。
《力学与热学》教学大纲.
《力学与热学》教学大纲英文名称：Mechanics and calorifics课程编码：13213 学分：5 参考学时：80 实验学时：上机学时：适用专业：地球物理学大纲执笔人：闫向宏系（教研室）主任：方建会《力学部分》一、课程目标《力学》是应用物理学专业和材料物理学专业学生一门重要的基础必修课，通过本课程的学习，使学生不但比较系统的掌握力学的基础知识，而且使学生学到力学基础的研究方法，掌握普通物理学中力学部分的基本概念、基本定律，另外也训练学生严密的科学思维及分析问题解决问题的能力，为学生毕业后从事与物理学有关的科学研究、教学工作，为学习后继课程打下良好的基础。
二、基本要求1．掌握质点的直线运动及曲线运动规律；2．掌握质点动力学的基本定律；3．掌握刚体的平动及定轴转动的基本规律；4．掌握伯努利方程；5．掌握简谐振动和简谐波的基本规律；6．了解刚体的滚动、阻尼和受迫振动。
7．掌握洛伦兹变换、钟慢尺缩效应、相对论动量和能量、相对论时空观三、教学内容与学时分配建议第一章物理学和力学2学时1．1发展着的物理学（－）经典物理学与现代物理学（二）微观世界（三）宇宙的早期演化（四）非线性系统的复杂行为1．2 物理学科的特点（一）物理学以实验为基础（二）理想模型（三）物理学的思考（四）物理学理论（五）物理·技术和经济1．3 时间和长度的计量（一）时间的计量（二）长度的计量1．4 单位制和量纲（一）基本单位和导出单位（二）国际单位制（三）量纲式1．5 参考系·坐标系与时间坐标轴（一）参考系和坐标系（二）时间坐标轴1．6 力学——学习物理学的开始数学知识补充与复习1．矢量2．矢量的加法与减法3．矢量的数乘4．矢量的正交分解5．矢量的标积和矢积6．矢量导数第二章质点运动学4学时2．1 质点的运动学方程（一）质点的位置矢量与运动学方程（二）位移——位置矢量的增量2．2 瞬时速度矢量与瞬时加速度矢量（一）平均速度与瞬时速度（二）平均加速度与瞬时加速度2．3 质点直线运动——从坐标到速度和加速度（一）运动学方程（二）速度和加速度（三）匀速与匀变速直线运动2．4 质点直线运动——从加速度到速度和坐标（一）从速度到运动学方程和位移（二）已知加速度求速度和运动学方程2．5 平面直角坐标系·抛体运动（一）平面直角坐标系（二）抛体运动（三）用矢量讨论抛体运动2．6 自然坐标·切向和法向加速度（一）自然坐标（二）速度·法向和切向加速度2．7 伽利略变换（一）伽利略变换（二）伽利略变换蕴含的时空观（三）伽利略速度变换关系（四）加速度对伽利略变换为不变量第三章动量定理及动量守恒定律4学时3．1牛顿第一定律和惯性参考系3．2 惯性质量·动量和动量守恒定律（一）惯性质量（二）动量·动量守恒定律3．3 牛顿运动定律·伽利略相对性原理（一）力·力的独立作用原理（二）牛顿运动定律（三）伽利略的相对性原理3．4 主动力和被动力（一）主动力（二）被动力或约束反作用力3．5 牛顿运动定律的应用（一）质点的直线运动（二）变力作用下的直线运动（三）质点的曲线运动（四）质点的平衡3．6 非惯性系中的力学（一）直线加速参考系中的惯性力（二）离心惯性力（三）科里奥利力3．7 用冲量表述的动量定理（一）力的冲量（二）用冲量表述的动量定理3．8 质点系动量定理和质心运动定理（一）质点系动量定理（二）质心运动定理（三）质点系相对于质心系的动量3．9 经典力学中动量守恒定律的常见形式（一）质点系动量守恒定律（二）动量沿某一坐标轴的投影守恒第四章动能和势能4学时4．1 能量——另一个守恒量4．2 力的元功·用线积分表示功（一）力的元功和功率（二）利用不同坐标系表示元功（三）力在有限路径上的功4．3 质点和质点系动能定理（一）质点的动能定理（二）质点系内力的功（三）质点系的动能定理4．4 保守力与非保守力·势能（一）力场（二）保守力与非保守力（三）势能（四）势能是物体相对位置的函数4．5 功能原理和机械能守恒定律（一）质点系的功能原理（二）质点系的机械能守恒定律4．6 对心碰撞（一）关于对心碰撞的基本公式（二）完全弹性碰撞·查德威克发现中子（三）完全非弹性碰撞（四）非完全弹性碰撞第五章角动量·关于对称性2学时5．1 质点的角动量（一）质点的角动量（二）力对一参考点的力矩（三）质点对参考点的角动量定理和守恒定律（四）质点对轴的角动量定理和守恒定律5．2 质点系的角动量定理及角动量守恒定律（一）质点系对参考点的角动量定理及守恒律（二）质点系对轴的角动量定理及守恒律5．3 质点系对质心的角动量定理和守恒定律5．4 经典动力学的适用范围第七章刚体力学6学时7．1 刚体运动的描述（一）刚体的平动（二）刚体绕固定轴的转动（三）角速度矢量（四）刚体的平面运动7．2 刚体的动量和质心运动定理（一）刚体的质心（二）刚体的动量与质心运动定理7．3 刚体定轴转动的角动量·转动惯量（一）刚体定轴转动对轴上一点的角动量（二）刚体对一定转轴的转动惯量（三）刚体定轴转动的角动量定理和转动定理（四）刚体的重心（五）典型的例子7．4 刚体定轴转动的动能定理（一）力矩的功（二）刚体定轴转动的动能定理（三）刚体的重力势能7．5 刚体平面运动的动力学（一）刚体平面运动的基本动力学方程（二）作用于刚体上的力（三）刚体平面运动的动能第九章简谐振动6学时9．1 简谐振动的动力学特征9．2 简谐振动的运动学（一）简谐振动的运动学方程（二）简谐振动的x一t图线和相轨迹（三）简谐振动的矢量表示法9．3 简谐振动的能量转换9．4 简谐振动的合成（一）同方向同频率简谐振动的合成（二）同方向不同频率简谐振动的合成（三）互相垂直相同频率简谐振动的合成（四）互相垂直不同频率简谐振动的合成·利萨如图形9．6 阻尼振动9．7 受迫振动（一）受迫振动的动力学方程（二）受迫振动的运动特征第十章波动和声6学时10．1 波的基本概念（一）波是振动状态的传播（二）多种多样的波（三）平面波与球面波10．2 平面简谐波方程（一）平面简谐波方程（二）平面简谐波方程的多种形式10．3 波动方程与波速（一）波动方程（二）波速·色散现象10．4 平均能流密度·声强与声压（一）媒质中波的能量分布（二）平均能流密度（三）声强与声强级（四）声压·声强和声压的关系（五）声波的衰减·超声波的优势（六）波的反射和透射·半波损失10．5 波的叠加和干涉·驻波（一）波的叠加·群速（二）波的干涉（三）驻波10．6 多普勒效应（一）波源静止而观察者运动（二）观察者静止而波源运动（三）观察者和波源在同一条直线上运动第十一章流体力学4学时11．1理想流体11．2 静止流体内的压强（－）静止流体内一点的压强（二）静止流体内不同空间点压强的分布（三）相对于非惯性系静止的流体11．3 流体运动学的基本概念（－）流迹·流线和流管（二）定常流动（三）不可压缩流体的连续性方程11．4 伯努利方程11．5 粘性流体的运动（一）粘性定律（二）雷诺数（三）层流和湍流第十二章相对论简介4学时12．1 狭义相对论的历史背景（一）麦克斯韦方程建立引起的问题（二）菲索与迈克耳孙一莫雷实验（三）关于相对性原理的思考12．2 洛伦兹变换（一）狭义相对论的基本假设（二）洛伦兹变换（三）洛伦兹变换蕴含的时空观（四）尺缩钟慢的实验检验12．3 相对论的速度变换12．4 相对论的动量和能量（一）相对论的动量（二）相对论的质能公式（三）动量――能量公式（四）碰撞问题四、教材及主要参考资料1．《普通物理学－力学》，漆安慎、杜婵英编，高等教育出版社，2000；2．《力学》，卢民强、许丽敏编，高等教育出版社，2002；3．《力学》，钟锡华、周岳明编，北京大学出版社，2000。
实验力学实验实验教学大纲
实验力学实验实验教学大纲
一、课程编号：0402041
二、实验课程名称：实验力学实验（Experiment Mechanics Test）
三、总学分：1学分实验学分：1学分实验时数：24学时
四、教学对象：工程力学专业本科生
五、开课实验室：力学实验中心
六、教材或实验指导书名称：
自编讲义《实验力学基础实验指导书》，2000年3月
《光弹性实验指导书》，1999年3月
七、实验的地位、作用和目的：
在学习掌握有关实验的基本原理和方法的同时，通过加强实验环节来达到巩固理论，提高实验技术水平的目的，培养同学综合运用所学知识的能力、动手操作能力、及创新思维能力。
八、实验内容简介与基本要求：
实验力学基础实验课以电测、光测为主，电测分静态测试和动态测试两部分。
教师讲清实验目的、仪器使用方法、实验原理等，通过实验课使学生了解实验是科研工作重要手段之一。
掌握电测基本知识和实验手段、了解实验仪器的使用方法及测试内容，光测仪器的原理、分析方法。
数据的处理方法和手段。
九、设备及器材配置：
动、静态应变仪、振动台、计算机、频率仪、电荷放大器、传感器（包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器等）、专用对中钻孔装置、超声波仪、光弹仪
十、考核方式：
以实验报告及平时在实验课上的表现为准进行考核
十一、实验项目与内容提要。
《现代力学实验实验》课程教学大纲(精)
《现代力学实验实验》课程教学大纲课程编号：30S388Q适用专业：土建、机械课程层次及学位课否：大类专业基础学时数：16 学分数：执笔人：王正道编写日期：2004.12.18一．课程的任务和教学目标《现代力学实验实验》是一门以实验为主的专业基础课程。
本课程是在《工程力学实验》基础上，为机械、土建类高年级本科生开设的一门力学专业课程。
内容涉及断裂力学、损伤力学和纤维增强复合材料力学中典型参数的实验研究。
通过该课程的学习，让学生了解工程应用中涉及的一些实际力学问题和近代实验力学的一些重要测量方法，为其以后在相关领域的深入研究打下坚实的基础。
二．课堂教学内容和学时分配1．课堂教学：熟悉固体力学实验的基本要求和实验方法，了解工程应用中涉及的一些实际力学问题，掌握近代实验力学的一些重要测量方法及原理。
2．实验内容与基本要求：（1）平面断裂韧度的测量方法（建议4学时）了解断裂机理和三类基本裂纹型态，掌握平面应变断裂韧度K1C和平面应力断裂韧度K C的几种常用测量方法，了解脆性断裂和塑性断裂的区别；对典型裂纹型态的试件（张开型裂纹或滑移型裂纹）进行实测，熟悉测量步骤，观察各种材料在加载过程中表现的各种现象，分析破坏特点。
（2）损伤力学的基本测量方法（建议4学时）比较损伤和断裂的联系和研究角度的不同，掌握损伤破坏的基本机制、评价参数和常见的几种损伤破坏形式，以及脆性损伤和韧性损伤的区别，进行损伤变量的测量。
熟悉实验过程，观察各种材料在加载过程中的损伤破坏现象。
（3）疲劳破坏（建议2学时）分析比较断裂、损伤和疲劳破坏之间的内在联系和研究角度的区别，掌握金属材料和纤维复合材料疲劳破坏机理的不同，熟悉疲劳实验的一些参数指标，进行单向加载疲劳试验。
（4）光测断裂力学试验方法（建议4学时）学习光弹法、云纹法和散斑干涉法的基本原理和在断裂、损伤参数测量中的应用，利用动光弹仪进行动态断裂试验。
（5）纤维增强复合层压板层间剪切强度试验研究（建议2学时）比较三点弯曲、槽间剪切、双肩剪切和压剪耦合等几种典型测量纤维增强复合层压板层间剪切强度的方法，分析了解三点弯曲实验中随着跨距的增加，材料破坏形式由压缩破坏、剪切破坏到拉伸破坏的转变过程。
同济大学《实验力学》教学大纲
同济大学《实验力学》教学大纲《实验力学》教学大纲课程编号：450040学分：2总学时：36大纲编制主笔人：杨国标大纲审核人：韦林一、课程性质与目的课程性质：专业基础/c1。
目的：液态力学就是研究液态在外界因素促进作用下而出现的变形、形变、快速反应以及毁坏的学科。
实验力学就是液态力学的一个分支，它就是用各种实验方法和手段对变形液态展开形变快速反应分析的一门学科。
通过学习，了解实验力学发展的新动态，重点掌握以现代光、电、振动力学为主的各种实验方法的原理、技术和应用；通过实验力学方法检查验证按固体力学理论在一定假设条件下所得到的理论分析结果和计算结果的可靠程度和可靠性；通过实验力学方法进行直接量测以提供一些用理论分析难以获得的力学参数，并通过观察、实验和量测，认识问题的本质，在此基础上，提供假设，建立力学模型和理论系统，给出材料的本构关系等；同时通过实验力学方法对某些力学规律的探讨，为细观力学、界面力学、断裂力学等新学科的发展提供实验依据，最终为解决工程技术领域中广泛存在的力学问题的提供有效途径。
二、面向专业工程力学。
三、实验基本要求1．掌控工程形变测试中常用的设备和设备的原理、结构和特点。
2．掌控工程形变测试中常用仪器的用途，采用方法和各仪器间的服务设施采用，以及实验基本技能，培育学生动手能力。
3．掌握光弹性材料的浇铸、光弹性材料的特性。
4．熟识掌控平面光弹性形变-光学定律、等色线、等倾线、剪应力差法、绑压法。
5.掌握电阻应变测量的基本原理，能动手贴应变片，掌握电阻应变仪器操作。
6.掌握测量电桥的半桥接法，和全桥接法。
7．掌控工程振动测试中常用的激振设备、测振传感器、放大器、记录器和分析设备的原理、结构和特点。
8．掌握正弦稳态激振、瞬态激振和和随机激振的基本原理和测试方法。
9．熟悉和掌握振动特性参数的常用测量方法以及对实验数据进行分析处理，得到结构动力特性参数。
10．通过整个教学实验过程，尤其就是综合性实验、设计性实验，并使学生介绍科研试验的通常过程，培育学生观测现象，分析问题和解决问题的能力，同时稳固所学的振动力学、实验力学课程的理论知识。
《力学实验》教学大纲-物理与电子科学学院
《力学实验》课程教学大纲物理学（师范）专业一．概述1、课程的目的和任务力学实验是物理学专业独立开设的一基础物理实验课程，是物理学专业的专业基础课。
力学实验内容主要包括：基本量，长度、质量、时间的测量。
运动学、力学，刚体力学、振动和波等理论中的基本定律的验证。
基础物理实验课的目的及基本要求，测量基本概念与读数规则，有效数字基本概念及其运算法则，误差的基本概念和基本处理方法，不确定度基本概念及其评定方法，测量结果的正确表示以及数据处理的基本方法等内容。
开设力学实验课的目的，一方面是使学生较系统地掌握基本测量方法和基本仪器的使用方法；培养学生实验基本技能；另一方面是通过实验培养学生的科学态度、科学方法和科学精神。
力学实验课的任务是：通过本课程的教学，应使学生对实验科学中讲究客观真实的要求有一定的认识，具有应用常规力学学实验仪器进行实验观测的能力，能正确处理实验数据和表示出实验结果，并作出其不确定度评定。
较为规范的书写出实验报告。
2、课程的基本要求通过实验室理论课教学，使学生初步熟悉有关测量测试的基本方法。
数据处理方法，如列表法、作图法等。
直接测量量和间接测量的数据处理，误差的种类和处理，实验结果的正确表示，不确定度评定，不确定度传递理论计算间接测量量的不确定度；基本力学实验仪器常识、实验注意事项等。
通过实验教学，使学生加深对力学基本理论和基本规律的认识；掌握基本量，长度、质量、时间的测量、能初步分析实验误差，正确表示出实验结果，并进行不确定度评定。
会用列表法、、作图法和逐差法最处理数据。
实验分组为2人一组。
通过综合性设计性实验教学，使学生了解设计实验方案的基本方法。
3、课程的学时安排总学时：学分 2大纲共列出18个实验，必做 12 个，选做 3 个，实验时每周4学时（预习1学时，实训3学时）总学时： 68 学时（理论8学时实验60 学时）4、授课对象物理与电子科学系、物理学（师范）本科专业5、先修课程力学、高等数学二．课程内容与学时分配第一篇．测量误差理论、数据处理和不确定度（8学时）1、测量；直接测量、间接测量，数据记录，有效数字。
《实验力学》教学大纲
《实验力学》教学大纲一、课程基本信息二、课程目的和任务解析法、实验法和计算法是解决工程实际问题的三种不同的途径，它们之间相互促进、相互补充而又各自保持着自己的特点。
理论必须以实验为基础，同样实验必须以理论为指导。
实验以其可靠性、真实性，在建立力学模型和验证理论及数值计算结果的正确性方面起着根本性的作用。
实验在解决复杂的工程实际问题中以其更直接、方便、经济及所得结果的可靠性在工程中得到广泛的应用。
实验也是探索新现象、发展新概念的源泉。
因此应用力学专业的学生必须具备应用解析法、实验法和计算法来解决工程实际问题的能力，为今后的工作和学习打下坚实的基础。
三、本课程与其它课程的关系《实验力学》是一门专业课，首先与基础课数学、电学、光学、声学、化学及理论与应用力学专业的专业基础课密切相关，它不仅使基础课和专业基础课的知识得到巩固，而且使学生学会利用所学的知识来解决实际问题。
实验应力分析已经在机械、土建、航空等工业中得到了广泛的应用。
随着工业的不断发展，理论研究工作的不断深入，进一步验证理论计算的正确性及解决工程实际问题，需要不断提高实验应力分析的技术水平，在科学技术中发挥更大的作用。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）绪论（2学时）1、主要内容了解实验应力分析的任务、主要研究方法和学科发展的方向。
2、重点实验应力分析的任务和主要研究方法。
3、教学要求实验应力分析的任务、主要研究方法和学科发展的方向——2学时。
（二）误差分析和实验数据处理（18学时）1、主要内容了解实验应力分析的基本概念，有效数字与计算法则。
理解误差的类型，误差产生的原因及系统误差的消除。
掌握偶然误差的理论、性质和表示方法以及实验数据表示方法。
2、重点误差分析和实验数据表示方法。
3、教学要求应力分析的基本概念，有效数字与计算法则，误差产生的原因及系统误差的消除。
偶然误差的理论、性质和表示方法以及实验数据表示方法——2学时；实验一：金属材料机械性能示范实验——2学时；实验二：应变片电测技术——2学时；实验三：梁的弯曲实验——2学时；实验四：偏心压缩——2学时；实验五：平面应力状态测量——2学时；实验六：压杆稳定实验——2学时；实验七：动荷挠度实验——2学时；实验八：静不定梁实验——2学时。
力学实验技术教学大纲要点
3.应变片在电桥里的布置
4.交流电桥的输出电压
5.电位计式电路
第三章静态应变测量
1.静态应变测量步骤
2.贴片方位及应力换算
3.静态应变仪的校正
4.环境湿度与温度的影响
5.测量导线的修正
6.接触电阻与多点测量
第四章动态应变测量
1.动态应变仪及其频谱
2.应变片的动态响应
3.动态测量系统
3．学会用电阻应变花求解主应变、主应变方向及主应力。
（二）实验内容
在一个复杂构件，如开孔圆柱壳体的圆孔周围布片。由于圆孔的对称性，在孔周围1/4象限内布片即可满足测试要求，所以平行或垂直于孔的半径方向的应变片各20片，并成对出现。将每个应变片的引线按半桥、公用补偿片的方式接入应变数据采集仪UCAM－10B的本机及扫描箱的接线柱上。用气泵给圆柱壳体施加气压测试应变读数。分析圆柱壳体孔周围的应力分布规律。
第三节双曝光与时间平均全息干涉
第四节实时与频闪全息干涉
第五节全息干涉术的应用介绍
第二章散斑干涉技术，
第一节散斑的性质和检测原理
第二节散斑照相术
第三节散斑场的逐点和全场分析
第四节双光场散斑干涉
第五节散斑检测技术应用介绍
*第三章云纹检测技术，
第一节几何云纹的形成与数学描述
第二节云纹场中的位移和应变分析
第三节云纹的倍增和放大
第四节干涉云纹的测量原理
第五节云纹检测技术应用介绍
第四章光弹性实验技术，
第一节光弹性实验方法的基本原理
第二节等差线等倾线分析
第三节平面光弹性应力分析与计算
第四节光弹性实验技术应用介绍
第三部分：固体实验
电测部分：
实验一应变计的粘贴与防护实验
力学 教学大纲
力学一、课程说明课程编号：140301Z10课程名称：力学/Mechanics课程类别：基础课学时/学分：56/3.5先修课程：微积分适用专业：应用物理学、应用物理学T教材、教学参考书：张汉壮、王文全主编,力学(第三版),高等教育出版社，2015年；漆安慎、杜婵英，力学(第二版)，高等教育出版社，2012年；赵凯华、罗蔚英，新概念物理教程--力学，高等教育出版社，1995年。
二、课程设置的目的意义从物理学各学科的关系来看，力学是其他学科的基础。
从研究规律来看，力学所研究的机械运动的规律是最基本的且应用广泛。
从研究方法来看，力学中的研究方法是普适的。
从学习过程来看，学好力学是学好物理学的重要开端。
所以，开设力学这门课程对于为学生打好雄厚的力学基础，培养学生树立科学的世界观等方面都是十分必要的。
三、课程的基本要求按照物理类的人才培养目标，通过力学课程的学习，力图使学生对力学的基本概念、基本规律和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。
在力学的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
注意培养学生的探索精神和创新意识，实现学生的知识、能力和素质的协调发展。
如通过某条物理规律，穿插一些发现的曲折过程和各种观点的碰撞的介绍，激发学生的创新意识；结合物理规律在工程中的应用，加强理论联系实际，激发学生的学习兴趣。
采用以学生为主体的教学方法(如问题教学法，课堂研讨式等)，培养学生的创新能力。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求本课程无实验教学时数(因为有一门普通物理实验课程)，但教学时要结合演示实验进行教学，拉近学生与力学的距离。
也可结合教学内容，组织到科普教学基地(如天文馆)的参观。
六、考核方式及成绩评定根据本课程类型，考核方式以期末进行闭卷笔试为主，大约占50-60%(依在课堂上进行研讨式教学的时间和效果确定，教学时间多和学生积极参与的取50%)。
《弹性力学》教学大纲
《弹性力学》课程教学大纲Elastic mechanics课程编号：0807030040101学时：32（含课外学时）学分：2.5适用对象：岩土工程专业二年级本科生先修课程：材料力学、理论力学、结构力学等一、课程的性质和任务本课程是土木工程专业选修的一门专业提高课。
通过本课程的学习使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解弹性体简单的计算方法和有关解答，提高分析与计算的能力，为学习混凝土结构、钢结构等有关专业课程打下初步的弹性力学基础二、教学目的与要求（1）教学目的使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上,进一步系统地学习变形体力学的基本概念和研究方法，加深学生的力学理论基础，培养学生的力学分析和计算的能力，使学生了解非杆件结构中常用的计算方法和有关问题的解答，为学习专业课程进一步打下良好的理论基础，使学生初步掌握有关数值计算的基本原理和计算步骤，打下应用数值计算方法解决生产实际中弹性力学问题的基础，为毕业后进行设计和科研工作提供一定的基本知识。
（2）教学要求通过本课程的学习，应使学生达到下列基本要求：通过本课程学习应使学生进一步理解体力、面力、应力、应变和位移等的基本概念。
掌握平面应力问题和平面应变问题的特点。
理解弹性力学中的基本假定，熟悉弹性力学平面问题的基本方程，了解按应力求解和按位移求解基本方程的推导步骤。
能正确写出边界条件，能正确应用圣维南原理。
了解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。
通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。
三、教学内容第一章：绪论1.基本内容：1.1 弹性力学的内容1.2 弹性力学的几个基本概念1.3 弹性力学中的基本假定2. 教学基本要求：正确理解和熟悉弹性力学中的基本假设、分析方法，掌握弹性力学的研究内容，了解本课程与其他课程的关系。
3. 教学重点难点：重点：弹性力学中的几个基本概念、分析方法；难点：弹性力学中几个新的概念，如应力及正负号，各物理量之间的关系。
《力学和热学实验》
《力学和热学实验》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称力学和热学实验英文名称Experiment for Mechanics & Thermodynamics课程性质必修课程属性专业基础课学时学分36/2开设学期第二学期先修课程高等数学、力学、热学适用专业科学教育二、课程简介力学和热学实验是学生本科阶段接触的第一门物理实验课。
课程分为物理实验的基本知识、力学和热学实验三个基本部分，共可开出实验十个。
物理实验的基本知识主要讲授物理实验数据的处理方法与物理实验课的注意事项，对物理实验的基本方法只作简略介绍。
力学和热学实验内容以加强基础训练为主，让学生在学习物理实验知识，掌握实验方法和实验技能等方面受到系统地基本训练。
三、实验课程目的与要求学习本课程的目的：使学生学习物理实验基础知识的同时，在力、热实验的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，掌握初步的实验能力，逐步具有实践能力和创新能力，养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。
学习本课程的要求：1．掌握力、热基本物理量的测量。
2．了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。
3．巩固实验数据处理方法的应用。
4．初步独立设计实验方案。
四、评价本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。
平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占80%，期末考核成绩占20%。
五、实验项目设置和内容物理实验的基本知识（讲授）目的要求1．理解测量与不确定度的基本概念。
2．掌握实验数据的处理方法。
3．学会写实验报告。
内容要点1．测量与误差的基本概念2．系统误差与偶然误差的基本概念3．测量结果与测量不确定度4．有效数字及其运算5．实验数据的图示法和图解法6．组合测量与最佳直线参数7．如何撰写实验报告计划时数 6实验性质必做每组人数全体实验一、长度的测量目的要求1．练习使用测长度的几种常用仪器。
2．练习做好记录和计算不确定度。
实验力学1
中国海洋大学本科生课程大纲课程介绍1. 课程描述（中英文）：实验力学是关于通过实验手段对结构应力、应变及变形量进行分析的课程，为船船与海洋丄程专业的选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握结构应力、应变测试的常规手段和基本技能，熟悉电阻应变测试方法，了解光测方法以及光纤光栅测试技术, 同时安排一些相关实验以便学生掌握基本操作方法。
通过该课程的学习，学生将掌握结构应力、应变分析的实验手段，拓展结构强度分析技术，为将来进行结构分析奠定基础。
Experimental mechanics is a course about analyzing stnictural stress, strain and deformation by experimental means. It is an elective course for Naval Architecture and Ocean Engineering majors. Through the study of this course, students will master the conventional means and basic skills of stnictural stress and strain test, be familiar with the resistance strain test method, understand the optical measurement method and fiber Bragg grating test technology, and arrange some related experiments so that students can master the basic operation method. Through the study of this course, students will master the experimental means of structural stress and strain analysis, expand the structural strength analysis technology, and lay a foundation for future structural analysis.2. 设计思路：结构应力、应变分析是结构设计与强度分析的主要内容，是结构设计技术人员的基本技能。
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《实验力学》课程教学大纲课程英文名称：Experimental Stress Analysis课程编号：193992030课程类别：专业课课程性质：必修课学分： 2学时：32（其中：讲课学时：16 实验学时：16）适用专业：工程力学专业开课部门：土木工程与建筑学院力学教研室一、课程教学目的和课程性质实验力学是用实验方法测定构件中应力和变形的一门学科，它和材料力学、弹塑性理论等一样，是解决工程强度问题的重要手段，对改进产品的工作性能、节省所使用的材料及保证安全起重要作用，在机械、化工、土建、航空等工业中得到广泛的作用。
实验力学是工程力学专业的一门专业课，实验力学通过理论教学及相应的实验，通过对该课程的学习，使学生能够初步掌握实验应力分析基础、电阻应变测量技术基础，了解数字图像处理技术，从而使大家初步具备用实验力学的手段解决工程实际问题的能力。
二、本课程与相关课程的关系先修课程：《理论力学》、《材料力学》、《弹性力学》、《普通物理学和电工学》后修课程：《高等工程力学》、《高等实验力学》，服务于所有需通过实验获取力学参数的各门专业课程。
三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第1单元绪论（2学时）[知识点] 实验力学的任务与作用；应变电测与传感器技术的特点；应变电测与传感器技术的各种应用[重点] 应变电测与传感器技术的特点[难点] 应变电测与传感器技术的特点；应变电测与传感器技术具体应用方式及对应的测试内容[基本要求]1、识记：实验力学的概念、电阻应变计2、领会：实验力学中的基本方法、应变电阻技术的主要特点和优缺点3、简单应用：传感器的基本工作原理4、综合应用：应变电测与传感器在土木工程、航空航天工程的具体应用并举出实例，并绘制CAD测点布置图。
第2单元电阻应变计（4学时）[知识点]电阻应变计的基本构造和工作原理；电阻应变计的各项工作特性；电阻应变计的种类；电阻应变计选择和粘贴使用方法；其他应变计简介[重点]电阻应变计的基本构造和工作原理；电阻应变计的各项工作特性[难点] 电阻应变计选择和粘贴使用方法及具体步骤；粘贴质量的检查[基本要求]1、识记：灵敏系数、横向效应系数、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻2、领会：电阻应变计的基本构造和工作原理、电阻应变计的种类3、简单应用：电阻应变计选择和粘贴使用方法4、综合应用：电阻应变计选择和粘贴在具体操作中的注意事项，以及疏漏点会造成的试验误差分析。
第3单元应变测量系统（2学时）[知识点]电桥测量电路；应变计各种接桥方法；应变测量仪器的种类；电阻应变仪的基本工作原理；电阻应变仪的技术指标及其检定；数字应变测量系统及数据采集系统[重点] 电桥测量电路；应变计各种接桥方法；电阻应变仪的基本工作原理[难点] 应变计各种接桥方法；电阻应变仪的技术指标及其检定[基本要求]1、识记：半桥法、1/4桥法、全桥法2、领会：应变计各种接桥方法3、简单应用：静态应变仪的检定方法；动态应变仪的检定方法4、综合应用：电阻应变仪桥路的合理选择及正确连接第4单元静、动态应力应变测量技术（2学时）[知识点] 静态应力应变测量技术；动态应力应变测量技术；数字信号处理[重点] 静态应力应变测量的一般步骤；应变花计算公式；静态应力应变测量的误差分析；动态应变测量频谱[难点] 应变花计算公式；静态应力应变测量的误差分析[基本要求]1、识记：应变花、频谱分析、疲劳寿命、信号2、领会：应变花计算公式、动态应变仪器的频率适用范围3、简单应用：应变计栅长的选择、应变片粘贴方向的影响4、综合应用：对引起静态应力应变测量的误差进行综合分析第5单元传感器（2学时）[知识点] 传感器的一般特性；应变计式传感器的基本原理与设计；各种应变计式传感器的构造和特性;压阻式传感器;压电式传感器[重点] 传感器的静态特性；传感器的动态特性；应变计式传感器的基本原理与设计[难点] 应变计式传感器的基本原理与设计；传感器电路补偿和调整；[基本要求]1、识记：传感器、滞后、线性度、灵敏度、线性补偿的种类2、领会：应变计式传感器的基本原理3、简单应用：应变计式传感器的电路补偿和调整；4、综合应用：已知具体参数，通过计算公式获取不同工况下的补偿值第6单元测量数据处理与表示（2学时）[知识点]测量仪器的误差、准确度和不确定度；标准不确定度的评定；异常值；系统误差；最小二乘法；orgin数据分析软件使用；[重点] 标准不确定度的评定；异常值；系统误差[难点] 标准不确定度的评定；异常值；熟练使用orgin数据分析软件[基本要求]1、识记：实验标准差、测量不确定度、随机误差、系统误差、测量结果2、领会：测量仪器的不确定度3、简单应用：对混凝土、钢材等材料的裂纹长度、宽度、深度、毁伤区面积进行综合测量4、综合应用：对所测得的综合数据进行综合处理，熟练使用ORIGIN软件进行数据整理及误差分析第7单元数字图像相关方法（2学时）[知识点] 数字图像相关的基本原理；相关函数的几种数学形式；提高数字图像相关法中计算速度的方法；数字图像相关中的亚像素位移测量算法；全场应变场测量方法[重点] 数字图像相关的基本原理；相关函数的几种数学形式；全场应变场测量方法[难点]提高数字图像相关法中计算速度的方法；数字图像相关中的亚像素位移测量算法；全场应变场测量方法[基本要求]1、识记：金字塔搜索法、邻近域搜索法、坐标轮换法2、领会：数字图像相关的基本原理；相关函数的几种数学形式；3、简单应用：对混凝土、钢材等材料的裂纹演化发展视频进行图像处理；4、综合应用：利用MATLAB软件对外力作用下的全场变形进行简单计算[学时分配]（二）实验学时部分[实验教学环节作用及目的]实验力学通过理论教学及相应的实验，使大家对实验应力分析的最主要的方法──电测法和的基本理论和主要方法有一个基本的了解，从而使大家初步具备用实验力学的手段解决工程实际问题的能力。
实验力学的学习方法是以实验为主，重点培养动手能力。
[实验教学环节培养学生能力标准]在实验教学中，注意提高学生对实验能力的认识，让学生在探索性、开放性、设计性、研究性实验中不断提高思维能力和实验设计能力，培养学生的创新意识和创新精神，实验论理学课与理论课同步进行，每个实验学生都必须提前预习。
实验课以学生动手为主，教师指导为辅。
学生可根据教学计划网上预约实验课的时间和内容，因整个实验环节无法完全在某一个实验室完成，或某些实验需在室外进行，必要时可根据天气做机动调整。
通过实验力学实验环节的培养，学生应达到以下要求：1、掌握实验数据的正确处理和误差分析，并熟悉实验测试报告的完整描述流程。
2、通过综合性实验掌握电测法，能应用材料力学和结构力学知识解释构件或结构在外力作用下的应力、应变变化规律，并初步掌握动应力参数的综合测量方法。
3、通过设计性实验应具备对简单实验的设计能力，即能独立完成实验的全过程，具有一定的动手能力和思维判断能力。
4、对构件或结构修复加固技术、结构抗震实验、构件爆炸与冲击实验、构件承载力实验选择性了解。
总之，通过实验教学环节，促使学生初步具备用实验力学的手段解决工程实际问题的能力。
[实验项目、内容、学时分配及实验类型]2、主要仪器设备材料力学多功能实验平台、MTS实验平台、材料试验机、静态应变仪、动态应变仪、示波器、裂纹综合检测仪。
四、教学方法与手段1 剖析课程体系，整合优化知识结构。
具体措施为：对教材内容的深度、难度进行适当调整，注意内容安排上重点突出，前后衔接，教师通过创造语境，分组式讨论并交流问题，启发思路和引导在一定范围内的争论。
充实新知识．新技术，新设备和新材料等方面的内容，使其融入到教学内容中。
2 构建人本教学，创新教学方法。
结合教学对象接受知识的能力和本课程的特点，具体措施为：力学科学史、科学家传记的引入以及两弹一星精神的教育；在传统教学方法(讨论、互动式、情景式等)的基础上，综合利用彩图、电子板书、激光笔、实物模型、多媒体课件等手段，进行工程案例教学，对学生进行职业素养和责任感的教育。
3 构建“分组竞赛式教学法”。
分组竞赛的学习方式将竞争机制引入课堂，有利于激发学习者内心的学习欲望和动力，提高学习者的积极性和兴趣，提高学习的效率。
具体措施为：将教学内容任务化，以竞赛形式完成教学任务采取共答、轮答、抢答等竞赛方式，制定合理竞赛规则、分数统计方法，以组为单位的竞赛方式，学生的每一次答或问，都将计算在本小组的得分成绩上。
建立积极的奖励制度，与期末总分挂钩。
五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法；实验环节偏重于考查实验动手能力和设计能力、数据分析能力。
考核形式：理论环节采用闭卷考试，实验环节采用考察方式（具体实施方式为：从必开实验中随意选取2个实验，对实验步骤、操作要点、数据处理等进行综合评测，考查重点为学生的动手能力及实验报告的正确书写。
成绩评定：按照考试模式改革实施方案评定成绩，其中：考勤占20%，期末闭卷考试成绩占40%，实验综合能力考查占40%。
六、选用教材、讲义和主要参考书1、主要参考教材《实验力学》，第1版，戴福隆、沈观林、谢惠民编著，清华大学出版社，2010年7月2、参考书《应变电测与传感技术》，马良珵编著，中国计量出版社，1993年11月《实验力学》，佟景伟编著，湖南科学技术出版社，1983年7月《实验力学》，张如一、陆耀桢编著，机械工业出版社，1981年9月七、大纲说明《实验力学》是工程力学专业的一门专业基础课，是工程力学专业学生需掌握的核心技能之一，在理论教学中优选精要内容，构建“分组竞赛式教学法”，并穿插演示和综合性实验环节教学，强调学生综合能力培养，尤其是创新能力及实验设计能力的培养。
八、审核意见课程负责人签字：李丹专业负责人签字：陈国平教研室主任签字：陈国平分管院长签字：姚勇执行日期：。