模型试验 PPT
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❖ 量纲可分为基本量纲和诱导量纲。
基本量纲：互不依赖，互相独立的量纲。
基本量纲具有独立性，比如与温度无关的动力 学问题可选取长度[L]、时间[T]和质量[M]为基本量 纲。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
❖ 2.量纲性质
1）两个物理量相等，是指不仅数值相等，而且量 纲也要相同。
2）两个同量纲参数的比是无量纲参数，其值不随 所取单位的大小而变。
3）一个完整的物理方程式中，各项的量纲必须相 同，因此方程才能用加、减并用等号联系起来， 这一性质称为量纲和谐。
❖ 比如，在
中，只有各项的量纲相同，
该方程才能成立。
4）组合量纲可以和基本量纲组成无量纲组合，基 本量纲之间不能组成无量纲组合。一个组合量纲 与其他量纲至少能够组成一个无量纲组合。
❖一 、模型试验的优点
1. 经济性好；2. 针对性强；3. 数据准确。
图5.1 分析方法的比较
❖ 二、模型试验的应用范围
1. 代替大型结构试验或作为大型结构试验的 辅助试验；
2. 作为结构分析计算的辅助手段； 3. 验证和发展结构设计理论。
【桥梁结构试验】是验证设计理论，把握复杂受力 区域最好的方式。桥梁结构试验是研究模拟理论、 试验设备研发、测试方法、试验数据处理等方面。
❖5.3 模型设计（P190自学）
【思考题】
1.下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是 ( )。 A.缩尺模型试验 B.相似模型试验 C.足尺模型试验 D.原型试验
2. 研究结构在荷载作用下的弹性、弹塑性直 至破坏各阶段全过程的工作性能，应取弹性 模型进行试验。( )
3. 建筑结构的模型试验的优点，做如下表
述中，哪一点是不对的?( ) A，制作复杂，技术要求高 B．可以根据试验目的，突出主要因素，针 对性强 C. 可以严格控制其主要参数，避免许多外 界因素干扰，保证数据准确 ． D．只能表达实体的指定特征
4. 原型试验的对象是( )。
A.满足几何相似的模型
B.实际的结构或构件
C.满足力学相似的模型
D.满足材料相同的结构或构件
第5章 模型试验
❖5.1 百度文库述
模型试验是按照真实的结构或者真实的构 件，按照比例、材料，比例相似、尺寸相似、 材料相似、荷载也相似要求做成比较小的构件， 一般的是在试验室来做，成本相对较低且可反 复观察，所以是结构试验当中用的最多的，尤 其是科学研究性试验中多采用。
采用模型试验时，相似设计要求模型和原 型能描述同一物理现象，要求模型材料和原型 材料的物理性能、力学性能和加工性能。
5.用量纲分析法进行结构模型设计时，下列量
纲不属于基本量纲的是（ ）。
A．质量M
B．应力σ
C．长度L
D．时间T
6. 建筑结构的模型试验的优点,如下表 述中,( ）是不对的。 A． 制作容易，节省材料、时间、人力 B．可以根据试验目的,突出主要因素,针 对性强 C． 可以严格控制其主要参数，避免许 多外界因素干扰，保证数据准 D． 能表达实体的一切特征
【模型结构动力试验分析】通过对模型动态响应 规律的分析验证理论,为拟建结构选择合理的结构 形式,为既有结构的合理使用提供建议。斜张桥 1/160全模型风洞试验。
❖5.2 相似概念
❖ 一、相似的含义（P183） ❖ 二、相似量的表达
❖ 1. 几何相似
❖ 2. 荷载相似 ❖ 3. 时间相似 ❖ 4. 质量相似
❖ 三、相似原理（P184） ❖ 四、量纲分析（P186）
1.量纲、无量纲量
量纲（因次）：表征各种物理量性质和类别的标志。
❖ 是指物理量所包含的基本物理要素及其结合形式， 表示物理量的类别，是物理量的质的特征。
❖ 在量度物理量数值大小的标准（单位）确定之后， 一个具体的物理量就对应于一个数值，有了比较意 义上的大小，这是物理量的量的特征。
基本量纲：互不依赖，互相独立的量纲。
基本量纲具有独立性，比如与温度无关的动力 学问题可选取长度[L]、时间[T]和质量[M]为基本量 纲。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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❖ 2.量纲性质
1）两个物理量相等，是指不仅数值相等，而且量 纲也要相同。
2）两个同量纲参数的比是无量纲参数，其值不随 所取单位的大小而变。
3）一个完整的物理方程式中，各项的量纲必须相 同，因此方程才能用加、减并用等号联系起来， 这一性质称为量纲和谐。
❖ 比如，在
中，只有各项的量纲相同，
该方程才能成立。
4）组合量纲可以和基本量纲组成无量纲组合，基 本量纲之间不能组成无量纲组合。一个组合量纲 与其他量纲至少能够组成一个无量纲组合。
❖一 、模型试验的优点
1. 经济性好；2. 针对性强；3. 数据准确。
图5.1 分析方法的比较
❖ 二、模型试验的应用范围
1. 代替大型结构试验或作为大型结构试验的 辅助试验；
2. 作为结构分析计算的辅助手段； 3. 验证和发展结构设计理论。
【桥梁结构试验】是验证设计理论，把握复杂受力 区域最好的方式。桥梁结构试验是研究模拟理论、 试验设备研发、测试方法、试验数据处理等方面。
❖5.3 模型设计（P190自学）
【思考题】
1.下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是 ( )。 A.缩尺模型试验 B.相似模型试验 C.足尺模型试验 D.原型试验
2. 研究结构在荷载作用下的弹性、弹塑性直 至破坏各阶段全过程的工作性能，应取弹性 模型进行试验。( )
3. 建筑结构的模型试验的优点，做如下表
述中，哪一点是不对的?( ) A，制作复杂，技术要求高 B．可以根据试验目的，突出主要因素，针 对性强 C. 可以严格控制其主要参数，避免许多外 界因素干扰，保证数据准确 ． D．只能表达实体的指定特征
4. 原型试验的对象是( )。
A.满足几何相似的模型
B.实际的结构或构件
C.满足力学相似的模型
D.满足材料相同的结构或构件
第5章 模型试验
❖5.1 百度文库述
模型试验是按照真实的结构或者真实的构 件，按照比例、材料，比例相似、尺寸相似、 材料相似、荷载也相似要求做成比较小的构件， 一般的是在试验室来做，成本相对较低且可反 复观察，所以是结构试验当中用的最多的，尤 其是科学研究性试验中多采用。
采用模型试验时，相似设计要求模型和原 型能描述同一物理现象，要求模型材料和原型 材料的物理性能、力学性能和加工性能。
5.用量纲分析法进行结构模型设计时，下列量
纲不属于基本量纲的是（ ）。
A．质量M
B．应力σ
C．长度L
D．时间T
6. 建筑结构的模型试验的优点,如下表 述中,( ）是不对的。 A． 制作容易，节省材料、时间、人力 B．可以根据试验目的,突出主要因素,针 对性强 C． 可以严格控制其主要参数，避免许 多外界因素干扰，保证数据准 D． 能表达实体的一切特征
【模型结构动力试验分析】通过对模型动态响应 规律的分析验证理论,为拟建结构选择合理的结构 形式,为既有结构的合理使用提供建议。斜张桥 1/160全模型风洞试验。
❖5.2 相似概念
❖ 一、相似的含义（P183） ❖ 二、相似量的表达
❖ 1. 几何相似
❖ 2. 荷载相似 ❖ 3. 时间相似 ❖ 4. 质量相似
❖ 三、相似原理（P184） ❖ 四、量纲分析（P186）
1.量纲、无量纲量
量纲（因次）：表征各种物理量性质和类别的标志。
❖ 是指物理量所包含的基本物理要素及其结合形式， 表示物理量的类别，是物理量的质的特征。
❖ 在量度物理量数值大小的标准（单位）确定之后， 一个具体的物理量就对应于一个数值，有了比较意 义上的大小，这是物理量的量的特征。