实验力学习题

实验力学习题
实验力学习题

实验力学习题

1. 如图(a)所示的平板拉伸试件受轴向力F 作用,试件上粘贴两枚应变片1R 、2R ,其应变值分别为1ε、2ε,由1R 、2R 组成图(b )所示半桥测量电路(R 为标准电阻),这时应变仪读数为 。 A 1(1)με+ B 2(1)με+ C 1(1)με- D 2(1)με-

2. 圆轴受扭矩T 作用,用应变片测出的是 。

A 切应变

B 切应力

C 线应变

D 扭矩 3. 使用补偿块方法进行温度补偿时,对补偿块和补偿片有哪些要求?

4. 在应变测试中,怎样根据测点的应力状态选择应变片?

5. 电测中的零点漂移由哪些原因造成?怎样减少零点漂移造成的误差?

6.

常用电阻应变片的电阻值为多少?灵敏系数为多少?选择高阻值

C

(a)

(b)

应变片测量有哪些好处?

7. 举出几种(最少4种)常用应变片的特点及用途? 8. 简述静态电阻应变仪中双电桥电路工作原理。 9. 简述悬臂梁式位移传感器的工作原理. 10. 简述扭矩传感器的工作原理。

11. 将847、830和-530按2×10的修约间隔进行修约。 12. 将847.25、838.38和-530.75按0.5的修约间隔进行修约。 13. 图示简支梁有一段等弯矩区,当施加荷载F 时,可用搁在梁上的三点挠度计测得挠度计中点的相对挠度f 。一枚应变片沿纵向粘贴于梁等弯矩段的下表面,以惠斯登电桥测量其电阻值。试由表中给出的数据确定应变片的灵敏系数。其中梁高15h mm =,挠度计跨径

mm L 300=。

14. 一枚应变片(120R =Ω,

2.0K =)粘贴于轴向拉伸试件

面,应变片轴线与试件轴线平行。试件材料为碳钢,弹性模量

210E GPa =。若加载到应力300MPa σ=,应变片的阻值变化多少?

如将此应变片粘贴于可产生较大弹性变形的试件,当应变从零增加到5000με时,应变片阻值变化多少?若应变片为半导体应变片(120R =Ω,100K =),当试件上的应力300MPa σ=时,应变片阻值变化多少?

15. 某批丝绕式应变片3%H =,在00.30μ=的梁上标定其灵敏系数。现

将其用于铝(0.36μ=)的试件上测应变,设有三个测点,应变片的安装方位和测点处的应变状态分别使(a) L B εε= (b) L B εε=-和(c) B L εμε=-。试计算每种情况下由于横向效应造成的应变计数的相对误差。

16. 图示在拉伸试件上粘贴四枚相同的应变片,a)、b )、c )、d )是四种可能的接桥方法(R 是标准电阻),试求b )、c )、d )三种接法的电桥输出电压对接法a)输出电压的比值(不考虑温度效应)。

17. 图示悬臂梁上已粘好四枚相同的应变片,在力F 作用下,试分别画出测出弯曲应变和拉应变的连接桥路(不计温度效应。桥臂可接入固定电阻)。

C

a)

C

b)

C

c)

C

d)

18. 康铜丝应变片的电阻R=120Ω,灵敏系数K=2.00

,电阻温度系数

65810α-=? 1/℃。当试件在外荷载作用下,应变片上的应变为

100ε

με=时,温度改变1℃。试求由于温度变化所引起的应变片阻

值的改变量与外荷载作用所引起的改变量之比。

19. 发动机连杆如图所示,承受周向压力F 和弯矩M 的作用,已知连杆的材料E 、μ和连杆的截面积A 。试画出测轴向拉力F 的布片方案和接桥方法,并导出轴向力F 的计算公式。要求温度自补偿,尽可能提高电桥灵敏度。

14题图 15题图

20. 图示为一弹性元件受到偏心压力F 的作用。试画出测轴向压力F 的应变片布置和接桥方法。要求温度补偿和排除载荷偏心的影响。 21. 用直角应变花测得构件一点的应变值为0

0267σμε=-,0

45570σμε=,

9079σμε=。若材料是Q235钢,E=210GPa ,μ=0.3 ,[σ]=160Pa 。

试计算该点主应力并校核其强度。

22. 图示拉伸试件,弹性模量E ,泊松比μ,横截面面积A 已知,若用电阻应变仪测得试件表面任一点处两个互成90o 方向的应变为

F

a ε、

b ε。试求拉力F 。

23. 一钢制圆轴受拉扭联合作用,已知轴的直径20mm d =,材料的

200GPa E =,现采用直角应变花测得轴表面0点的应变值为

69610a ε-=-?,656510b ε-=?,632010c ε-=?,试求荷载F 和T 的大小。

24. 承受偏心拉伸的矩形截面杆如图所示,现用电测法测得该杆上、下两侧面的纵向应变1ε和2ε。证明偏心距e 与应变1ε和2ε在弹性围满足关系1212h

e b

εεεε-=+。

25. 用并联电阻法对应变仪进行标定时,AB 、BC 桥臂应变片的电阻均为R=120Ω,在BC 桥臂上并联电阻值r =29880Ω的电阻,应变仪显示的应变值为1600με(1600×10-6),问此时K 仪=?

若使K 仪=2,并联r =29880Ω的电阻时,应调整电阻应变仪的灵敏度旋扭,此时应使电阻应变仪显示的应变值ε仪=?

2

26. 图示应变片沿杆纵向粘贴,并用三芯导线半桥连接。测得应变仪读数值为1200με,已知应变片电阻R=120Ω,单根导线电阻r=12Ω,K 仪=2,K 片=2.4,试求弯矩M 在R1表面产生的实际应变值ε。

27. 一杆同时受轴向拉力和弯矩的作用, 试选择全桥接线方案。消除弯矩产生的应变,只测出轴向拉力产生的应变,试推导出结果,并画出桥路接线图。

28. 在图示光场布置中,起偏镜与检偏镜的偏振轴相互垂直,试推导出通过检偏镜后光波的表达式。

29. 在圆偏振光场布置中,若起偏镜与检偏镜的偏振轴相互平行时,按双正交圆偏振光场布置的方法推导出通过检偏镜后光波的表达式。

30. 某四分之一波片,对于ο

A 5480=λ的光波,产生相位差为2

π

,如采

1R (纵) P

M P M

R (横)

4R (横)

3R (纵) P 1

σ1

σ2

模型

起偏镜

检偏镜

P 2

α

A

用οA

λ的光波,产生相位差为多少?

5893

=

31.简述柯克补偿器的工作原理。

32.已知纯弯曲梁的等差线图,梁材料的条纹值为m

1272

=,上、

?

10

N

f/

下边界的条纹级数为6.4=

h3=,求纯

=,厚度mm

N,梁高mm

H18

弯曲段截面上的应力分布。

实验力学实验分析报告

实验力学实验报告

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

实验力学实验报告 姓名:耿臻岑 学号:130875 指导老师:郭应征

实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验 一、实验目的 1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向 2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力 3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法 4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法 二、实验设备 1、电阻应变仪YJ-28 2、薄壁圆管弯扭组合装置,见图1-1 本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象,圆管一段固定,另一端连接与之垂直的伸臂AC,通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端,由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端,其作用点距圆通形心为b,圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面(它到荷载F作用面距离为L)处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa,泊松比μ=0.33,详细尺寸如表1-1 图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置 表1-1 试样参数表 外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm)

40 34 200 300 三、实验原理 1、确定主应力和主方向 平面应力状态下任一点的应力有三个未知数(主应力大小及方向)。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值,如图1-2所示的三个方向已知的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向也可确定(与主应变方向重合) ()() () () 45450 4545 22 4545 1,2450450 4545 04545 112 2 221 2 2 22 tan2 2 1 1 x y xy E E εε εεεε γεε εε εεεεε εε α εεε σεμε μ σεμε μ - - - - - - = =+- =- + =±-+- - = -- =+ - =+ - o o o o o o o o o o o o o o o o o 图1-2 应变花示意图图1-3 B、D点贴片位置示意图 2、测定弯矩 在靠近固定端的下表面D上,粘一个与点B相同的应变花,如图1-3所示。将B点的应变片和D点的应变片,采用双臂测量接线法(自补偿半桥接线法),得:()() () 000 44 2 2 64 r T T r r E E E D d M D εεεεεε ε σε π ε =+--+= == - =

(完整word版)实验力学学习心得

实验力学学习心得 曾经对力学的认识很懵懂,以前在我心中力学是一个很抽象的东西,我一直认为力学更多的是在图纸上的演算与推导,凡是与力相关的事物都属于力学范畴。对于力学应用方面的理解,也只是粗略的知道它会应用于航空航天、机械、土木、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等,但原理是什么,方法是怎样的,我想也绝不只是我最初理解的只是一些受力分析那么简单。而对实验力学这门课的学习则是让我们知道了目前所学的这些知识与它所应用的工程实际相联系的途径和方法。 简单的来说,实验力学就是用实验的方法求解力学问题。即用实验方法测量在力的作用下,物体产生的位移、速度、加速度、应变(形变)、应力、振动频率等物理量。工程实验力学中对实验力学的定义是用实验方法测量应变、应力和位移。也称为实验应力分析。在我现在学习了这门课之后的理解,实验力学是解决工程问题中力学问题的一个重要环节,是求解其力学问题的中间环节,通过实验力学方法测得所需物理量,最终求出结果。 通过课程认知,我了解了解决力学问题的方法主要有两个:理论方法和实验方法。理论方法就是理论方法就是将实际问题转化为数学模型,建立方程,然后求解。它主要有解析法和数值法,理论方法的解答是数学模型的解答,只有实际问题与数学模型相符时才是精确的,这也是它的局限性。而我们这学期学的实验力学的方法就是在实际问题上直接测量。我们这学期做了三个实验力学的实验,分别是测量电桥特性,动态应变测量和光测弹性学方法。这三个实验就用到了实验应力分析的方法——电测,振动测量,光测。实验力学的实验结果更可靠,并且可以发现新问题,开创新领域。不过它也有它的缺点就是测量都有误差,并且实验仪器和材料昂贵,这也导致了费用高。不过,理论分析和实验分析是相辅相成。理论的建立需要实验分析的成果,发现新问题,建立新理论。实验设计和实施需要理论分析做指导。复杂问题需要需要理论与实验共同完成。 正如我刚刚说的,误差是实验方法的一个弊端,也是不可避免的,但随着测试手段的改进和测量者水平的提高,可以减少误差,或者减少误差的影响,提高实验准确程度。实验误差按其产生原因和性质,可以分为系统性误差、偶然性误差和过失误差(粗差)三种。实验力学这门课,同样教会了我们如何去减少误差。比如对称法、初载荷法、增量法消除系统误差。还有通过分析给出修正公式用来消除系统误差,或者定期用更准确的仪器校准实验仪器以减少实验误差,校准时做好记录供以后修正数据用。偶然性误差难以排除,但可以用改进测量方法和数据处理方法,减少对测量结果的影响。例如用多次测量取平均值配合增量法,可以使偶然性误差相互抵消一部分,得到最佳值。过失误差是指明显与实际不符,没有一定的规律。这在我们实验中也会经常出现,通常这些都是由于疏忽大意、操作不当或设备出了故障引起明显不合理的错值或异常值,一般都可以从测量结果中加以剔除。 我们主要做了三个实验,测量电桥特性,动态应变测量和光测弹性学方法。给自己印象最深刻的就是第一个实验。桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行,当时是要在梁的上下表面哥粘贴两个应变片。当时老师在黑板上画了三个图,可是我当时连最基本的图都看不懂,根本不知道哪个是应变片哪个是电阻的意思。接下来在粘应变片的时候也遇到了各种麻烦,应变片倒是没粘好几个,但是手上已经一团糟。好不容易把应变片粘好后,需要用焊锡把电线连上,在仔细琢磨过到底那根线连哪个之后,又遇到了新的麻烦就是那个怎么焊都焊不上,后来找来老师才知道原来是我们那一组的电烙铁有问题,换了个,才继续把这个艰辛的实验做完。这个实验做了不少时间,也着实费了不少的功夫,不过通过这个实验我认识到了自己

力学实验报告汇总

力学实验报告 年月日学院(系)姓名 专业和班级组学号 实验名称低碳钢、铸铁拉伸、压缩时力学性能的测定 实验目的 实验设备和试样 试件尺寸(材料拉伸数据) 实验前材料截面I do(mm) 截面Ⅱ do(mm) 截面Ⅲ do(mm) 最小 直径do 最小横截 A (mm2) 原始标距长 度L (mm)低 铸 实验后 断口(颈缩)出最小直径d 1 (mm) 断口(颈 缩) 最小面积 A 1 断后标距长 度L 1 (mm) 低 铸 机械性实验记录及计算结果低碳钢铸铁屈服载荷 P s (KN) 能最大载荷 P b (KN) 屈服极限ζ s (MP a )

强度极限ζ b (MP a ) 塑性指标延伸率δ%截面收缩率ψ% 材 料 低碳钢铸铁 拉 伸 图 P L P L 断 口 形 状 材料压缩数据 试件尺寸低碳钢铸铁 机 械 性 能实验记录及计算结果低碳钢铸铁 直径d 0(mm) 屈服载荷 P s (KN) 最大载荷 P b (KN) 高度h 0(mm) 屈服极限ζ s (MP a ) 面积A (mm2) 强度极限ζ b (MP a )

材料低碳钢铸铁 压 缩 图 P L P L 断 口 形 状 思考讨论题 1.参考试验机绘出的拉伸图,分析从试件加力至断裂的过程可分为几个阶段? 相应于每一阶段的拉伸曲线的特点和物理意义是什么? 2.由拉伸实验测定的材料机械性能在工程上有何实用价值? 3.为什么铸铁试件压缩时沿450的方向破裂? 4.由低碳钢和铸铁拉伸与压缩的试验结果,归纳整理塑性材料和脆性材料的力学 性能及破坏形式?

年月日学院(系)姓名 专业和班级组学号 实验名称扭转实验 实验目的 实验设备和试样 试件尺寸 机 械 性 能实验纪录及计算结果低碳钢铸铁 材料低碳钢铸铁屈服扭矩T S (N.M) 直径 d 0(mm) 最大扭矩T b (N.M) 屈服扭转角0 截面积 A 0(mm) 最大扭转角0 屈服极限η s (Mp a ) 标距长度L0(mm) 强度极限η b (Mp a ) 材料低碳钢铸铁 断口 形状 思考题 1.试分析两种材料的破坏断口为何不同?

实验力学实验报告

实验力学实验报告 姓名:耿臻岑 学号:130875 指导老师:郭应征

实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验 一、实验目的 1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向 2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力 3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法 4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法 二、实验设备 1、电阻应变仪YJ-28 2、薄壁圆管弯扭组合装置,见图1-1 本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象,圆管一段固定,另一端连接与之垂直的伸臂AC,通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端,由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端,其作用点距圆通形心为b,圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面(它到荷载F作用面距离为L)处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa,泊松比μ=0.33,详细尺寸如表1-1 图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置 表1-1 试样参数表 外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm) 40 34 200 300 三、实验原理 1、确定主应力和主方向 平面应力状态下任一点的应力有三个未知数(主应力大小及方向)。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值,如图1-2所示的三个方向已知的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向

也可确定(与主应变方向重合) ()( ) ()() 045450 4545 2 2 4545 1,2450 4504545 0045451122 2212 22 2 tan 2211x y xy E E εεεεεεγεεεεεεεεεεεαεεεσεμεμσεμεμ------==+-=-+= ± -+--= --= +-=+-o o o o o o o o o o o o o o o o o 图1-2 应变花示意图 图1-3 B 、D 点贴片位置示意图 2、测定弯矩 在靠近固定端的下表面D 上,粘一个与点B 相同的应变花,如图1-3所示。将B 点的应变片和D 点的应变片,采用双臂测量接线法(自补偿半桥接线法),得: ()()()00004422 64r T T r r E E E D d M D εεεεεεεσεπε=+--+=== -= 图1-4 测点A 贴片位置示意图 3、测定扭矩 当圆管受扭转时,A 点的应变片和C 点的应变片中45°和-45°都沿主应力方向,示意图如图1-4,但两点的主应力大小却不相同,由于圆管是薄壁结构,不能忽略由剪力产生的弯曲切应力。A 点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向相

实验力学(含实验)教学大纲-李丹-32学时-20140331

《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

复习题实验力学3新(答案课件)

复习题 1.某应变片横向效应系数为H=3%,灵敏系数在μ0030=.的梁上标定。现将其用于铝(μ=0.36)试件的应变测量,设有三个测点,应变片的安装方位和测点处的应变状态分别使:(1)εεx y =;(2)εεx y =-;(3)-=μεεx y 。试计算每种情况下由于横向效应造成的应变读数的相对误差。 解:e =H %1000?-αμ(1) 当εεx y = 时, e =3%×[0. 30-(-(2) 当y x εε-= e =3%×(1-0.30(3) 当-=μεεx y 时,μεε α=-=X Y , e =3%×[0.36-0.30]=0.18%。 2.简述横向灵敏度、绝缘电阻和零点漂移的概念。 (1)轴向灵敏系数与横向灵敏系数之比叫做横向灵敏度,记为H ,是衡量横向效应大小的一个参数,横向灵敏度越大,横向效应就越大。 (2)贴在构件上的应变片的引出线与构件之间的电阻叫绝缘电阻,记为R m 。它是检查应变片粘贴质量以及粘结剂是否完全干燥或固化的重要标志。 (3)在温度保持恒定、试件没有机械应变的情况下,贴在试件上的应变片的指示应变随时间变化的现象叫零点漂移,简称零漂,记为P 。 3.一应变片粘贴于轴向拉伸试件表面,应变片的轴线与试件轴线平行。试件材料为碳钢,弹性模量为E =210GPa ,应变片的阻值为R =120Ω,灵敏系数为K =2.00。若加载到应力σ=300Mpa 时,应变片的阻值变化是多少? 解:由 εK R R =?得: R K R ε=? =2.00×(300÷210000)×120 =0.34(欧姆)。 4.对构件表面某点进行应变测量,为修正由于横向效应引起的误差,用了一个90°应变花,横向效应系数为H =3%,灵敏系数在μ0030=.的梁上标定。且两个方向上的应变片对应的应变仪读数分别为εμεεμε090125250 ' ' ,==-,则这两个方向上的真实应变分 别为(131.43με)和(-251.69με )。 解:根据公式 ??? ????---=---=)(11)(11 0/ 90/2090 90/ 0/200εεμεεεμεH H H H H H 5.简述应变片的粘贴和防护的步骤。

工程力学实验报告

实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 实验时间:设备编号:温度:湿度: 一、实验目的 1、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。 2、测定低碳钢的弹性模量E。 3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限;强度极限,伸长率和截面收缩率 4、测定铸铁的强度极限。 5、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时的力学性质。 6、了解CMT微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。 二、实验设备和仪器 1.CMT微机控制电子万能实验机 2.电子式引伸计仪 3.游标卡尺 4.钢尺 三.实验原理 试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸。 试件在开始拉伸之前,设置好保护限位圈,微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。试件在拉伸过程中,POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断。 1 分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈—12a)低碳钢试件的拉伸曲线

(图缩四个阶段。比较简单,既没有明显的直线段,也没有—2b)铸 铁试件的拉伸曲线(图1屈服阶段,变形很小时试件就突然断裂,断 口与横截面重合,断口形貌粗较低,无明显塑性变形。与电子万能实验机联机的微型σb糙。抗拉强度和铸铁试件、最大载荷Fb电子计 算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs Fb。的最大载荷 l1,由下述公式取下试件测量试件断后最小直径d1和断后标距 A??lAFlFs????10b01%%?100????100?bs AAlA 0000,和断面收缩δσb、伸长率。可计算低碳钢的拉伸屈服点σs、抗拉强度。σbψ率;铸铁的抗拉强度由以下公式计算:低碳钢的弹 性模量E Fl?0?E l?A0相对应的变形增量。ΔΔl为与F为相等的加载等级,Δ式中F四、实验步骤 低碳钢拉伸试验步骤(1) 2 按照式样、设备的准备及测试工作,大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下: do lo。在式样标距段的及标距首先,将式样标记标距点,测量式样直 径两端和中间3处测量式样直径,每处直径取两个相互垂直方向的平均值,do。用扎规和钢板尺处直径的最小值取作试验的初始直径做好记录。3lo测量低碳钢式样的初始标距长度。接着,安装试件。按照微机控制电子万能试验机的操作方法,运行电子万能试验机程序, 并开启控制器电源。先将有力传感器的夹具夹住式样的一端,在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零;在移动横梁,使式样的另一端缓慢插入另型卡板中,锁紧夹头,进行保护从而消除

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:固体力学是研究固体在外界因素作用下而发生的变形、应力、应变以及破坏的学科。实验力学是固体力学的一个分支,它是用各种实验方法和手段对变形固体进行应力应变分析的一门学科。 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.掌握工程应力测试中常用的设备和设备的原理、结构和特点。 2.掌握工程应力测试中常用仪器的用途,使用方法和各仪器间的配套使用,以及实验基本技能,培养学生动手能力。 3.掌握光弹性材料的浇铸、光弹性材料的特性。 4.熟悉掌握平面光弹性应力-光学定律、等色线、等倾线、剪应力差法、钉压法。 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.掌握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,尤其是综合性实验、设计性实验,使学生了解科研试验的一般过程,培养学生观察现象,分析问题和解决问题的能力,同时巩固所学的振动力学、实验力学课程的理论知识。 六、实验或上机基本内容 (一)光弹性法 1.光弹性仪介绍。 2.平面光弹性应力-光学定律。 3.等差线。 4.等倾线。

实验力学习题

实验力学习题

实验力学习题 1. 如图(a )所示的平板拉伸试件受轴向力 F 作用,试件上粘贴两枚应 (a) 2. 圆轴受扭矩T 作用,用应变片测出的是 __________ 。 A 切应变 B 切应力 C 线应变 D 扭矩 3. 使用补偿块方法进行温度补偿时,对补偿块和补偿片有哪些要 求? 4. 在应变测试中,怎样根据测点的应力状态选择应变片? 5. 电测中的零点漂移由哪些原因造成?怎样减少零点漂移造成的误 差? 6. 常用电阻应变片的电阻值为多少?灵敏系数为多少?选择高阻值 变片R i 、R 2,其应变值分别为 1 、 2,由R >、R 2组成图(b )所示 半桥测量电路 (R 为标准电阻) ,这时应变仪读数为 A (1 ) 1 (1 C (1 ) 1 D (1 ) 2 1=1 「R i F b \ / a F (b) C

应变片测量有哪些好处? 7. 举出几种(最少4种)常用应变片的特点及用途? 8. 简述静态电阻应变仪中双电桥电路工作原理。 9. 简述悬臂梁式位移传感器的工作原理. 10. 简述扭矩传感器的工作原理。 11. 将847、830和-530按2X 10的修约间隔进行修约。 12. 将847.25、838.38和-530.75按0.5的修约间隔进行修约。 13?图示简支梁有一段等弯矩区,当施加荷载F 时,可用搁在梁上的三点 挠度计测得挠度计中点的相对挠度f 。一枚应变片沿纵向粘贴于梁 等弯矩段的下表面,以惠斯登电桥测量其电阻值。试由表中给出 的数据确定应变片的灵敏系数。其中梁高 h 15mm ,挠度计跨径 14.一枚应变片(R 120 , K 2.0)粘贴于轴向拉伸试件表面,应变 片轴线与试件轴线平行。试件材料为碳钢,弹性模量 E 210GPa 。 若加载到应力 300MPa ,应变片的阻值变化多少?如将此应变片 粘贴于可产生较大弹性变形的试件,当应变从零增加到 5000时, 应变片阻值变化多少?若应变片为半导体应变片 (R 120 , L 300mm 。

材料力学实验报告答案

力学实验报告标准答案

目录 一、拉伸实验 (2) 二、压缩实验 (4) 三、拉压弹性模量E测定实验 (6) 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8) 五、扭转破坏实验 (10) 六、纯弯曲梁正应力实验 (12) 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验 (15) 八、压杆稳定实验 (18)

一、拉伸实验报告标准答案 实验目的: 见教材。 实验仪器 见教材。 实验结果及数据处理: 例:(一)低碳钢试件 强度指标: P s =__22.1___KN 屈服应力 σs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限 σb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标: 1L -L 100%L δ=?=伸长率 33.24 % 1 100%A A A ψ-=?=面积收缩率 68.40 % 低碳钢拉伸图:

(二)铸铁试件 强度指标: 最大载荷P b =__14.4___ KN 强度极限σ b = P b / A = _177.7__ M P a 问题讨论: 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的 试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切

郑州大学实验力学报告

实验力学实验报告(郑州大学力学实验中心编制) 院系:力学与工程科学学院 专业:安全工程 年级:2012 班级: 1 姓名:周备堂 学号:20120690145 成绩:评阅老师:

目录 实验 1 应变计横向效应系数测定 实验 2 应变计灵敏系数测定和机械滞后 实验 3 薄壁圆管内力测定 实验 4 应变计的粘贴 实验 5 动态应变信号数据采集 实验 6 光弹性实验 实验7 实验8 实验9 实验10 实验11 实验12 ……… 1

实验 1 应变计横向效应系数测定 实验目的: 用等强度梁测定BX120-5AA、BZ120-5AA应变计横向效应系数H 实验设备: 等强度梁、应变计砝码 小组名单:周备堂朱全力陈恒啸 实验日期:2014年10月29 日 实验原理: 1、应变计的横向效应系数用来表征应变计横向效应的大小,定义为用同一单向应变分别作用于同一应变计的栅宽与栅长方向,前者与后者所得电阻变化率之比(百分数表示)称为应变计的横向效应系数,用H表示,即: H= ΔR h/R ΔR l/R ζ表示栅丝单位长度的电阻值,K L与Kt分别表示长度和宽度丝材的应变灵敏度,则经过推导可到: H= Bζt K t nLζL K L 2、如图粘贴应变计,则可推出: εd1= 1 1-μ0H (εL+HεB)εd2= 1 1-μ0H (εB+HεL) εL= 1-μ0H 1-H2(εd1-Hεd2)εB= 1-μ0H 1-H2(εd2-Hεd1) H= ε2+μ0ε1 ε1+μ0ε2 (本实验中μ0=0.3,R=120Ω,K=2.00) 原始记录: 纸基应变片分级加载三次实验所得数据如下表: 2

材料力学实验报告答案

材料力学实验报告答案 Prepared on 22 November 2020

材料力学实验报告 评分标准 拉伸实验报告 一、实验目的(1分) 1. 测定低碳钢的强度指标(σs、σb)和塑性指标(δ、ψ)。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象,绘制拉伸曲线(P-ΔL曲线)。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。 二、实验设备(1分) 机器型号名称电子万能试验机 测量尺寸的量具名称游标卡尺精度0.02 mm 三、实验数据(2分)

四、实验结果处理 (4分) 0A P s s = σ =300MPa 左右 0 A P b b = σ =420MPa 左右 %10000 1?-= L L L δ =20~30%左右 %= 1000 1 0?-A A A ψ =60~75%左右 五、回答下列问题(2分,每题分) 1、画出(两种材料)试件破坏后的简图。 略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。 低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没有明显的这四个阶段。 4、材料和直径相同而长短不同的试件,其延伸率是否相同为什么 相同 延伸率是衡量材料塑性的指标,与构件的尺寸无关。 压缩实验报告 一、实验目的(1分)

1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb 。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象,并分析原因。 二、实验设备 (1分) 机器型号名称电子万能试验机 (分) 测量尺寸的量具名称 游标卡尺 精度 0.02 mm (分) 三、实验数据(1分) 四、实验结果处理 (2分) A P b b = σ =740MPa 左右 五、回答下列思考题(3分) 1.画出(两种材料)实验前后的试件形状。 略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。 略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫

实验力学读书心得

太原科技大学 2015-2016 学年第 2 学期研究生课程考核 (读书报告、研究报告) 考核科目:实验力学 学生所在院(系):应用科学学院力学系 学生所在学科:力学 姓名:王心怡 学号:S2******* 本课程是力学专业研究生的一门专业课,具有很强的工程实践性。力学是基础学科,又是技术科学,其发展横跨理工,与各行业的结合是非常密切的。实验力学是将我们所学的基础知识同实际应用相联系的一个重要的桥梁。由于相关行业的发展与国名经济和科学技术的发展同步,使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。我们以后的方向会有很多,既可以从事力学教育与研究工作,又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作,还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。不仅如此,随着力学学科的发展,本世纪将产生一些新的学科结合点,如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米技术一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生量生物力学和仿生力学:这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预计,随着社会的发展,力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将进一步加强。从这个意义上讲,实验力学的应用也将更为广泛并且不断进步。 一、课程内容总结 简单的来说,实验力学就是用实验的方法求解力学问题。即用实验方

法测量在力的作用下,物体产生的位移、速度、加速度、应变(形变)、应力、振动频率等物理量。在我现在学习了这门课之后的理解,实验力学是解决工程问题中力学问题的一个重要环节,是求解其力学问题的中间环节,通过实验力学方法测得所需物理量,最终求出结果。 本门课程实验涉及到低碳钢、铸铁拉伸压缩扭转实验、电测法及电桥、梁的弯曲正应力试验、弯扭组合变形的主应力和内力的测定冲击试验。分别涉及到材料性能学、实验力学电测法、工程材料等。进行的操作有测量、电阻应变仪使用、多功能试验机使用、记录等。 通过课程认知,我了解到了解决力学问题的方法主要有两个:理论方法和实验方法。理论方法就是理论方法就是将实际问题转化为数学模型,建立方程,然后求解。它主要有解析法和数值法,理论方法的解答是数学模型的解答,只有实际问题与数学模型相符时才是精确的,这也是它的局限性。而我们这学期学的实验力学的方法就是在实际问题上直接测量。理论的建立需要实验分析的成果,发现新问题,建立新理论。实验设计和实施需要理论分析做指导。复杂问题需要理论与实验共同完成。 学习材料力学实验并不仅仅是学习几个枯燥的公式和几种材料的性质,而是学习一种方法,一种看待事物分析问题的方法。 二、学习收获 收获与体会如下: 1、发挥主观能动性去做试验、完成实验报告。实验过程中要多思考,思考实验每一步的用途以及为什么这么做。在有限的课堂时间内投入到无限的学习思考中去。实验报告的完成不能仅仅认为完成老师给的模板上提出的问题就行,比如老师要求做相应的数值模拟,不应该只是把数值模拟的图弄上去,应该明白老师要求数值模拟的意义何在,必须分析数值模拟的结果,再和实验结果相比较,,思考两种方法的不同,相互检验,互相补充。 2、实验研究方法。每个实验的考察点都不相同,没有重复的内容,

HIT-实验力学-实验报告书

《实验力学》课程 实验报告书 姓名: 专业: 班级: 学号: 年月日

目录 实验须知 (2) 实验一电阻应变计静态应变测试 (3) 实验二电阻应变式传感器测试 (6) 实验三散斑法位移测量 (9) 实验四光纤光栅传感器应变测试 (14) 实验五白光光弹性试验 (18)

实验须知 1.实验前必须了解本次实验的目的、要求及注意事项。 2.按预约实验时间准时进入实验室,不得无故迟到、早退、缺席。 3.进入实验室后,不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备,损坏仪器要赔偿。4.保持实验室整洁,不准在机器、仪器及桌面上涂写,不准乱丢纸屑,不准随地吐痰。 5.实验时应严格遵守操作步骤和注意事项,若遇仪器设备发生故障,应立即向教师报告,并及时检查、排除故障后,方能继续实验。 6.实验过程中,同组同学要相互配合,认真测试和记录实验数据。 7.实验结束后,将仪器、工具清理摆正。不得将实验室的工具、仪器、材料等物品携带出实验室。 8.实验完毕,实验数据经教师认可后方能离开实验室。 9.实验报告要求字迹端正、绘图清晰、表格简明、实验结果正确。

实验一电阻应变计静态应变测试 一、实验目的 1.熟练掌握不同结构表面(主要为钢结构和混凝土结构表面)的电阻应变计的实用粘贴技术。 2.熟练掌握常用电阻应变计(可选用DH3818或类似电阻应变仪)的桥路连接方式以及仪器的基本操作方法。 3.用悬臂梁结构测试梁体应变,并与计算应变对比,熟练掌握实际结构应变测试的基本方法与技术。 二、实验器材 静态电阻应变计、应变片、万用表、简支梁、端子、导线、电烙铁、焊料(焊丝、焊膏)、丙酮、502胶、脱脂棉、砂纸、胶带、工具箱(含剥线钳、剪刀等)、悬臂梁(带砝码)、游标卡尺、卷尺、铅笔等。 三、实验方法和步骤 1)用万用表测量各应变片电阻值,选用电阻值差在±0.2Ω的应变片 2)将试件粘贴位置用细砂纸打成45°交叉纹,并用丙酮蘸棉球将粘贴位置擦洗干净直到棉球洁白为止,按图示布片,用钢笔划线晾干后用棉球擦一下。 3)一手捏住应变片,一手拿502粘贴剂瓶,将瓶口向下在应变片基底底面上抹一薄层粘结剂,试件贴片基底底面上抹一薄层粘结剂,涂粘结剂后立即将应变片底面向下平放在试件贴片部位上下班,并使应变片基准对准方向线,将一小片聚氯乙烯薄膜(0.05~0.1mm厚)盖在应变片上,用手指按应变片挤出多余粘结剂(注意按住时不要使应变片移动),手指保持不动约1分钟后再放开,轻轻掀开薄膜,检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象,否则需重贴切。注意:胶粘剂要适量,过多,则胶层太厚影响应变片感知性能,过少则粘结不牢,甚至压坏应变片敏感栅。 4)待胶片风干后,用万用表检查应变片是否通路,如属敏感栅断开则需重贴,如属焊点与引出线脱开尚开补焊。将引出线与试件轻轻脱离。 5)将测量导线用胶布固定在简支梁试件上,使导线一端与应变片引出线靠近,并事先将导线塑料皮剥去的约3mm和涂上焊锡,然后用电烙铁将应变片引出线与测量导线锡焊,焊点要求光滑小巧,防止虚焊,再用万用表检查应变片是否通路,然后用兆欧表检查各应变片(一根导线)与试件之间的绝缘电阻,(对用公线的各应变片只检查公线与试件之间的绝缘即可。)应大于200兆欧为好。将导线编号,画布片和编号图。导线应布置整齐。 6)用烙铁熔化石蜡覆盖变片区域,作防潮层,再检查通路和绝缘。 7)将导线的另一端联接到静态电阻应变仪上,按照接线图连接仪器,把应

专业名称应用与实验力学

专业名称: 应用与实验力学 (专业代码:…………授予…工.学硕士学位) 一、培养目标 具有正确的政治方向、优良的品德和学风、健康的身体,具备坚实的力学基础理论、实验基本技能和比较系统的专业知识,掌握力学实验技能和计算分析方法;能较熟练地掌握一门外语,阅读本学科外文资料,并能独立进行力学专业的科学研究。毕业后可胜任力学学科、工程应用或相邻学科的教学、科研、设计、技术开发等工作。 二、学科、专业及研究方向简介 应用实验力学是力学与现代工程技术交叉发展的一门学科,是力学与工程相结合的重要纽带,运用现代力学的知识解决国民经济和国防建设中的重大工程问题, 其研究领域几乎涉及所有的工程领域,如航空、航天、土木、机械、水利、造船、材料、化工、能源、环境和生物等。本硕士点依托工业装备结构分析国家重点实验室,拥有从微纳观到宏观的各种先进的实验仪器设备,包括微/纳米尺度的测量与观察仪器、纳米力学测试仪器、工程材料和大型工程结构等各种力学性能的测试和检测设备与仪器。应用实验力学重点在应用和实验两个方面,培养具有宽广知识面、能在理论、实验和工程应用等研究方面出开创性成果的综合性、高层次复合型人才。 主要研究方向及其内容: 1.材料和结构在特殊环境下的力学行为、振动与强度实验、故障诊断、载荷识别和模态分析研究材料在强电磁场、高温或者低温环境下的复杂力学行为、燃料电池的先进结构设计及其制造与装配工艺力学问题,研究大型工程结构、大型工业装备和航空航天结构的振动控制、疲劳强度、损伤识别、随机载荷识别等。 2.岩土和环境力学实验测试技术、多孔多相介质力学基础理论研究 研究多孔多相介质材料(特别是岩土材料)的物理力学性质,包括应力应变、强度、渗透性、固体骨架与孔隙流体的相互作用性质等;还开展多孔多相介质材料基本理论研究,如孔隙材料的本构关系理论与土壤水动力学的基本理论。 3.寒区海洋工程与实验力学; 研究抗冰结构设计的力学问题,主要采用实验力学的方法同时配合计算力学理论。主要研究内容包括:海洋平台冰振研究;工程海冰模拟研究;现役平台冰振失效分析;新型抗冰振动平台研究;其它深海结构的相关力学问题。

实验力学习题

实验力学习题 1. 如图(a)所示的平板拉伸试件受轴向力F 作用,试件上粘贴两枚应变片1R 、 2R ,其应变值分别为1ε、2ε,由1R 、2R 组成图(b )所示半桥测量电路(R 为 标准电阻),这时应变仪读数为 。 1ε B 2(1)με+ C 1(1)με- D 2(1)με- 2. 作用,用应变片测出的是 。 C 线应变 D 扭矩 3. 4. 5. 电测中的零点漂移由哪些原因造成?怎样减少零点漂移造成的误差? 6. 常用电阻应变片的电阻值为多少?灵敏系数为多少?选择高阻值应变片测量有哪些好处? 7. 举出几种(最少4种)常用应变片的特点及用途? 8. 简述静态电阻应变仪中双电桥电路工作原理。 9. 简述悬臂梁式位移传感器的工作原理. 10. 简述扭矩传感器的工作原理。 11. 将847、830和-530按2×10的修约间隔进行修约。 12. 将847.25、838.38和-530.75按0.5的修约间隔进行修约。 13. 图示简支梁有一段等弯矩区,当施加荷载F 时,可用搁在梁上的三点挠度计测得挠度计中点的相对挠度f 。一枚应变片沿纵向粘贴于梁等弯矩段的下表面,以惠斯登电桥测量其电阻值。试由表中给出的数据确定应变片的灵敏 C (a) (b)

系数。其中梁高15h mm =,挠度计跨径mm L 300=。 14. 一枚应变片(120R =Ω, 2.0K =)粘贴于轴向拉伸试件表面,应变片轴线与试件轴线 平行。试件材料为碳钢,弹性模量 210E GPa =。若加载到应力300MPa σ=,应变片的阻值变化多少?如将此应 变片粘贴于可产生较大弹性变形的试件,当应变从零增加到5000με时,应变片阻值变化多少?若应变片为半导体应变片(120R =Ω,100K =),当试件上的应力300MPa σ=时,应变片阻值变化多少? 15. 某批丝绕式应变片3%H =,在00.30μ=的梁上标定其灵敏系数。现将其用于铝(0.36μ=)的试件上测应变,设有三个测点,应变片的安装方位和测点处的应变状态分别使(a) L B εε= (b) L B εε=-和(c) B L εμε=-。试计算每种情况下由于横向效应造成的应变计数的相对误差。 16. 图示在拉伸试件上粘贴四枚相同的应变片,a)、b )、c )、d )是四种可能的接桥方法(R 是标准电阻),试求b )、c )、d )三种接法的电桥输出电压对接法a)输出电压的比值(不考虑温度效应)。 65810α-=? 1/℃。当试件在外荷载作用下,应变片上的应变为100εμε=时,温度改变 C

细观力学的基本概念

1 何为细观力学? 本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。 固体力学的分支,用连续介质力学方法分析具有细观结构(即在光学或常规电子显微镜下可见的材料细微结构)的材料的力学问题。 中文名 细观力学 外文名 mesomechanics;micromechanics 定义 固体力学的分支,用连续介质力学方法分析具有细观结构(即在光学或常规电子显微镜下可见的材料细微结构)的材料的力学问题。 研究内容 细观力学方法论/细观损伤力学等 目录 1 英文 2 概述 3 细观力学的研究内容包括 英文 mesomechanics;micromechanics 概述 其研究尺度可从10纳米到毫米量级,随研究对象不同而异。细观力学是固体力学与材料科学的交叉学科,其发展对固体力学研究层次的深入以及对材料科学规律的定量化表达都有重要意义。 细观力学的奠基,归功于G.I.泰勒等人于20世纪20、30年代在细观塑性理论方面的开创性工作。细观损伤力学在50年代初具雏形,70年代A.L.哥森提出第一个封闭的理论体系。细观力学的方法论则由J.D.艾舍比、R.希尔、T.穆拉等力学家开创。材料细观力学自70、80年代以来相继在金属、复合材料、陶瓷、混凝土、高分子和电子材料中取得重要应用,且其发展与细观计算力学的发展相辅相成。50年代,中国钱学森第一次提出并系统阐述了“细观力学”这一中文名词。 细观力学的研究内容包括 ①细观力学方法论。除包括细观力学的一般公理化体系外,还主要探讨各个细观尺度之间、宏观与细观之间力学量的转化规律,如自洽理论、随机夹杂理论、分形理论、重整化群理论等。②细观塑性理论。从位错、滑移、单晶和多晶不同层次探讨塑性变形的物理规律。③细观损伤力学。从孔洞、微裂纹、局部化带、界面失效等细观损伤基元出发定量地刻划固体破坏行为的孕育和发展过程。④材料细观力学。具体结合材料构造来定量表述金属、陶瓷、高分子、岩土、生物材料和复合材料的力学行为,寻求材料与高新技术微结构的硬化与韧化机制,也包括对功能电子材料在电子学、磁学和力学耦合意义上的失效力学和可靠性研究。⑤细观计算力学。将细观力学的算法引入细观分析构型,并发展适宜于各种典型细观结构的专用算法和表达宏细观结合的统计型计算方法。⑥细观实验力学。它发展具有高分辨率的力学量测方法和对材料内部细观形变、损伤、断裂过程的非破坏式测量技术。 2 沥青混合料为什么要采用细观力学来研

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