第一篇：工程力學(xué)總結(jié)

工程力學(xué)總結(jié)

知識點介紹：

§1–1 靜力學(xué)的基本概念

1、平衡——平衡是物體機(jī)械運動的特殊形式，是指物體相對地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。

2、剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?；蛘咴诹Φ淖饔孟拢我鈨牲c間的距離保持不變的物體。剛體是一種理想化的力學(xué)模型。

一個物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關(guān)。

3、力——力是物體相互間的機(jī)械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變?！?–2 靜力學(xué)公理 基本概念

力 系——作用于同一物體或物體系上的一群力。等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。

合 力——在特殊情況下，能和一個力系等效的一個力。

公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。

公理二(加減平衡力系公理)可以在作用于剛體的任何一個力系上加上或去掉幾個互成平衡的力，而不改變原力系對剛體的作用。

推論(力在剛體上的可傳性)作用于剛體的力，其作用點可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動，而不改變它對該剛體的作用。

公理三(力平行四邊形公理)作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一點的一個力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對角矢來表示。即，合力為原兩力的矢量和。矢量表達(dá)式：R= F1+F2

推論(三力匯交定理)當(dāng)剛體在三個力作用下平衡時，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點，則第三力的作用線必定也通過這個點。

公理四(作用和反作用公理)任何兩個物體間的相互作用的力，總是大小相等，作用線相同，但指向相反，并同時分別作用于這兩個物體上。

公理五(剛化公理)設(shè)變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài)，則如將這個已變形但平衡的物體變成剛體（剛化），其平衡不受影響。

§1–3 約束和約束反力 基本概念：

1、自由體：可以任意運動（獲得任意位移）的物體。

2、非自由體：不可能產(chǎn)生某方向的位移的物體。

3、約束：由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體位移的條件。

4、約束反力：約束對被約束體的反作用力。

5、主動力：約束力以外的力。

§1–4 受力分析和受力圖 畫受力圖的方法與步驟：

1、取分離體（研究對象）

2、畫出研究對象所受的全部主動力（使物體產(chǎn)生

運動或運動趨勢的力）

3、在存在約束的地方，按約束類型逐一畫出約束

反力（研究對象與周圍物體的連接關(guān)系）§2–1 力系的基本類型

平面力系——各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系。否則為空間力系。

共點力系——各力均作用于同一點的力系。

力 偶——作用線平行、指向相反而大小相等的兩個力。

力 偶 系——若干個力偶組成的力系。

§2–2 共點力系合成與平衡的幾何法

1、合成的幾何法：

2、力的多邊形規(guī)則：

§2–3 力的投影.力沿坐標(biāo)軸的分解

力在平面上的投影：由力矢F 的始端A 和末端B向投影平面oxy引垂線，由垂足A′到B′所構(gòu)成的矢量A′ B′，就是力在平面Oxy上的投影記為Fxy。

力在坐標(biāo)軸上的分解： 合力投影定理：合力在任一軸上的投影，等于它的各分力在同一軸上的投影的代數(shù)和。

共點力系平衡的充要解析條件：

力系中所有各力在各個坐標(biāo)軸中每一軸上的投影的代數(shù)和分別等于零。

§2–5 兩個平行力的合成 兩同向平行力的合成定理：

兩同向平行力的合成結(jié)果是一個力，這個力的大小等于原兩力大小之和，作用線與原兩力平行，并內(nèi)分原兩力的作用點為兩段，使這兩段的長度與原兩力的大小成反比，合力的指向與原兩力相同。兩反向平行力的合成定理：

大小不同的兩個反向平行力的合成結(jié)果是一個力，這合力的大小等于原兩力大小之差，作用線與原兩力平行，且在原兩力中較大一個的外側(cè)，并且外分原兩力的作用點為兩段，使這兩段的長度與原兩力的大小成反比。合力的指向與較大的外力相同。

§2–6 力偶及其性質(zhì)

2、力偶臂——力偶中兩個力的作用線

之間的距離。

3、力偶矩——力偶中任何一個力的大

小與力偶臂d 的乘積，加上

適當(dāng)?shù)恼?fù)號。力偶矩正負(fù)規(guī)定：

若力偶有使物體逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，力偶矩取正號；反之，取負(fù)號。第三章 力偶矩矢

1、概念：

用來表示力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、作用面的有向線段。

2、力偶的三要素：

(1)、力偶矩的大小。(2)、力偶的轉(zhuǎn)向。

(3)、力偶作用面的方位。

3、符號：l

4、力偶矩矢與力矢的區(qū)別

力偶矩矢是自由矢量，而力矢是滑動矢量。l 指向人為規(guī)定，力矢指向由本身所決定。

5、力偶等效定理又可陳述為: 力偶矩矢相等的兩個力偶是等效力偶。

§3–1 力對點之矩

一、力矩的定義——力F 的大小乘以該力作用線到某點O 間距離d，并加 上適當(dāng)正負(fù)號，稱為力F 對O 點的矩。簡稱力矩。

二、力矩的表達(dá)式:

三、力矩的正負(fù)號規(guī)定：按右手規(guī)則，當(dāng)有逆時針轉(zhuǎn)動的趨向時，力F 對O 點的矩取正值。

四、力矩的單位：與力偶矩單位相同，為 N.m。

§3–2 力線平移定理

二、幾個性質(zhì)：

1、當(dāng)力線平移時，力的大小、方向都不改變，但附加力偶的矩的大小與正負(fù)一般要隨指定O點的位置的不同而不同。

2、力線平移的過程是可逆的，即作用在同一平面內(nèi)的一個力和一個力偶，總可以歸納為一個和原力大小相等的平行力。

3、力線平移定理是把剛體上平面任意力系分解為一個平面共點力系和一個平面力偶系的依據(jù)。

§3–3平面任意力系的簡化?主矢與主矩

一、力系向給定點O 的簡化

應(yīng)用力線平移定理，可將剛體上平面任意力系中各個力的作用線全部平行移到作用面內(nèi)某一給定點O。從而這力系被分解為平面共點力系和平面力偶系。這種變換的方法稱為力系向給定點O 的簡化。點O 稱為簡化中心。

二、幾點說明：

1、平面任意力系的主矢的大小和方向與簡化中心的位置無關(guān)。

2、平面任意力系的主矩與簡化中心O 的位置有關(guān)。因此，在說到力系的主矩時，一定要指明簡化中心。第四章 扭 轉(zhuǎn)

扭轉(zhuǎn)變形是指桿件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于桿件軸線的力偶作用,使桿件的橫截面繞軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。

受扭轉(zhuǎn)變形桿件通常為軸類零件，其橫截面大都是圓形的。所以本章主要介紹圓軸扭轉(zhuǎn)。

第二篇：工程力學(xué)公式總結(jié)

第一章 靜力學(xué)的基本概念和公理 受力圖 P2 剛體 力的三要素：大小、方向、作用點

靜力學(xué)公理：1力的平行四邊形法則2二力平衡條件3加減平衡力系原理（1）力的可傳性原理（2）三力平衡匯交定理4作用與反作用定律

P7 約束：柔索約束；光滑面約束；光滑圓柱（圓柱、固定鉸鏈、向心軸承、輥軸支座）；鏈桿約束（二力桿）第二章平面匯交力系

P16平面匯交力系平衡幾何條件：力多邊形自行封閉 P19 合力投影定理

P20平面匯交力系平衡條件：∑Fix=0；∑Fiy=0。2個獨立平衡方程 第三章 力矩平面力偶系

P24 力矩M0(F)=±Fh(逆時針為正)P25 合力矩定理 P26力偶；力偶矩M=±Fd(逆時針為正)P27力偶的性質(zhì)：力偶只能用力偶平衡 P28平面力偶系平衡條件 第四章平面任意力系

P33 力的平移定理

P34平面力向力系一點簡化

P36平面任意力系平衡條件：∑Fix=0；∑Fiy=0，∑M0(Fi)=0。3個獨立方程 P38平面平行力系平衡條件：2個獨立方程 P39 靜定，超靜定

P43 摩擦，靜摩擦力，動摩擦力 第五章 空間力系 重心

P53 空間力系平衡條件：6個方程；空間匯交力系：3個方程；空間平行力系：3個方程

第六章 點的運動

dsP64 質(zhì)點

P65 點的速度v?，dtv2dv加速度：切向加速度a??，速度大小變化；法向加速度an?，速度方向變

?dt2化，加速度a?a?2?an

第七章 剛體的基本運動 P73平動 P74轉(zhuǎn)動，角速度??轉(zhuǎn)速，r/s)P76 轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度v?R?，加速度a??R?，an?R?2 第九章 剛體動力學(xué)基礎(chǔ) P87 質(zhì)心運動定理：ma??Fe

P88轉(zhuǎn)動定理Jz???Mz，轉(zhuǎn)動慣量：圓環(huán)Jz?mR2；圓盤Jz?mR2/2；細(xì)桿Jz?ml2/12。

d?d?，角加速度??，角速度??2?n(n是dtdtP91平行軸定理Jz`?Jz?md2 第十章 動能定理

Jz?2mv2P97平動剛體動能T?；轉(zhuǎn)動剛體動能T?

22P100彈性力的功A?c2(?1??22)2P101動能定理T2?T1?所有內(nèi)力、外力的總功，對剛體來說內(nèi)力作功為0。第十一章 材料力學(xué)的基本概念

P107 強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性；對變形固體所做的基本假設(shè)：連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)、小變形假設(shè)。

P108 截面法、應(yīng)力

P109桿件變形的基本形式：拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲

第十二章 軸向拉伸與壓縮 P110軸力

P111正應(yīng)力??FN，[?]??o/n ?[?]許用應(yīng)力（強(qiáng)度條件）

AFl?l，胡克定律??E?或?l?N，E是材料拉壓

EAlP114軸向拉壓變形：線應(yīng)變??彈性模量，EA是材料抗拉壓剛度，橫向線應(yīng)變?`????，μ是泊松比 P116低碳鋼力學(xué)性質(zhì)，強(qiáng)度指標(biāo)，伸長率

P122應(yīng)力集中 第十三章 剪切

P128 剪切實用計算：切應(yīng)力均勻分布??FS?[?]許用切應(yīng)力，[?]??o A擠壓實用計算：擠壓應(yīng)力均勻分布?bs?Fbs?[?bs]許用擠壓應(yīng)力，對圓柱形擠Abs壓面Abs?dl，d是圓直徑，l是圓柱高度。第十四章 扭轉(zhuǎn)

p(N?m)，p是功率，n是轉(zhuǎn)速(r/min）nP135扭矩T，從左端看，順時針外力偶矩產(chǎn)生正扭矩T=M0 P134傳動軸扭轉(zhuǎn)外力偶矩M0?9550P137扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力?max?TT?，極慣性矩Ip，抗扭截面系數(shù)Wp：圓形Ip/RWpIp??D432，Wp??D316，空心圓軸Ip?α=d/D ?D432，Wp?（1??）4?D316（1??4）扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件?max?P139扭轉(zhuǎn)角??TmaxWp?[?]許用切應(yīng)力

Tl（弧度），GIp：截面的抗扭剛度 GIp第十五章 彎曲內(nèi)力

P144 支座形式和支座反力、梁的典型形式 P146 剪力Fs、彎矩M P150剪力Fs、彎矩M與均衡力q的關(guān)系 第十六章 彎曲應(yīng)力 P154中性層、中性軸 P155最大正應(yīng)力?max?MymaxM?，IZ是慣性矩，WZ是抗彎截面系數(shù)：矩形IZWZbh3bh2?d4?d3；圓形IZ?；空心圓截面 IZ?，WZ?，WZ?1266432IZ??d464(1??)，WZ?4?d332(1??4)

P158彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度計算?max?[?]許用彎曲正應(yīng)力

P163提高彎曲強(qiáng)度的措施 第十七章 彎曲變形

P169 撓度v、轉(zhuǎn)角θ P172疊加法求梁的變形

P176表17-1（8）（9）

第十八章組合變形

P184彎曲+扭轉(zhuǎn)：橫向力使軸彎曲，彎矩是M；轉(zhuǎn)動力使軸扭轉(zhuǎn)，扭矩是T。第三強(qiáng)度理論?r3?1WZ1WZM2?T2?[?]；

第四強(qiáng)度理論?r4?M2?0.75T2?[?]

第十九章 壓桿的穩(wěn)定性 P193 壓桿的柔度???li，慣性半徑i?I，桿長為l，μ是長度因數(shù)P191 A1細(xì)長桿???p，歐拉公式?cr?2E?2； ?2中長桿?S????p，直線公式?cr?a?b?； 3粗短桿???S，強(qiáng)度公式?cr??S 第二十章 動載荷

P204 提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施 第二十一章 交變應(yīng)力 P208 疲勞破壞，循環(huán)特征r??min：r=－1，對稱循環(huán)交變應(yīng)力；r=0，脈動循環(huán)；?maxr=1，靜應(yīng)力。

P210影響構(gòu)件持久極限的主要因素

第三篇：工程力學(xué)實驗總結(jié)

工程力學(xué)實驗總結(jié)

對于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件為測量標(biāo)距Lo的長度，可選用游標(biāo)卡尺；為測量標(biāo)距Lo的總變形在彈性范圍內(nèi)的？長，可選用引伸計；對其加載并測量荷載值，可選用萬能試驗機(jī)。我們接觸過的動態(tài)試驗機(jī)有沖擊試驗機(jī)和疲勞試驗機(jī)，而后者又分為兩種，一種是旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)，另一種是高頻拉壓疲勞試驗機(jī)。

如果測點處是二向應(yīng)力狀態(tài)，則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時，應(yīng)選擇直角應(yīng)變花，使絲韌沿主應(yīng)力方向粘貼，當(dāng)主應(yīng)力方向根本無法估計時，應(yīng)選用等角應(yīng)變花。

對粘貼后的應(yīng)變片進(jìn)行質(zhì)量檢查，要求為：a粘貼位置，方向準(zhǔn)確b粘貼縫內(nèi)無氣泡，孔隙c應(yīng)變計阻值無明顯變化d一般測量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆

在對斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測定長度時，若斷面距最近標(biāo)距點的距離大于Lo/3，可采用直接測量法；若該距離等于或者小于Lo/3，采用移位法測量。（工程力學(xué)實驗課本P160）;若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時，試驗無效。

為減小應(yīng)變片機(jī)械滯后效應(yīng)，可采取的措施有：采用高質(zhì)量的應(yīng)變計；固化完全；在正式測量前，預(yù)先加，卸載3-5次。

對于液壓式試驗機(jī)，測力的方式有壓力表測試，擺錘測試，彈簧測試，電子測試。

如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測量，多選電阻應(yīng)變計的基底為金屬基，敏感柵的材料為鉑鎢合金，敏感柵最好為絲繞式。

使用液壓擺錘式萬能試驗機(jī)時，確認(rèn)擺桿是否鉛垂有三種方法：a看擺桿標(biāo)示牌上的刻線與緩沖擋座的指示刻線是否對齊b看水準(zhǔn)儀的氣泡是否居中c增減擺錘，看力度盤上的指針位置是否變化。

為了減少電磁干擾對對電阻應(yīng)變測量的影響可采取的措施有：a將測量導(dǎo)線捆綁成束b改變應(yīng)變儀的方向c使用屏蔽電纜線。

金屬材料的圓截面拉伸試樣分為比例試樣和非比例試樣。比例試樣關(guān)系式：Lo=Kd，其中K=5為短比例試樣，K=10為長比例試樣。Lo為原始標(biāo)距，d為原始直徑。

引伸計是一種測量變形的器具，按其結(jié)構(gòu)原理引伸計可分為機(jī)械引伸計，光學(xué)引伸計，電學(xué)引伸計三大類。

以敏感柵的工藝上考慮，橫向效應(yīng)最大的是絲繞式應(yīng)變計，疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計，橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計。

使用液壓萬能試驗機(jī)時為減少讀數(shù)誤差，常要求所測荷載在滿量程的20%-80%之間。應(yīng)變片粘貼方向不準(zhǔn)造成的誤差，不僅與角偏差有關(guān)，還和預(yù)定粘貼方位與該點主應(yīng)變的夾角有關(guān)。

對發(fā)動機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，若要測量其材料的持久極限，需選擇拉壓疲勞試驗機(jī)。在鑄鐵的拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)實驗中，試樣破壞后的形式分別為橫截面，45°斜截面，45°螺旋斷面。

電測法測量應(yīng)變時，為盡量顯示測點的真實應(yīng)變，在應(yīng)力集中點應(yīng)選用小應(yīng)變計，在測非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計，并且應(yīng)變計的標(biāo)距長度至少是直徑的4倍。

為減少應(yīng)變片粘貼不準(zhǔn)確帶來大測量誤差，在測點的主應(yīng)力方向已知時，選擇直角應(yīng)變花，并沿主應(yīng)力方向粘貼；在主應(yīng)力方向未知時，選擇等角應(yīng)變花。

由于應(yīng)變計敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對軸向測量值產(chǎn)生的影響稱為橫向效應(yīng)，其大小用H表示。

在一鋼結(jié)構(gòu)表面某點站貼一枚應(yīng)變計（另有一枚補償計）應(yīng)變計與應(yīng)變儀間用80米的長導(dǎo)線連接，連接方式為半橋三線接法，若已知應(yīng)變計與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)均為2.0，導(dǎo)線電阻為0.175Ω/m，應(yīng)變計電阻為120Ω，測得應(yīng)變儀讀數(shù)為。。。

一構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài)，若要測定構(gòu)件上的某點的主應(yīng)力，在該點至少站貼2枚應(yīng)變計。應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來的應(yīng)變測量誤差不僅與應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)H有關(guān)，還與測點的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計的安裝方位以及結(jié)構(gòu)材料有關(guān)。火車車軸受交變應(yīng)力的作用，為測定車軸在這種交變應(yīng)力作用下的疲勞極限，應(yīng)選擇高頻拉壓疲勞試驗機(jī)。

在動態(tài)測量中，常采用磁帶記錄儀作為記錄儀器，其最大特點是工作頻帶寬，信息可以長期保存，便于和纖毫處理器或計算機(jī)連接。簡答：

簡述從讀書應(yīng)變中消除應(yīng)變儀零點漂移的方法：取兩個標(biāo)準(zhǔn)精密電阻（120Ω）作為應(yīng)變計，接在應(yīng)變儀的一個通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時，同時記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點漂移，將各通道讀數(shù)減去零點漂移，即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。一般的塑性材料在壓縮時屈服曲線幾種可能形式：屈服階段是水平狀；屈服階段是下降狀；屈服階段是波動狀。

應(yīng)變測量的方法：電測法，光測法，脆性涂層法。工程力學(xué)實驗基本任務(wù)包括：測定材料力學(xué)性能，孕育理論和驗證理論，實測構(gòu)件力學(xué)行為。我國的標(biāo)準(zhǔn)分：行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)；國際上分：國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)。

力學(xué)量及其測量設(shè)備：載荷（測力計，材料試驗機(jī)）尺寸（量具，光學(xué)顯微鏡）變形（引伸計）應(yīng)變（電測應(yīng)變儀與應(yīng)變計，光測）應(yīng)力（光測法）位移（引伸計）沖擊韌性（疲勞試驗機(jī)）

力學(xué)實驗測量對象：實物和試樣，試樣有：仿實物模型和材料試樣。數(shù)值修約：P12，P13，P14 利用應(yīng)變計和引伸計測量線應(yīng)變時，任何非線性的應(yīng)變分布均會引入誤差，在一定的允許誤差下，應(yīng)力梯度越大，標(biāo)距需越小，反之可大。

變形計四個基本特征：標(biāo)距，靈敏度，量程，精確度。

引伸計類型：機(jī)械引伸計（杠桿式，表式）光學(xué)引伸計（馬丁儀）電學(xué)引伸計（電容式，電感式，電阻式）

應(yīng)變計的構(gòu)造：敏感柵，基底，覆蓋層，粘結(jié)劑，引出線。（各部分的作用P28）

敏感柵材料的物理特性：靈敏度K越大，電阻率p越大，電阻溫度系數(shù)小，比例極限高，加工性能好。

按敏感柵材料分：康銅應(yīng)變計（用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測量）鎳鉻合金應(yīng)變計（適用于制作測動態(tài)應(yīng)變的和小柵長的應(yīng)變計）卡瑪合金應(yīng)變計（用于中高溫應(yīng)變測量和傳感器的制作）鉑鎢合金應(yīng)變計（用于高溫應(yīng)變測量，工作溫度可達(dá)800-1000度）恒彈合金應(yīng)變計（用于動態(tài)應(yīng)變測量）

按基底材料分：紙基（用于常溫應(yīng)變測量）膠基（適用的溫度范圍廣）玻璃纖維基（用于中高溫度應(yīng)變測量）金屬基（特別適用于較高溫度的測量場合）

按敏感柵的長度分：小應(yīng)變計（L小于2mm，用于應(yīng)力梯度變化較劇烈的區(qū)域）大應(yīng)變計（L大于30mm，用于非均勻介質(zhì)標(biāo)距是直徑的4倍）普通應(yīng)變計（L介于2至30mm之間，用于均勻材料中均勻或變化不劇烈的應(yīng)變場）

機(jī)械滯后：在恒定溫度下，對粘貼有應(yīng)變計的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載，應(yīng)變計在相應(yīng)的兩過程中的指示應(yīng)變關(guān)系曲線不重合的現(xiàn)象。減小機(jī)械滯后的措施：采用高質(zhì)量的應(yīng)變計，固化完全，正式測量前預(yù)先加載，卸載3-5次。零點漂移產(chǎn)生的原因：應(yīng)變計在受潮時使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電，應(yīng)變計通過電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢等。疲勞壽命：粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計在恒定幅度的交變應(yīng)力作用下，連續(xù)工作直至疲勞損壞的循環(huán)次數(shù)。

對粘貼后的應(yīng)變片的質(zhì)量檢查要求：粘貼方位正確；粘貼面內(nèi)無氣泡；應(yīng)變計電阻值前后無明顯變化；一般測量應(yīng)變計引出線與構(gòu)件之間的電阻應(yīng)在100MΩ以上。電阻應(yīng)變儀的種類：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，靜動態(tài)電阻應(yīng)變儀，（以測量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹鳎芗孀鲱l率在200hz以下的單點動態(tài)應(yīng)變測量）動態(tài)電阻應(yīng)變儀（用于頻率在10khz以下的動態(tài)應(yīng)變）超動態(tài)電阻應(yīng)變儀（主要用于爆炸，高速沖擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測量）。簡述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測定方法：斷面收縮率在標(biāo)距段的兩端及中間截面處沿兩相互垂直方向測量直徑各一次，并對每個截面求直徑的算術(shù)平均值，取三個截面中平均直徑的最小值，計算橫截面面積..A1為橫截面積，斷后面積應(yīng)取試樣頸縮截面計算，測量時，將斷后的面對接在一起，在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測量直徑各一次，取其平均值計算斷后面積A1.簡述使用液壓式材料萬能試驗機(jī)時消除平臺自重的方法：開啟油泵電機(jī)，打開送油閥，使活塞上升一段距離（10-20mm）；調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂；調(diào)整示力度盤指針對零。簡述測定金屬材料斷后伸長率的方法：斷后伸長率

Lo為試樣的原始標(biāo)距，取試樣的中部作為原始標(biāo)距段，量出試樣原始標(biāo)距的長度Lo，L1為斷后標(biāo)距，測量方法，將斷后的兩段緊密的對接在一起，盡量保證兩段軸線位于同一直線內(nèi)，若斷面形成縫隙，則此縫隙也應(yīng)計入斷后標(biāo)距，測量時，若斷面距最近的標(biāo)距端點的距離大于Lo/3，則直接測量兩標(biāo)距端點間的距離作為斷后標(biāo)距L1，若斷面距最近標(biāo)距端點的距離小于或等于Lo/3，則采用移位法測量斷后標(biāo)距。（移位法P160）

簡述靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法：接通電源，預(yù)熱15-30分鐘；連接傳感器及測量橋路；選擇測力單位，調(diào)整測力儀初讀數(shù)為零；調(diào)整應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)；調(diào)整應(yīng)變儀各通道讀數(shù)為零；加載測量各通道的應(yīng)變；實驗結(jié)束后，卸載，關(guān)閉電源，拆除各連接導(dǎo)線，將各儀器恢復(fù)原來狀態(tài)。

簡述應(yīng)變測量中由環(huán)境變化引起的零點漂移的綜合修正方法：在構(gòu)件的測點附近，放置一個與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊，按照對測點同樣的要求，在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計作為工作片，與該工作片對應(yīng)的補償片應(yīng)和其他測點的補償片完全相同，把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時，同時記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即由外界環(huán)境變化和應(yīng)變計不穩(wěn)定引起的零點漂移，將各通道讀數(shù)減去零點漂移，即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。

常用應(yīng)變計相關(guān)特點：鉑鎢合金：耐高溫，Ks較高，與溫度線性關(guān)系好，穩(wěn)定，多用于高溫測量。絲繞式：工藝簡單，造價低廉，但橫向效應(yīng)大，可用于高溫。短接式：橫向效應(yīng)較小，但疲勞壽命短，適用中溫。箔式應(yīng)變計：易于加工，橫向效應(yīng)小，附著性，散熱性好，蠕變，機(jī)械滯后小，疲勞壽命長，可隨意造型，用途廣，但不耐高溫。廣泛應(yīng)用于中溫測量。應(yīng)變計布置：a單向應(yīng)力狀態(tài)點：沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計b二向應(yīng)力狀態(tài)點：主應(yīng)力方向已知時沿主應(yīng)力方向站貼直角應(yīng)變花。主應(yīng)力方向大略知道時粘貼45°應(yīng)變花，主應(yīng)力方向完全不知道時粘貼等角應(yīng)變花。

減小濕度影響的措施：a選用膠基應(yīng)變計b應(yīng)變計粘貼后應(yīng)充分干燥完全固化c采取有效的防潮措施。

減小溫度影響的措施：a采用橋路補償法b避免環(huán)境溫度的劇烈變化特別是不均勻的變化c考慮測量導(dǎo)線的溫度補償d測點轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補償片溫度一致是再測取讀數(shù)。

液壓擺錘式萬能材料試驗機(jī)操作規(guī)程;a測量試件直徑，估計荷載，選度盤掛擺錘，置緩沖閥于相應(yīng)位置b試樣夾上夾頭，啟油泵，開送油閥，使活塞上升一段距離，調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂，調(diào)整示力度盤指針對零，從動針和主動針重合c用工作臺的升降電機(jī)調(diào)整實驗空間，裝夾試件d將從動針撥回靠攏主動針，若要繪圖裝上圖紙和記錄筆e緩慢打開送油閥給試樣平穩(wěn)加載，注意讀數(shù)取有用的力值。f實驗完畢，關(guān)送油閥，停油泵，破壞性實驗，先取下試樣，再開回油閥回油。非破壞性實驗，先開回油閥卸載再取下試樣，最后使試驗機(jī)復(fù)原。

測量精度要求：消除擺錘以外其他構(gòu)件重量；使擺錘處于鉛垂位置；消除各零件間的摩擦。萬能材料試驗機(jī)力值精度鑒定用具：允許誤差為+-0.1%的專用重力砝碼，允許誤差為+-0.1%的測力杠桿，用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測力計。力值的精確度檢驗步驟：將測力儀放在萬能機(jī)上下壓頭之間并對中做幾次預(yù)加載；對試驗機(jī)和測力儀調(diào)零，平緩加載；校驗示值相對誤差和示值相對變動；校驗示值進(jìn)回程差。

扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)操作步驟：估計實驗所需的最大扭矩，轉(zhuǎn)動量程選擇手輪，選擇合適的度盤；根據(jù)試樣的頭部尺寸選擇夾頭和襯套的大小；選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對零；放好記錄筆和記錄紙，選擇速度，打開記錄器開關(guān)；按需要按下加載方向按鈕；實驗結(jié)束，立即按下停止開關(guān)。

沖擊試驗機(jī)類型：沖擊方式（落錘式，擺錘式，回轉(zhuǎn)圓盤式）按試樣變形形式分彎曲沖擊試驗機(jī)，拉力沖擊試驗機(jī)，扭轉(zhuǎn)沖擊試驗機(jī)）

長導(dǎo)線對應(yīng)變測量的影響：輸出應(yīng)變減??；平衡能力降低；溫度補償失效。

第四篇：工程力學(xué)實驗總結(jié)

工程力學(xué)實驗總結(jié)

1.對于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件為測量標(biāo)距Lo的長度，可選用游標(biāo)卡尺；為測量標(biāo)距Lo的總變形在彈性范圍內(nèi)的？長，可選用引伸計；對其加載并測量荷載值，可選用萬能試驗機(jī)。2.我們接觸過的動態(tài)試驗機(jī)有沖擊試驗機(jī)和疲勞試驗機(jī)，而后者又分為兩種，一種是旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)，另一種是高頻拉壓疲勞試驗機(jī)。

3.如果測點處是二向應(yīng)力狀態(tài)，則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時，應(yīng)選擇直角應(yīng)變花，使絲韌沿主應(yīng)力方向粘貼，當(dāng)主應(yīng)力方向根本無法估計時，應(yīng)選用等角應(yīng)變花。

4.對粘貼后的應(yīng)變片進(jìn)行質(zhì)量檢查，要求為：a粘貼位置，方向準(zhǔn)確b粘貼縫內(nèi)無氣泡，孔隙c應(yīng)變計阻值無明顯變化d一般測量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆 5.在對斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測定長度時，若斷面距最近標(biāo)距點的距離大于Lo/3，可采用直接測量法；若該距離等于或者小于Lo/3，采用移位法測量。（工程力學(xué)實驗課本P160）;若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時，試驗無效。

6.為減小應(yīng)變片機(jī)械滯后效應(yīng)，可采取的措施有：采用高質(zhì)量的應(yīng)變計；固化完全；在正式測量前，預(yù)先加，卸載3-5次。

7.對于液壓式試驗機(jī)，測力的方式有壓力表測試，擺錘測試，彈簧測試，電子測試。8.如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測量，多選電阻應(yīng)變計的基底為金屬基，敏感柵的材料為鉑鎢合金，敏感柵最好為絲繞式。

9.使用液壓擺錘式萬能試驗機(jī)時，確認(rèn)擺桿是否鉛垂有三種方法：a看擺桿標(biāo)示牌上的刻線與緩沖擋座的指示刻線是否對齊b看水準(zhǔn)儀的氣泡是否居中c增減擺錘，看力度盤上的指針位置是否變化。

10.為了減少電磁干擾對對電阻應(yīng)變測量的影響可采取的措施有：a將測量導(dǎo)線捆綁成束b改變應(yīng)變儀的方向c使用屏蔽電纜線。

11.金屬材料的圓截面拉伸試樣分為比例試樣和非比例試樣。比例試樣關(guān)系式：Lo=Kd，其中K=5為短比例試樣，K=10為長比例試樣。Lo為原始標(biāo)距，d為原始直徑。

12.引伸計是一種測量變形的器具，按其結(jié)構(gòu)原理引伸計可分為機(jī)械引伸計，光學(xué)引伸計，電學(xué)引伸計三大類。

13.以敏感柵的工藝上考慮，橫向效應(yīng)最大的是絲繞式應(yīng)變計，疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計，橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計。

14.使用液壓萬能試驗機(jī)時為減少讀數(shù)誤差，常要求所測荷載在滿量程的20%-80%之間。15.應(yīng)變片粘貼方向不準(zhǔn)造成的誤差，不僅與角偏差有關(guān)，還和預(yù)定粘貼方位與該點主應(yīng)變的夾角有關(guān)。

16.對發(fā)動機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，若要測量其材料的持久極限，需選擇拉壓疲勞試驗機(jī)。17.在鑄鐵的拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)實驗中，試樣破壞后的形式分別為橫截面，45°斜截面，45°螺旋斷面。

18.電測法測量應(yīng)變時，為盡量顯示測點的真實應(yīng)變，在應(yīng)力集中點應(yīng)選用小應(yīng)變計，在測非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計，并且應(yīng)變計的標(biāo)距長度至少是直徑的4倍。

19.為減少應(yīng)變片粘貼不準(zhǔn)確帶來大測量誤差，在測點的主應(yīng)力方向已知時，選擇直角應(yīng)變花，并沿主應(yīng)力方向粘貼；在主應(yīng)力方向未知時，選擇等角應(yīng)變花。

20.由于應(yīng)變計敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對軸向測量值產(chǎn)生的影響稱為橫向效應(yīng)，其大小用H表示。

21.在一鋼結(jié)構(gòu)表面某點站貼一枚應(yīng)變計（另有一枚補償計）應(yīng)變計與應(yīng)變儀間用80米的長導(dǎo)線連接，連接方式為半橋三線接法，若已知應(yīng)變計與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)均為2.0，導(dǎo)線電阻為0.175Ω/m，應(yīng)變計電阻為120Ω，測得應(yīng)變儀讀數(shù)為。。。

22.一構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài)，若要測定構(gòu)件上的某點的主應(yīng)力，在該點至少站貼2枚應(yīng)變計。

23.應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來的應(yīng)變測量誤差不僅與應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)H有關(guān)，還與測點的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計的安裝方位以及結(jié)構(gòu)材料有關(guān)。

24.火車車軸受交變應(yīng)力的作用，為測定車軸在這種交變應(yīng)力作用下的疲勞極限，應(yīng)選擇高頻拉壓疲勞試驗機(jī)。

25.在動態(tài)測量中，常采用磁帶記錄儀作為記錄儀器，其最大特點是工作頻帶寬，信息可以長期保存，便于和纖毫處理器或計算機(jī)連接。26.簡答：

簡述從讀書應(yīng)變中消除應(yīng)變儀零點漂移的方法：取兩個標(biāo)準(zhǔn)精密電阻（120Ω）作為應(yīng)變計，接在應(yīng)變儀的一個通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時，同時記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點漂移，將各通道讀數(shù)減去零點漂移，即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。

27.一般的塑性材料在壓縮時屈服曲線幾種可能形式：屈服階段是水平狀；屈服階段是下降狀；屈服階段是波動狀。

28.應(yīng)變測量的方法：電測法，光測法，脆性涂層法。

29.工程力學(xué)實驗基本任務(wù)包括：測定材料力學(xué)性能，孕育理論和驗證理論，實測構(gòu)件力學(xué)行為。

30.我國的標(biāo)準(zhǔn)分：行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)；國際上分：國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)。

31.力學(xué)量及其測量設(shè)備：載荷（測力計，材料試驗機(jī)）尺寸（量具，光學(xué)顯微鏡）變形（引伸計）應(yīng)變（電測應(yīng)變儀與應(yīng)變計，光測）應(yīng)力（光測法）位移（引伸計）沖擊韌性（疲勞試驗機(jī)）

32.力學(xué)實驗測量對象：實物和試樣，試樣有：仿實物模型和材料試樣。33.數(shù)值修約：P12，P13，P14

34.利用應(yīng)變計和引伸計測量線應(yīng)變時，任何非線性的應(yīng)變分布均會引入誤差，在一定的允許誤差下，應(yīng)力梯度越大，標(biāo)距需越小，反之可大。35.變形計四個基本特征：標(biāo)距，靈敏度，量程，精確度。

36.引伸計類型：機(jī)械引伸計（杠桿式，表式）光學(xué)引伸計（馬丁儀）電學(xué)引伸計（電容式，電感式，電阻式）

37.應(yīng)變計的構(gòu)造：敏感柵，基底，覆蓋層，粘結(jié)劑，引出線。（各部分的作用P28）

38.敏感柵材料的物理特性：靈敏度K越大，電阻率p越大，電阻溫度系數(shù)小，比例極限高，加工性能好。39.按敏感柵材料分：康銅應(yīng)變計（用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測量）鎳鉻合金應(yīng)變計（適用于制作測動態(tài)應(yīng)變的和小柵長的應(yīng)變計）卡瑪合金應(yīng)變計（用于中高溫應(yīng)變測量和傳感器的制作）鉑鎢合金應(yīng)變計（用于高溫應(yīng)變測量，工作溫度可達(dá)800-1000度）恒彈合金應(yīng)變計（用于動態(tài)應(yīng)變測量）

40.按基底材料分：紙基（用于常溫應(yīng)變測量）膠基（適用的溫度范圍廣）玻璃纖維基（用于中高溫度應(yīng)變測量）金屬基（特別適用于較高溫度的測量場合）

41.按敏感柵的長度分：小應(yīng)變計（L小于2mm，用于應(yīng)力梯度變化較劇烈的區(qū)域）大應(yīng)變計（L大于30mm，用于非均勻介質(zhì)標(biāo)距是直徑的4倍）普通應(yīng)變計（L介于2至30mm之間，用于均勻材料中均勻或變化不劇烈的應(yīng)變場）

42.機(jī)械滯后：在恒定溫度下，對粘貼有應(yīng)變計的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載，應(yīng)變計在相應(yīng)的兩過程中的指示應(yīng)變關(guān)系曲線不重合的現(xiàn)象。

43.減小機(jī)械滯后的措施：采用高質(zhì)量的應(yīng)變計，固化完全，正式測量前預(yù)先加載，卸載3-5次。44.零點漂移產(chǎn)生的原因：應(yīng)變計在受潮時使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電，應(yīng)變計通過電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢等。

45.疲勞壽命：粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計在恒定幅度的交變應(yīng)力作用下，連續(xù)工作直至疲勞損壞的循環(huán)次數(shù)。

46.對粘貼后的應(yīng)變片的質(zhì)量檢查要求：粘貼方位正確；粘貼面內(nèi)無氣泡；應(yīng)變計電阻值前后無明顯變化；一般測量應(yīng)變計引出線與構(gòu)件之間的電阻應(yīng)在100MΩ以上。47.電阻應(yīng)變儀的種類：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，靜動態(tài)電阻應(yīng)變儀，（以測量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹?，能兼做頻率在200hz以下的單點動態(tài)應(yīng)變測量）動態(tài)電阻應(yīng)變儀（用于頻率在10khz以下的動態(tài)應(yīng)變）超動態(tài)電阻應(yīng)變儀（主要用于爆炸，高速沖擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測量）。

48.簡述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測定方法：斷面收縮率

在標(biāo)距段的兩端及中間截面處沿兩相互垂直方向測量直徑各一次，并對每個截面求直徑的算術(shù)平均值，取三個截面中平均直徑的最小值，計算橫截面面積..A1為橫截面積，斷后面積應(yīng)取試樣頸縮截面計算，測量時，將斷后的面對接在一起，在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測量直徑各一次，取其平均值計算斷后面積A1.49.簡述使用液壓式材料萬能試驗機(jī)時消除平臺自重的方法：開啟油泵電機(jī)，打開送油閥，使活塞上升一段距離（10-20mm）；調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂；調(diào)整示力度盤指針對零。

50.簡述測定金屬材料斷后伸長率的方法：斷后伸長率

Lo為試樣的原始標(biāo)距，取試樣的中部作為原始標(biāo)距段，量出試樣原始標(biāo)距的長度Lo，L1為斷后標(biāo)距，測量方法，將斷后的兩段緊密的對接在一起，盡量保證兩段軸線位于同一直線內(nèi)，若斷面形成縫隙，則此縫隙也應(yīng)計入斷后標(biāo)距，測量時，若斷面距最近的標(biāo)距端點的距離大于Lo/3，則直接測量兩標(biāo)距端點間的距離作為斷后標(biāo)距L1，若斷面距最近標(biāo)距端點的距離小于或等于Lo/3，則采用移位法測量斷后標(biāo)距。（移位法P160）

51.簡述靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法：接通電源，預(yù)熱15-30分鐘；連接傳感器及測量橋路；選擇測力單位，調(diào)整測力儀初讀數(shù)為零；調(diào)整應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)；調(diào)整應(yīng)變儀各通道讀數(shù)為零；加載測量各通道的應(yīng)變；實驗結(jié)束后，卸載，關(guān)閉電源，拆除各連接導(dǎo)線，將各儀器恢復(fù)原來狀態(tài)。

52.簡述應(yīng)變測量中由環(huán)境變化引起的零點漂移的綜合修正方法：在構(gòu)件的測點附近，放置一個與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊，按照對測點同樣的要求，在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計作為工作片，與該工作片對應(yīng)的補償片應(yīng)和其他測點的補償片完全相同，把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時，同時記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即由外界環(huán)境變化和應(yīng)變計不穩(wěn)定引起的零點漂移，將各通道讀數(shù)減去零點漂移，即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。

53.常用應(yīng)變計相關(guān)特點：鉑鎢合金：耐高溫，Ks較高，與溫度線性關(guān)系好，穩(wěn)定，多用于高溫測量。絲繞式：工藝簡單，造價低廉，但橫向效應(yīng)大，可用于高溫。短接式：橫向效應(yīng)較小，但疲勞壽命短，適用中溫。箔式應(yīng)變計：易于加工，橫向效應(yīng)小，附著性，散熱性好，蠕變，機(jī)械滯后小，疲勞壽命長，可隨意造型，用途廣，但不耐高溫。廣泛應(yīng)用于中溫測量。

54.應(yīng)變計布置：a單向應(yīng)力狀態(tài)點：沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計b二向應(yīng)力狀態(tài)點：主應(yīng)力方向已知時沿主應(yīng)力方向站貼直角應(yīng)變花。主應(yīng)力方向大略知道時粘貼45°應(yīng)變花，主應(yīng)力方向完全不知道時粘貼等角應(yīng)變花。

55.減小濕度影響的措施：a選用膠基應(yīng)變計b應(yīng)變計粘貼后應(yīng)充分干燥完全固化c采取有效的防潮措施。

56.減小溫度影響的措施：a采用橋路補償法b避免環(huán)境溫度的劇烈變化特別是不均勻的變化c考慮測量導(dǎo)線的溫度補償d測點轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補償片溫度一致是再測取讀數(shù)。

57.液壓擺錘式萬能材料試驗機(jī)操作規(guī)程;a測量試件直徑，估計荷載，選度盤掛擺錘，置緩沖閥于相應(yīng)位置b試樣夾上夾頭，啟油泵，開送油閥，使活塞上升一段距離，調(diào)整平衡鉈使擺桿處于鉛垂，調(diào)整示力度盤指針對零，從動針和主動針重合c用工作臺的升降電機(jī)調(diào)整實驗空間，裝夾試件d將從動針撥回靠攏主動針，若要繪圖裝上圖紙和記錄筆e緩慢打開送油閥給試樣平穩(wěn)加載，注意讀數(shù)取有用的力值。f實驗完畢，關(guān)送油閥，停油泵，破壞性實驗，先取下試樣，再開回油閥回油。非破壞性實驗，先開回油閥卸載再取下試樣，最后使試驗機(jī)復(fù)原。

58.測量精度要求：消除擺錘以外其他構(gòu)件重量；使擺錘處于鉛垂位置；消除各零件間的摩擦。

59.萬能材料試驗機(jī)力值精度鑒定用具：允許誤差為+-0.1%的專用重力砝碼，允許誤差為+-0.1%的測力杠桿，用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測力計。

60.力值的精確度檢驗步驟：將測力儀放在萬能機(jī)上下壓頭之間并對中做幾次預(yù)加載；對試驗機(jī)和測力儀調(diào)零，平緩加載；校驗示值相對誤差和示值相對變動；校驗示值進(jìn)回程差。61.扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)操作步驟：估計實驗所需的最大扭矩，轉(zhuǎn)動量程選擇手輪，選擇合適的度盤；根據(jù)試樣的頭部尺寸選擇夾頭和襯套的大小；選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對零；放好記錄筆和記錄紙，選擇速度，打開記錄器開關(guān)；按需要按下加載方向按鈕；實驗結(jié)束，立即按下停止開關(guān)。

62.沖擊試驗機(jī)類型：沖擊方式（落錘式，擺錘式，回轉(zhuǎn)圓盤式）按試樣變形形式分彎曲沖擊試驗機(jī)，拉力沖擊試驗機(jī)，扭轉(zhuǎn)沖擊試驗機(jī)）

63.長導(dǎo)線對應(yīng)變測量的影響：輸出應(yīng)變減小；平衡能力降低；溫度補償失效。

64.應(yīng)變計粘貼程序：檢查分選應(yīng)變計；構(gòu)件表面處理；粘貼和固化應(yīng)變計；焊接引出線；應(yīng)變計防護(hù)；粘貼質(zhì)量檢查。

第五篇：工程力學(xué)

飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。航空航天材料科學(xué)是材料科學(xué)中富有開拓性的一個分支。飛行器的設(shè)計不斷地向材料科學(xué)提出新的課題，推動航空航天材料科學(xué)向前發(fā)展；各種新材料的出現(xiàn)也給飛行器的設(shè)計提供新的可能性，極大地促進(jìn)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。

航空航天材料的進(jìn)展取決于下列3個因素:①材料科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn)：例如，鋁合金的時效強(qiáng)化理論導(dǎo)致硬鋁合金的發(fā)展；高分子材料剛性分子鏈的定向排列理論導(dǎo)致高強(qiáng)度、高模量芳綸有機(jī)纖維的發(fā)展。②材料加工工藝的進(jìn)展：例如，古老的鑄、鍛技術(shù)已發(fā)展成為定向凝固技術(shù)、精密鍛壓技術(shù)，從而使高性能的葉片材料得到實際應(yīng)用；復(fù)合材料增強(qiáng)纖維鋪層設(shè)計和工藝技術(shù)的發(fā)展，使它在不同的受力方向上具有最優(yōu)特性，從而使復(fù)合材料具有“可設(shè)計性”，并為它的應(yīng)用開拓了廣闊的前景；熱等靜壓技術(shù)、超細(xì)粉末制造技術(shù)等新型工藝技術(shù)的成就創(chuàng)造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件，如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。③材料性能測試與無損檢測技術(shù)的進(jìn)步：現(xiàn)代電子光學(xué)儀器已經(jīng)可以觀察到材料的分子結(jié)構(gòu)；材料機(jī)械性能的測試裝置已經(jīng)可以模擬飛行器的載荷譜，而且無損檢測技術(shù)也有了飛速的進(jìn)步。材料性能測試與無損檢測技術(shù)正在提供越來越多的、更為精細(xì)的信息，為飛行器的設(shè)計提供更接近于實際使用條件的材料性能數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)提供保證產(chǎn)品質(zhì)量的檢測手段。一種新型航空航天材料只有在這三個方面都已經(jīng)發(fā)展到成熟階段，才有可能應(yīng)用于飛行器上。因此，世界各國都把航空航天材料放在優(yōu)先發(fā)展的地位。中國在50年代就創(chuàng)建了北京航空材料研究所和北京航天材料工藝研究所，從事航空航天材料的應(yīng)用研究。

簡況 18世紀(jì)60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動機(jī)的飛機(jī),當(dāng)時使用的材料有木材(占47％),鋼（占35％）和布（占18％）,飛機(jī)的飛行速度只有16公里/時。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時效強(qiáng)化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)的承載能力已大大增加，飛行速度超過了600公里/時。在合金強(qiáng)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機(jī)的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對克服機(jī)翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用，飛機(jī)的性能大幅度提高,最大飛行速度達(dá)到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功，解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進(jìn)的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航天飛機(jī)在再入大氣層時會遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時間長得多的空氣動力加熱過程，但加熱速度較慢，熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復(fù)合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。

分類 飛行器發(fā)展到80年代已成為機(jī)械加電子的高度一體化的產(chǎn)品。它要求使用品種繁多的、具有先進(jìn)性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對象不同可分為飛機(jī)材料、航空發(fā)動機(jī)材料、火箭和導(dǎo)彈材料和航天器材料等；按材料的化學(xué)成分不同可分為金屬與合金材料、有機(jī)非金屬材料、無機(jī)非金屬材料和復(fù)合材料。

材料應(yīng)具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強(qiáng)腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長期運行，不可能停機(jī)檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。不同的工作環(huán)境要求航空航天材料具有不同的特性。

高的比強(qiáng)度和比剛度 對飛行器材料的基本要求是：材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剛度好。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運載能力，提高機(jī)動性能，加大飛行距離或射程，減少燃油或推進(jìn)劑的消耗。比強(qiáng)度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)：

比強(qiáng)度＝/

比剛度＝/式中[kg2][kg2]為材料的強(qiáng)度，為材料的彈性模量，為材料的比重。

飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動機(jī)振動、轉(zhuǎn)動件的高速旋轉(zhuǎn)、機(jī)動飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷，因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。

優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經(jīng)受的高溫環(huán)境是空氣動力加熱、發(fā)動機(jī)燃?xì)庖约疤罩刑柕妮椪赵斐傻摹：娇掌饕L時間在空氣中飛行，有的飛行速度高達(dá)3倍音速,所使用的高溫材料要具有良好的高溫持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度，在空氣和腐蝕介質(zhì)中要有高的抗氧化性能和抗熱腐蝕性能，并應(yīng)具有在高溫下長期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?；鸺l(fā)動機(jī)燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)3000[2oc]以上，噴射速度可達(dá)十余個馬赫數(shù)，而且固體火箭燃?xì)庵羞€夾雜有固體粒子，彈道導(dǎo)彈頭部在再入大氣層時速度高達(dá)20個馬赫數(shù)以上，溫度高達(dá)上萬攝氏度，有時還會受到粒子云的侵蝕，因此在航天技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。在這種條件下需要利用材料所具有的熔解熱、蒸發(fā)熱、升華熱、分解熱、化合熱以及高溫粘性等物理性能來設(shè)計高溫耐燒蝕材料和發(fā)冷卻材料以滿足高溫環(huán)境的要求。太陽輻照會造成在外層空間運行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變，一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決。低溫環(huán)境的形成來自大自然和低溫推進(jìn)劑。飛機(jī)在同溫層以亞音速飛行時表面溫度會降到-50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴(yán)冬會使機(jī)場環(huán)境溫度下降到-40[2oc]以下。在這種環(huán)境下要求金屬構(gòu)件或橡膠輪胎不產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。液體火箭使用液氧(沸點為-183[2oc])和液氫(沸點為-253[2oc])作推進(jìn)劑，這為材料提出了更嚴(yán)峻的環(huán)境條件。部分金屬材料和絕大多數(shù)高分子材料在這種條件下都會變脆。通過發(fā)展或選擇合適的材料，如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等，才能解決超低溫下結(jié)構(gòu)承受載荷的能力和密封等問題。

耐老化和耐腐蝕 各種介質(zhì)和大氣環(huán)境對材料的作用表現(xiàn)為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機(jī)用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進(jìn)劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤滑劑、液壓油等。其中多數(shù)對金屬和非金屬材料都有強(qiáng)烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長期貯存時產(chǎn)生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料應(yīng)該具備的良好特性。

適應(yīng)空間環(huán)境 空間環(huán)境對材料的作用主要表現(xiàn)為高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射線輻照的影響。金屬材料在高真空下互相接觸時，由于表面被高真空環(huán)境所凈化而加速了分子擴(kuò)散過程，出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象；非金屬材料在高真空和宇宙射線輻照下會加速揮發(fā)和老化，有時這種現(xiàn)象會使光學(xué)鏡頭因揮發(fā)物沉積

而被污染，密封結(jié)構(gòu)因老化而失效。航天材料一般是通過地面模擬試驗來選擇和發(fā)展的，以求適應(yīng)于空間環(huán)境。

壽命和安全 為了減輕飛行器的結(jié)構(gòu)重量，選取盡可能小的安全余量而達(dá)到絕對可靠的安全壽命，被認(rèn)為是飛行器設(shè)計的奮斗目標(biāo)。對于導(dǎo)彈或運載火箭等短時間一次使用的飛行器，人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。為了充分利用材料強(qiáng)度并保證安全，對于金屬材料已經(jīng)使用“損傷容限設(shè)計原則”。這就要求材料不但具有高的比強(qiáng)度，而且還要有高的斷裂韌性。在模擬使用的條件下測定出材料的裂紋起始壽命和裂紋的擴(kuò)展速率等數(shù)據(jù)，并計算出允許的裂紋長度和相應(yīng)的壽命，以此作為設(shè)計、生產(chǎn)和使用的重要依據(jù)。對于有機(jī)非金屬材料則要求進(jìn)行自然老化和人工加速老化試驗，確定其壽命的保險期。復(fù)合材料的破損模式、壽命和安全也是一項重要的研究課題。