基础力学实验教程(裴艳阳)

《基础力学实验教程》涵盖材料力学、理论力学、结构力学等学科内容的教学实验，在四川轻化工大学原有的《材料力学实验教程》基础上进行了实验内容的更新，遵循由浅入深的原则，注重从基础到拓展的递进式学习，突出实验内容的逻辑性和系统性，有助于学生循序渐进地掌握实验技能。 本教材主要内容包括：力学实验的作用、内容、报告要求及实验须知，试验机和测量工具介绍，材料力学实验，理论力学实验，结构力学实验，实验数据误差分析等。 《基础力学实验教程》具备实验内容的优化与创新、信息技术的应用、科学思维与探究能力的培养、实践性与应用性的强化等方面的特色，适用于高等院校土建、机械、水利、航空等专业学生以及开设材料力学、工程力学课程的非工程类专业学生，也可作为工程技术人员的参考书籍。

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第1章 绪论 1 1.1 力学实验的作用 2 1.2 力学实验的内容 2 1.2.1 材料力学实验 2 1.2.2 理论力学实验 3 1.2.3 结构力学实验 3 1.3 力学实验报告的要求 4 1.4 实验须知 5 第2章 试验机和测量工具介绍 7 2.1 试验机介绍 8 2.1.1 液压式万能材料试验机 8 2.1.2 手动数显材料试验机 10 2.1.3 微机控制电液伺服万能材料试验机 13 2.1.4 机械控制扭转试验机 14 2.1.5 电子控制扭转试验机 18 2.1.6 小型组合仪器 21 2.1.7 YW-6K型压杆稳定试验台 25 2.1.8 冲击试验机 27 2.1.9 ZK-3VIC型虚拟测试振动与控制实验装置 31 2.1.10 YJ-ⅡD-Y-1000型结构力学组合实验装置 33 2.2 测量仪器介绍 37 2.2.1 百分表和千分表 37 2.2.2 球铰式引伸仪 38 2.2.3 静态电阻应变仪 39 2.3 电阻应变片介绍 44 2.3.1 电阻应变片的分类 44 2.3.2 电阻应变片的构造 46 2.3.3 电阻应变片的工作原理 47 2.3.4 电阻应变片的温度效应 48 2.3.5 电阻应变片的未来发展趋势 49 第3章 材料力学实验 52 3.1 拉伸实验 53 3.1.1 实验目的 53 3.1.2 实验仪器和设备 53 3.1.3 实验原理 53 3.1.4 实验步骤及注意事项 57 3.1.5 实验结果的处理 58 思考题 59 3.2 拉伸时金属材料弹性模量E的测定 59 3.2.1 实验目的 59 3.2.2 实验仪器和设备 59 3.2.3 实验原理 59 3.2.4 实验步骤及注意事项 60 3.2.5 实验结果的处理 61 思考题 63 3.3 压缩实验 63 3.3.1 实验目的 63 3.3.2 实验仪器和设备 63 3.3.3 实验原理 63 3.3.4 实验步骤及注意事项 64 3.3.5 实验结果的处理 65 思考题 65 3.4 圆柱扭转实验 66 3.4.1 实验目的 66 3.4.2 实验仪器和设备 66 3.4.3 实验原理 66 3.4.4 实验步骤及注意事项 67 3.4.5 实验结果的处理 69 思考题 69 3.5 剪切弹性模量G的测定 70 3.5.1 实验目的 70 3.5.2 实验仪器和设备 70 3.5.3 实验原理 70 3.5.4 实验步骤及注意事项 71 3.5.5 实验结果的处理 72 思考题 72 3.6 弯曲实验 73 3.6.1 实验目的 73 3.6.2 实验仪器和设备 73 3.6.3 电测法基本原理 73 3.6.4 实验原理 75 3.6.5 实验步骤及注意事项 76 3.6.6 实验结果的处理 77 思考题 78 3.7 平面应力状态下主应力的测定 79 3.7.1 实验目的 79 3.7.2 实验仪器和设备 79 3.7.3 实验原理 79 3.7.4 实验步骤及注意事项 81 3.7.5 实验结果的处理 82 思考题 83 3.8 压杆稳定实验 83 3.8.1 实验目的 83 3.8.2 实验仪器和设备 83 3.8.3 实验原理 83 3.8.4 实验步骤 84 3.8.5 实验结果的处理 85 思考题 86 3.9 偏心拉伸实验 86 3.9.1 实验目的 86 3.9.2 实验仪器和设备 86 3.9.3 实验原理 86 3.9.4 实验步骤 90 3.9.5 实验结果的处理 90 思考题 91 3.10 冲击实验 91 3.10.1 实验目的 91 3.10.2 实验仪器和设备 91 3.10.3 实验原理 92 3.10.4 实验步骤 94 3.10.5 实验结果的处理 94 思考题 96 3.11 电阻应变片的粘贴技术实验 96 3.11.1 实验目的 96 3.11.2 实验仪器和设备 96 3.11.3 实验原理 96 3.11.4 实验步骤及注意事项 97 3.11.5 实验过程中常见问题及解决方法 99 3.11.6 影响电阻应变片粘贴质量的因素 99 思考题 100 3.12 电阻应变片灵敏系数k的标定 100 3.12.1 实验目的 100 3.12.2 实验仪器和设备 100 3.12.3 实验原理 100 3.12.4 实验步骤及注意事项 103 3.12.5 实验结果的处理 104 思考题 105 第4章 理论力学实验 106 4.1 单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率和阻尼比的测量 107 4.1.1 实验目的 107 4.1.2 实验仪器和设备 107 4.1.3 实验原理 108 4.1.4 实验步骤 109 4.1.5 实验结果的处理 109 4.2 二自由度系统各阶固有频率及主振型的测量 110 4.2.1 实验目的 110 4.2.2 实验仪器和设备 110 4.2.3 实验原理 110 4.2.4 实验步骤 111 4.2.5 实验结果的处理 111 4.3 简支梁各阶固有频率及主振型的测量 112 4.3.1 实验目的 112 4.3.2 实验仪器和设备 112 4.3.3 实验原理 112 4.3.4 实验步骤 114 4.3.5 实验结果的处理 114 4.4 主动隔振实验 115 4.4.1 实验目的 115 4.4.2 实验仪器和设备 115 4.4.3 实验原理 115 4.4.4 实验步骤 116 4.4.5 实验结果的处理 116 4.5 利用矩阵迭代法计算多自由度系统的主振型及固有频率 117 4.5.1 实验目的 117 4.5.2 实验仪器和设备 117 4.5.3 实验原理 117 4.5.4 实验步骤 120 4.6 物体重心的测定实验 121 4.6.1 实验目的 121 4.6.2 实验仪器和设备 121 4.6.3 实验原理 121 4.6.4 实验步骤 122 4.6.5 实验结果的处理 123 思考题 124 4.7 质点运动实验 124 4.7.1 实验目的 124 4.7.2 实验仪器和设备 124 4.7.3 实验原理 124 4.7.4 实验步骤 126 4.7.5 实验结果的处理 126 思考题 128 4.8 摩擦系数测量 129 4.8.1 实验目的 129 4.8.2 实验仪器和设备 129 4.8.3 实验原理 129 4.8.4 实验步骤 131 4.8.5 实验结果的处理 131 思考题 133 4.9 转动惯量测量 133 4.9.1 实验目的 133 4.9.2 实验仪器和设备 133 4.9.3 实验原理 133 4.9.4 实验步骤 136 4.9.5 实验结果的处理 137 思考题 139 第5章 结构力学实验 140 5.1 钢桁架全过程静载实验 141 5.1.1 实验目的 141 5.1.2 实验仪器和设备 141 5.1.3 实验原理 141 5.1.4 实验步骤 143 5.1.5 实验结果的处理 144 思考题 145 5.2 钢筋混凝土简支梁破坏实验 146 5.2.1 实验目的 146 5.2.2 实验仪器和设备 146 5.2.3 实验原理 146 5.2.4 实验步骤 148 5.2.5 实验结果的处理 149 思考题 150 5.3 钢筋混凝土短柱偏压破坏实验 150 5.3.1 实验目的 150 5.3.2 实验仪器和设备 150 5.3.3 实验原理 150 5.3.4 实验步骤 152 5.3.5 实验结果的处理 153 思考题 154 5.4 简支钢桁架弹性形态实验 154 5.4.1 实验目的 154 5.4.2 实验仪器和设备 154 5.4.3 实验原理 154 5.4.4 实验步骤 156 5.4.5 实验结果的处理 157 思考题 158 5.5 钢筋混凝土梁正截面承载力实验 158 5.5.1 实验目的 158 5.5.2 实验仪器和设备 159 5.5.3 实验原理 159 5.5.4 实验步骤 162 5.5.5 实验结果的处理 163 思考题 164 5.6 钢筋混凝土梁斜截面承载力实验 164 5.6.1 实验目的 164 5.6.2 实验仪器和设备 164 5.6.3 实验原理 164 5.6.4 实验步骤 167 5.6.5 实验结果的处理 167 思考题 168 第6章 实验数据误差分析 169 6.1 有效数字及其运算规则 170 6.1.1 有效数字的概念 170 6.1.2 有效数字的运算 171 6.1.3 数字舍入原则 171 6.2 实验数据中误差的来源、分类和表示 172 6.2.1 误差的来源 172 6.2.2 误差的分类 173 6.2.3 误差的表示 174 附录 常用工程材料的力学性质和物理性质 175 参考文献 176