机械设计：实验应力分析

实验应力分析

在固体力学的各分支(如弹性力学﹑塑性力学﹑断裂力学﹑复合材料力学等)中﹐都常用实验应力分析方法研究应力分布基本规律﹐为发展新理论提供依据。在工程领域内﹐它又是提高设计质量和进行失效分析的一种重要手段。有效地应用实验应力分析方法﹐不仅能提高工程结构的安全度和可靠性﹐还能减少材料消耗﹑降低生产成本和节约能源。

早在17世纪﹐人们将力学原理应用於工程问题时﹐就曾用简单的实验手段测定材料的力学性能﹐并阐明工程结构的某些力学特徵。19世纪后期﹐虽然出现了较为灵敏的机械式应变测量装置﹐但在工程实用上﹐仍受到很大限制。20世纪30年代﹐黏贴式电阻应变计的出现﹐光弹性实验技术的进一步完善﹐以及其他实验技术的发展﹐使实验应力分析蓬勃发展起来﹐并得到广泛应用。

实验方法 实验应力分析方法目前已有电学的﹑光学的﹑声学的以及其他方法。

电学方法 有电阻﹑电容﹑电感等多种方法﹐而以电阻应变计测量技术的应用较为普遍﹐实际效果也较好。电阻应变计不仅可用於模型实验﹐而且可在机器运转的条件下进行应变及其他参量(如扭矩﹑压力等)的测量。利用无线电遥测技术﹐还可进行远距离的应变遥测(见应变遥测技术)。电容应变计可在高达 650℃以上的温度环境中﹐长期进行应变测量。此外﹐根据各种特殊的用途﹐还可制成相应的传感器和测力装置(见电阻应变计式传感器)。其中电感式传感器多用於位移的测量。

光学方法 这种方法发展较快﹐方式也较多﹐逐渐形成一门光测力学。经典的光弹性实验技术﹐已从二维﹑三维模型实验(见光弹性法﹐光弹性应力冻结法)发展成为能用於工业现场测量的光弹性贴片法﹐用来解决扭转和轴对称问题的光弹性散光法﹐研究应力波传播和热应力的动态光弹性法和热光弹性法﹐进行弹-塑性应力分析的光塑性法﹐以及研究复合材料力学的正交异性光弹性法。除了这些经典方法之外﹐还有下述一些方法。云纹法﹕此法已日趋完善﹐特别是用於大变形测量﹐效果尤为明显。全息干涉法和散斑干涉法﹕60年代后期发展起来的新技术﹐在分析复杂构件的振型和振幅﹑测量物体的微小变形﹑对三维位移场的定量分析(见位移场全息干涉分析)以及测定含裂纹构件的应力强度因子等方面﹐都已取得一定的成效﹔在全息技术和散斑技术中应用脉冲激光﹐还可以研究应力波在固体中的传播。全息光弹性法﹕用此法可以同时获得等差线及等和线的数据﹐便於分离主应力﹐可以解决平面的应力分析问题。焦散线法﹕一种测量奇异变形的光学方法﹐可以测量裂纹尖端的塑性区和应力强度因子﹐也可以测量角隅区的应力奇异性和两物体间的接触应力等。

引言

一、机械设计实验教学的地位与作用

二、机械设计课程实验体系

三、机械设计主要实验的内容简介

四、机械设计实验分类与要求

五、实验报告的基本内容

实验一 机械结构认识

一、实验目的

二、主要陈列柜内容介绍

三、实验要求

实验二 螺栓联接性能测试实验

二、受轴向载荷的紧螺栓联接实验

二、受翻转力矩作用的螺栓组联接实验

实验三 带传动的滑动率和效率测定

一、实验目的

二、实验基本原理

三、实验步骤

四、实验报告整理和思考题

五、其他常用实验台原理介绍

实验四 滑动轴承性能实验

一、基于HZ-1型滑动轴承实验台的滑动轴承实验

二、基本HZS-1型滑动轴承实验台的滑动轴承实验

实验五 轴系结构设计和组装及结构分析

一、实验目的

二、实验准备

三、实验设备

四、实验内容

五、实验步骤

六、实验报告要求

七、思考题

实验六 机械传动性能测试实验

一、实验目的

二、实验原理

三、典型实验台的认识

四、实验步骤

五、实验结果分析和要求

实验七 减速箱的拆装与结构分析

一、实验目的

二、实验的基本原理和注意事项

三、使用实验仪器

四、实验步骤

五、实验报告要求

后记2100433B

《机械设计基础实验指导》针对《机械设计基础》（张永宇、陆宁主编，清华大学出版社，2009）各章内容而编写，共有12个实验，可根据教学需要选做。《机械设计基础实验指导》可作为高等院校或成人高校机械类及其相关专业机械设计基础、机械原理、机械设计课程的实验教材，也可作为有关人员进行教学、科研和工程实践的参考书。 {zzjj}

《机械基础实验：机械设计基础实验分册》是以教育部对普通高等学校机械设计基础课程教学基本要求为依据，结合教学实践经验进行编写的。全书内容共分四章，第一章为绪论；第二章为基础性实验，共包括六个实验项目；第三章为综合性、设计性实验，共包括六个实验项目；第四章为机构改进及创意组合设计实验。书中涵盖了机械设计基础实验课程的主要实验项目，并针对目前各高等学校主要使用的仪器设备进行了讲解。　《机械基础实验：机械设计基础实验分册》主要作为“机械设计基础实验”课程教材，也可作为函授和自考辅导用书或供相关专业人员参考。