第一篇：工程力學(xué)總結(jié)

工程力學(xué)總結(jié)

知識(shí)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的特殊形式，是指物體相對(duì)地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(gè)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。§1–2 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(duì)物體的作用效果相同的兩個(gè)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(gè)力系等效的一個(gè)力。

公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)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(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力，而不改變?cè)ο祵?duì)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(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)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(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)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(duì)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(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過這個(gè)點(diǎn)。

公理四(作用和反作用公理)任何兩個(gè)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(shí)分別作用于這兩個(gè)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(gè)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(yùn)動(dòng)（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(duì)被約束體的反作用力。

5、主動(dòng)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(duì)象）

2、畫出研究對(duì)象所受的全部主動(dòng)力（使物體產(chǎn)生

運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(duì)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(diǎn)力系——各力均作用于同一點(diǎn)的力系。

力 偶——作用線平行、指向相反而大小相等的兩個(gè)力。

力 偶 系——若干個(gè)力偶組成的力系。

§2–2 共點(diǎn)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(diǎn)力系平衡的充要解析條件：

力系中所有各力在各個(gè)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(gè)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(gè)力，這個(gè)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(diǎn)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(gè)反向平行力的合成結(jié)果是一個(gè)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(gè)的外側(cè)，并且外分原兩力的作用點(diǎn)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(gè)力的作用線

之間的距離。

3、力偶矩——力偶中任何一個(gè)力的大

小與力偶臂d 的乘積，加上

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

若力偶有使物體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，力偶矩取正號(hào)；反之，取負(fù)號(hào)。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(hào)：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(dòng)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(gè)力偶是等效力偶。

§3–1 力對(duì)點(diǎn)之矩

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

二、力矩的表達(dá)式:

三、力矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定：按右手規(guī)則，當(dāng)有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向時(shí)，力F 對(duì)O 點(diǎn)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(gè)性質(zhì)：

1、當(dāng)力線平移時(shí)，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(diǎn)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(gè)力和一個(gè)力偶，總可以歸納為一個(gè)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(gè)平面共點(diǎn)力系和一個(gè)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(diǎn)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(gè)力的作用線全部平行移到作用面內(nèi)某一給定點(diǎn)O。從而這力系被分解為平面共點(diǎn)力系和平面力偶系。這種變換的方法稱為力系向給定點(diǎn)O 的簡化。點(diǎn)O 稱為簡化中心。

二、幾點(diǎn)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(shí)，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(dòng)。

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(diǎn)

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(gè)獨(dú)立平衡方程 第三章 力矩平面力偶系

P24 力矩M0(F)=±Fh(逆時(shí)針為正)P25 合力矩定理 P26力偶；力偶矩M=±Fd(逆時(shí)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(diǎn)簡化

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

P43 摩擦，靜摩擦力，動(dòng)摩擦力 第五章 空間力系 重心

P53 空間力系平衡條件：6個(gè)方程；空間匯交力系：3個(gè)方程；空間平行力系：3個(gè)方程

第六章 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)

dsP64 質(zhì)點(diǎn)

P65 點(diǎn)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(yùn)動(dòng) P73平動(dòng) P74轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度??轉(zhuǎn)速，r/s)P76 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度v?R?，加速度a??R?，an?R?2 第九章 剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) P87 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理：ma??Fe

P88轉(zhuǎn)動(dòng)定理Jz???Mz，轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)能定理

Jz?2mv2P97平動(dòng)剛體動(dòng)能T?；轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能T?

22P100彈性力的功A?c2(?1??22)2P101動(dòng)能定理T2?T1?所有內(nèi)力、外力的總功，對(duì)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(duì)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(shí)用計(jì)算：切應(yīng)力均勻分布??FS?[?]許用切應(yīng)力，[?]??o A擠壓實(shí)用計(jì)算：擠壓應(yīng)力均勻分布?bs?Fbs?[?bs]許用擠壓應(yīng)力，對(duì)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(shí)針外力偶矩產(chǎn)生正扭矩T=M0 P134傳動(dòng)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(jì)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(dòng)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(dòng)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(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力；r=0，脈動(dòng)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(shí)驗(yàn)總結(jié)

工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

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

如果測(cè)點(diǎn)處是二向應(yīng)力狀態(tài)，則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí)，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(jì)時(shí)，應(yīng)選用等角應(yīng)變花。

對(duì)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(jì)阻值無明顯變化d一般測(cè)量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆

在對(duì)斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測(cè)定長度時(shí)，若斷面距最近標(biāo)距點(diǎn)的距離大于Lo/3，可采用直接測(cè)量法；若該距離等于或者小于Lo/3，采用移位法測(cè)量。（工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課本P160）;若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時(shí)，試驗(yàn)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(jì)；固化完全；在正式測(cè)量前，預(yù)先加，卸載3-5次。

對(duì)于液壓式試驗(yàn)機(jī)，測(cè)力的方式有壓力表測(cè)試，擺錘測(cè)試，彈簧測(cè)試，電子測(cè)試。

如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測(cè)量，多選電阻應(yīng)變計(jì)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(yàn)機(jī)時(shí)，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(duì)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(duì)對(duì)電阻應(yīng)變測(cè)量的影響可采取的措施有：a將測(cè)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(jì)是一種測(cè)量變形的器具，按其結(jié)構(gòu)原理引伸計(jì)可分為機(jī)械引伸計(jì)，光學(xué)引伸計(jì)，電學(xué)引伸計(jì)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(jì)，疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計(jì)，橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計(jì)。

使用液壓萬能試驗(yàn)機(jī)時(shí)為減少讀數(shù)誤差，常要求所測(cè)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(diǎn)主應(yīng)變的夾角有關(guān)。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，若要測(cè)量其材料的持久極限，需選擇拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。在鑄鐵的拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)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(cè)法測(cè)量應(yīng)變時(shí)，為盡量顯示測(cè)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變，在應(yīng)力集中點(diǎn)應(yīng)選用小應(yīng)變計(jì)，在測(cè)非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計(jì)，并且應(yīng)變計(jì)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(cè)量誤差，在測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力方向已知時(shí)，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(shí)，選擇等角應(yīng)變花。

由于應(yīng)變計(jì)敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對(duì)軸向測(cè)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(diǎn)站貼一枚應(yīng)變計(jì)（另有一枚補(bǔ)償計(jì)）應(yīng)變計(jì)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(jì)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(jì)電阻為120Ω，測(cè)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(cè)定構(gòu)件上的某點(diǎn)的主應(yīng)力，在該點(diǎn)至少站貼2枚應(yīng)變計(jì)。應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來的應(yīng)變測(cè)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(cè)點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計(jì)的安裝方位以及結(jié)構(gòu)材料有關(guān)?；疖囓囕S受交變應(yīng)力的作用，為測(cè)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(yàn)機(jī)。

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

簡述從讀書應(yīng)變中消除應(yīng)變儀零點(diǎn)漂移的方法：取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)精密電阻（120Ω）作為應(yīng)變計(jì)，接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí)，同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點(diǎn)漂移，將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)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(shí)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(dòng)狀。

應(yīng)變測(cè)量的方法：電測(cè)法，光測(cè)法，脆性涂層法。工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本任務(wù)包括：測(cè)定材料力學(xué)性能，孕育理論和驗(yàn)證理論，實(shí)測(cè)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(cè)量設(shè)備：載荷（測(cè)力計(jì)，材料試驗(yàn)機(jī)）尺寸（量具，光學(xué)顯微鏡）變形（引伸計(jì)）應(yīng)變（電測(cè)應(yīng)變儀與應(yīng)變計(jì)，光測(cè)）應(yīng)力（光測(cè)法）位移（引伸計(jì)）沖擊韌性（疲勞試驗(yàn)機(jī)）

力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象：實(shí)物和試樣，試樣有：仿實(shí)物模型和材料試樣。數(shù)值修約：P12，P13，P14 利用應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)測(cè)量線應(yīng)變時(shí)，任何非線性的應(yīng)變分布均會(huì)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(jì)四個(gè)基本特征：標(biāo)距，靈敏度，量程，精確度。

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

應(yīng)變計(jì)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(jì)（用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測(cè)量）鎳鉻合金應(yīng)變計(jì)（適用于制作測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變的和小柵長的應(yīng)變計(jì)）卡瑪合金應(yīng)變計(jì)（用于中高溫應(yīng)變測(cè)量和傳感器的制作）鉑鎢合金應(yīng)變計(jì)（用于高溫應(yīng)變測(cè)量，工作溫度可達(dá)800-1000度）恒彈合金應(yīng)變計(jì)（用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量）

按基底材料分：紙基（用于常溫應(yīng)變測(cè)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(cè)量）金屬基（特別適用于較高溫度的測(cè)量場(chǎng)合）

按敏感柵的長度分：小應(yīng)變計(jì)（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(jì)（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(jì)（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(chǎng)）

機(jī)械滯后：在恒定溫度下，對(duì)粘貼有應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載，應(yīng)變計(jì)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(jì)，固化完全，正式測(cè)量前預(yù)先加載，卸載3-5次。零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：應(yīng)變計(jì)在受潮時(shí)使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電，應(yīng)變計(jì)通過電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢(shì)等。疲勞壽命：粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計(jì)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(duì)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(jì)電阻值前后無明顯變化；一般測(cè)量應(yīng)變計(jì)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(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，（以測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹?，能兼做頻率在200hz以下的單點(diǎn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量）動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀（用于頻率在10khz以下的動(dòng)態(tài)應(yīng)變）超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀（主要用于爆炸，高速?zèng)_擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測(cè)量）。簡述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測(cè)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(cè)量直徑各一次，并對(duì)每個(gè)截面求直徑的算術(shù)平均值，取三個(gè)截面中平均直徑的最小值，計(jì)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(jì)算，測(cè)量時(shí)，將斷后的面對(duì)接在一起，在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測(cè)量直徑各一次，取其平均值計(jì)算斷后面積A1.簡述使用液壓式材料萬能試驗(yàn)機(jī)時(shí)消除平臺(tái)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(duì)零。簡述測(cè)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(cè)量方法，將斷后的兩段緊密的對(duì)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(jì)入斷后標(biāo)距，測(cè)量時(shí)，若斷面距最近的標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于Lo/3，則直接測(cè)量兩標(biāo)距端點(diǎn)間的距離作為斷后標(biāo)距L1，若斷面距最近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于Lo/3，則采用移位法測(cè)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(cè)量橋路；選擇測(cè)力單位，調(diào)整測(cè)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(cè)量各通道的應(yīng)變；實(shí)驗(yàn)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(cè)量中由環(huán)境變化引起的零點(diǎn)漂移的綜合修正方法：在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)附近，放置一個(gè)與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊，按照對(duì)測(cè)點(diǎn)同樣的要求，在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計(jì)作為工作片，與該工作片對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償片應(yīng)和其他測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)償片完全相同，把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí)，同時(shí)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(jì)不穩(wěn)定引起的零點(diǎn)漂移，將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)漂移，即為修正后的各通道的讀數(shù)應(yīng)變。

常用應(yīng)變計(jì)相關(guān)特點(diǎn)：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(cè)量。絲繞式：工藝簡單，造價(jià)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(jì)：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(cè)量。應(yīng)變計(jì)布置：a單向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)：沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計(jì)b二向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)：主應(yīng)力方向已知時(shí)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(shí)粘貼45°應(yīng)變花，主應(yīng)力方向完全不知道時(shí)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(jì)b應(yīng)變計(jì)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(bǔ)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(cè)量導(dǎo)線的溫度補(bǔ)償d測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補(bǔ)償片溫度一致是再測(cè)取讀數(shù)。

液壓擺錘式萬能材料試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程;a測(cè)量試件直徑，估計(jì)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(duì)零，從動(dòng)針和主動(dòng)針重合c用工作臺(tái)的升降電機(jī)調(diào)整實(shí)驗(yàn)空間，裝夾試件d將從動(dòng)針撥回靠攏主動(dòng)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(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)送油閥，停油泵，破壞性實(shí)驗(yàn)，先取下試樣，再開回油閥回油。非破壞性實(shí)驗(yàn)，先開回油閥卸載再取下試樣，最后使試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。

測(cè)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(yàn)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(cè)力杠桿，用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)。力值的精確度檢驗(yàn)步驟：將測(cè)力儀放在萬能機(jī)上下壓頭之間并對(duì)中做幾次預(yù)加載；對(duì)試驗(yàn)機(jī)和測(cè)力儀調(diào)零，平緩加載；校驗(yàn)示值相對(duì)誤差和示值相對(duì)變動(dòng)；校驗(yàn)示值進(jìn)回程差。

扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)操作步驟：估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大扭矩，轉(zhuǎn)動(dòng)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??；選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)束，立即按下停止開關(guān)。

沖擊試驗(yàn)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(yàn)機(jī)，拉力沖擊試驗(yàn)機(jī)，扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)機(jī)）

長導(dǎo)線對(duì)應(yīng)變測(cè)量的影響：輸出應(yīng)變減小；平衡能力降低；溫度補(bǔ)償失效。

第四篇：工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

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

3.如果測(cè)點(diǎn)處是二向應(yīng)力狀態(tài)，則當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí)，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(jì)時(shí)，應(yīng)選用等角應(yīng)變花。

4.對(duì)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(jì)阻值無明顯變化d一般測(cè)量引出線與構(gòu)件間的絕緣電阻大于100M歐姆 5.在對(duì)斷后的低碳鋼進(jìn)行拉伸試件測(cè)定長度時(shí)，若斷面距最近標(biāo)距點(diǎn)的距離大于Lo/3，可采用直接測(cè)量法；若該距離等于或者小于Lo/3，采用移位法測(cè)量。（工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課本P160）;若斷口在兩段與頭部距離小于或者等于2d時(shí)，試驗(yàn)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(jì)；固化完全；在正式測(cè)量前，預(yù)先加，卸載3-5次。

7.對(duì)于液壓式試驗(yàn)機(jī)，測(cè)力的方式有壓力表測(cè)試，擺錘測(cè)試，彈簧測(cè)試，電子測(cè)試。8.如果進(jìn)行高溫下的應(yīng)變測(cè)量，多選電阻應(yīng)變計(jì)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(yàn)機(jī)時(shí)，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(duì)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(duì)對(duì)電阻應(yīng)變測(cè)量的影響可采取的措施有：a將測(cè)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(jì)是一種測(cè)量變形的器具，按其結(jié)構(gòu)原理引伸計(jì)可分為機(jī)械引伸計(jì)，光學(xué)引伸計(jì)，電學(xué)引伸計(jì)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(jì)，疲勞壽命最短的是短接式應(yīng)變計(jì)，橫向效應(yīng)最小的是箔式應(yīng)變計(jì)。

14.使用液壓萬能試驗(yàn)機(jī)時(shí)為減少讀數(shù)誤差，常要求所測(cè)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(diǎn)主應(yīng)變的夾角有關(guān)。

16.對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，若要測(cè)量其材料的持久極限，需選擇拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。17.在鑄鐵的拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)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(cè)法測(cè)量應(yīng)變時(shí)，為盡量顯示測(cè)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變，在應(yīng)力集中點(diǎn)應(yīng)選用小應(yīng)變計(jì)，在測(cè)非均質(zhì)材料的應(yīng)用大應(yīng)變計(jì)，并且應(yīng)變計(jì)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(cè)量誤差，在測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力方向已知時(shí)，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(shí)，選擇等角應(yīng)變花。

20.由于應(yīng)變計(jì)敏感柵的橫柵部分感受橫向應(yīng)變而對(duì)軸向測(cè)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(diǎn)站貼一枚應(yīng)變計(jì)（另有一枚補(bǔ)償計(jì)）應(yīng)變計(jì)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(jì)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(jì)電阻為120Ω，測(cè)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(cè)定構(gòu)件上的某點(diǎn)的主應(yīng)力，在該點(diǎn)至少站貼2枚應(yīng)變計(jì)。

23.應(yīng)變片橫向效應(yīng)帶來的應(yīng)變測(cè)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(cè)點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變計(jì)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(cè)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(yàn)機(jī)。

25.在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，常采用磁帶記錄儀作為記錄儀器，其最大特點(diǎn)是工作頻帶寬，信息可以長期保存，便于和纖毫處理器或計(jì)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(diǎn)漂移的方法：取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)精密電阻（120Ω）作為應(yīng)變計(jì)，接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí)，同時(shí)記錄下這一通道的讀數(shù)，該讀數(shù)即應(yīng)變儀的零點(diǎn)漂移，將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)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(shí)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(dòng)狀。

28.應(yīng)變測(cè)量的方法：電測(cè)法，光測(cè)法，脆性涂層法。

29.工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本任務(wù)包括：測(cè)定材料力學(xué)性能，孕育理論和驗(yàn)證理論，實(shí)測(cè)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(cè)量設(shè)備：載荷（測(cè)力計(jì)，材料試驗(yàn)機(jī)）尺寸（量具，光學(xué)顯微鏡）變形（引伸計(jì)）應(yīng)變（電測(cè)應(yīng)變儀與應(yīng)變計(jì)，光測(cè)）應(yīng)力（光測(cè)法）位移（引伸計(jì)）沖擊韌性（疲勞試驗(yàn)機(jī)）

32.力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象：實(shí)物和試樣，試樣有：仿實(shí)物模型和材料試樣。33.數(shù)值修約：P12，P13，P14

34.利用應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)測(cè)量線應(yīng)變時(shí)，任何非線性的應(yīng)變分布均會(huì)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(jì)四個(gè)基本特征：標(biāo)距，靈敏度，量程，精確度。

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

37.應(yīng)變計(jì)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(jì)（用于常中溫靜載及大應(yīng)變量的測(cè)量）鎳鉻合金應(yīng)變計(jì)（適用于制作測(cè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變的和小柵長的應(yīng)變計(jì)）卡瑪合金應(yīng)變計(jì)（用于中高溫應(yīng)變測(cè)量和傳感器的制作）鉑鎢合金應(yīng)變計(jì)（用于高溫應(yīng)變測(cè)量，工作溫度可達(dá)800-1000度）恒彈合金應(yīng)變計(jì)（用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量）

40.按基底材料分：紙基（用于常溫應(yīng)變測(cè)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(cè)量）金屬基（特別適用于較高溫度的測(cè)量場(chǎng)合）

41.按敏感柵的長度分：小應(yīng)變計(jì)（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(jì)（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(jì)（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(chǎng)）

42.機(jī)械滯后：在恒定溫度下，對(duì)粘貼有應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件進(jìn)行加載和卸載，應(yīng)變計(jì)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(jì)，固化完全，正式測(cè)量前預(yù)先加載，卸載3-5次。44.零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：應(yīng)變計(jì)在受潮時(shí)使絕緣電阻逐漸降低產(chǎn)生漏電，應(yīng)變計(jì)通過電流使自身溫度逐漸升高以及熱電勢(shì)等。

45.疲勞壽命：粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變計(jì)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(duì)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(jì)電阻值前后無明顯變化；一般測(cè)量應(yīng)變計(jì)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(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，（以測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹?，能兼做頻率在200hz以下的單點(diǎn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量）動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀（用于頻率在10khz以下的動(dòng)態(tài)應(yīng)變）超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀（主要用于爆炸，高速?zèng)_擊等的瞬態(tài)應(yīng)變測(cè)量）。

48.簡述低碳鋼拉伸試樣斷面收縮率的測(cè)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(cè)量直徑各一次，并對(duì)每個(gè)截面求直徑的算術(shù)平均值，取三個(gè)截面中平均直徑的最小值，計(jì)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(jì)算，測(cè)量時(shí)，將斷后的面對(duì)接在一起，在頸縮最小處沿兩互相垂直的方向測(cè)量直徑各一次，取其平均值計(jì)算斷后面積A1.49.簡述使用液壓式材料萬能試驗(yàn)機(jī)時(shí)消除平臺(tái)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(duì)零。

50.簡述測(cè)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(cè)量方法，將斷后的兩段緊密的對(duì)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(jì)入斷后標(biāo)距，測(cè)量時(shí)，若斷面距最近的標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于Lo/3，則直接測(cè)量兩標(biāo)距端點(diǎn)間的距離作為斷后標(biāo)距L1，若斷面距最近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于Lo/3，則采用移位法測(cè)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(cè)量橋路；選擇測(cè)力單位，調(diào)整測(cè)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(cè)量各通道的應(yīng)變；實(shí)驗(yàn)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(cè)量中由環(huán)境變化引起的零點(diǎn)漂移的綜合修正方法：在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)附近，放置一個(gè)與構(gòu)件材料相同但不承受力的物塊，按照對(duì)測(cè)點(diǎn)同樣的要求，在該物塊上粘貼一枚應(yīng)變計(jì)作為工作片，與該工作片對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償片應(yīng)和其他測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)償片完全相同，把上述應(yīng)變片接在應(yīng)變儀的一個(gè)通道上，調(diào)平；在記錄各工作通道讀數(shù)時(shí)，同時(shí)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(jì)不穩(wěn)定引起的零點(diǎn)漂移，將各通道讀數(shù)減去零點(diǎn)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(jì)相關(guān)特點(diǎn)：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(cè)量。絲繞式：工藝簡單，造價(jià)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(jì)：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(cè)量。

54.應(yīng)變計(jì)布置：a單向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)：沿力方向粘貼一枚應(yīng)變計(jì)b二向應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)：主應(yīng)力方向已知時(shí)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(shí)粘貼45°應(yīng)變花，主應(yīng)力方向完全不知道時(shí)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(jì)b應(yīng)變計(jì)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(bǔ)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(cè)量導(dǎo)線的溫度補(bǔ)償d測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換后應(yīng)待工作片與補(bǔ)償片溫度一致是再測(cè)取讀數(shù)。

57.液壓擺錘式萬能材料試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程;a測(cè)量試件直徑，估計(jì)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(duì)零，從動(dòng)針和主動(dòng)針重合c用工作臺(tái)的升降電機(jī)調(diào)整實(shí)驗(yàn)空間，裝夾試件d將從動(dòng)針撥回靠攏主動(dòng)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(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)送油閥，停油泵，破壞性實(shí)驗(yàn)，先取下試樣，再開回油閥回油。非破壞性實(shí)驗(yàn)，先開回油閥卸載再取下試樣，最后使試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。

58.測(cè)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(yàn)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(cè)力杠桿，用相應(yīng)精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)。

60.力值的精確度檢驗(yàn)步驟：將測(cè)力儀放在萬能機(jī)上下壓頭之間并對(duì)中做幾次預(yù)加載；對(duì)試驗(yàn)機(jī)和測(cè)力儀調(diào)零，平緩加載；校驗(yàn)示值相對(duì)誤差和示值相對(duì)變動(dòng)；校驗(yàn)示值進(jìn)回程差。61.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)操作步驟：估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大扭矩，轉(zhuǎn)動(dòng)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??；選擇相應(yīng)速度檔將調(diào)速電位器對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)束，立即按下停止開關(guān)。

62.沖擊試驗(yàn)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(yàn)機(jī)，拉力沖擊試驗(yàn)機(jī)，扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)機(jī)）

63.長導(dǎo)線對(duì)應(yīng)變測(cè)量的影響：輸出應(yīng)變減??；平衡能力降低；溫度補(bǔ)償失效。

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

第五篇：工程力學(xué)

飛行器及其動(dòng)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(gè)分支。飛行器的設(shè)計(jì)不斷地向材料科學(xué)提出新的課題，推動(dòng)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(jì)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(gè)因素:①材料科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn)：例如，鋁合金的時(shí)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(shí)際應(yīng)用；復(fù)合材料增強(qiáng)纖維鋪層設(shè)計(jì)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(jì)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(cè)試與無損檢測(cè)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(cè)試裝置已經(jīng)可以模擬飛行器的載荷譜，而且無損檢測(cè)技術(shù)也有了飛速的進(jìn)步。材料性能測(cè)試與無損檢測(cè)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(jì)提供更接近于實(shí)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(cè)手段。一種新型航空航天材料只有在這三個(gè)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(shí)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(dòng)機(jī)的飛機(jī),當(dāng)時(shí)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(shí)。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)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(shí)。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(dòng)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(duì)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(shí)會(huì)遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時(shí)間長得多的空氣動(dòng)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(duì)象不同可分為飛機(jī)材料、航空發(fā)動(dòng)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(yùn)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(duì)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(yùn)載能力，提高機(jī)動(dòng)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(dòng)機(jī)振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)件的高速旋轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)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(dòng)力加熱、發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庖约疤罩刑柕妮椪赵斐傻?。航空器要長時(shí)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(dòng)機(jī)燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)3000[2oc]以上，噴射速度可達(dá)十余個(gè)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(shí)速度高達(dá)20個(gè)馬赫數(shù)以上，溫度高達(dá)上萬攝氏度，有時(shí)還會(huì)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(shí)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(jì)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(huì)造成在外層空間運(yùn)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(shí)表面溫度會(huì)降到-50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴(yán)冬會(huì)使機(jī)場(chǎng)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(diǎn)為-183[2oc])和液氫(沸點(diǎn)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(huì)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(duì)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(duì)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(shí)產(chǎn)生的霉菌會(huì)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(duì)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(shí)，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(huì)加速揮發(fā)和老化，有時(shí)這種現(xiàn)象會(huì)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(yàn)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(duì)可靠的安全壽命，被認(rèn)為是飛行器設(shè)計(jì)的奮斗目標(biāo)。對(duì)于導(dǎo)彈或運(yùn)載火箭等短時(shí)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(duì)于金屬材料已經(jīng)使用“損傷容限設(shè)計(jì)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(cè)定出材料的裂紋起始?jí)勖土鸭y的擴(kuò)展速率等數(shù)據(jù)，并計(jì)算出允許的裂紋長度和相應(yīng)的壽命，以此作為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的重要依據(jù)。對(duì)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(yàn)，確定其壽命的保險(xiǎn)期。復(fù)合材料的破損模式、壽命和安全也是一項(xiàng)重要的研究課題。