劉鴻文版材料力學(xué)課件14課件

材料力學(xué) 劉鴻文主編(第4版) 高等教育出版社,目錄,第十四章 實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),第十四章 實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),141 概 述 142 電阻應(yīng)變計法的原理及應(yīng)用 143 光彈性法的原理及應(yīng)用,14 概 述,一、實驗應(yīng)力分析方法的作用：,1.設(shè)計時，測定模型的應(yīng)力或變形，依此來確定構(gòu)件的合理尺 寸和結(jié)構(gòu)形式。,2.工作中，測定構(gòu)件的真實應(yīng)力或變形，找出最大應(yīng)力的位置 和數(shù)值，以評價工程結(jié)構(gòu)的安全可靠性，并為提高設(shè)備的 工作能力提供依據(jù)。,3.對破壞或失效構(gòu)件進行分析，提出改進措施，防止再次破壞。,4.測定外載的大小、方向以及各種動響應(yīng)。,5.從試驗中探索新的規(guī)律，并對應(yīng)力分析理論和計算方法進行 校核。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),二、實驗應(yīng)力分析方法簡介：,1. 機 械 量 測 法,東漢鄭玄(127200)注釋的考工記弓人中的測變形圖,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),里奧納多達芬奇(14521519) 此圖被認為是最早的材力試驗,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),里奧納多達芬奇設(shè)計的鐵絲受拉試驗,伽利略 (15641642),實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),穆申布洛依克 (16921761),實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),2.其它方法：,20世紀(jì)初至今，電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展，為試驗應(yīng)力分析其它測量方法的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。于是，電阻應(yīng)變法、普通光彈法、全息光彈法、散斑法、聲發(fā)射法等方法都有了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),142 電阻應(yīng)變計法的原理及應(yīng)用,一、電阻定律：導(dǎo)體電阻,二、彈性定律：導(dǎo)體受力或變溫后，L、A都將發(fā)生改變。,三、電阻應(yīng)變片：, 靈敏系數(shù)：,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),四、電橋平衡原理,電阻變化后：,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),U,R1,R2,R4,I1,2,I3,4,A,B,C,D,電壓輸出橋,R3,五、電阻應(yīng)變儀,將輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變讀數(shù)。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),六、布片：,盡可能使片子的方向與主應(yīng)力方向一致。,主應(yīng)力方向未知時，必須由三個獨立量才能確定一點的應(yīng)力狀態(tài)。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),七、主應(yīng)變與測量應(yīng)變之間的關(guān)系：,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),例1 用45應(yīng)變花測得一點的三個線應(yīng)變后，求該點的主應(yīng)變。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),45,x,y,u,例2 用60應(yīng)變花測得一點的三個線應(yīng)變后，求該點的主應(yīng)變。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),八、接橋：,要使應(yīng)力正負相間；全橋精度高，半橋精度低。常用半橋雙臂式橋路。,九、溫度補償：,最好能在橋路中自補償；否則，要用絕對不受力的溫度補償片。,工作片與補償片要始終處于同一溫度場中。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),143 光彈性法的原理及應(yīng)用,一、光測原理：,1.永久雙折射：,2.暫時（人工）雙折射：,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),二、平面應(yīng)力光學(xué)定律：,1.折射率：,C模型材料的應(yīng)力光學(xué)系數(shù)。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),平面偏振光,平面偏振光通過受力模型,2.光程差：,3.平面偏振場中的光強：,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),等傾線,引起的黑點的跡線形成的干涉條紋等傾線,等傾線上，主應(yīng)力方向相同且與偏振軸重合。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),等差線,形成的干涉條紋等差線,以白光為光源,等差線為彩色條紋,故等差線又稱等色線,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),f材料的條紋值。,a、反復(fù)加載，等傾線不變，等差線改變。,區(qū)分等傾線與等差線,b、同步旋轉(zhuǎn)起偏鏡與檢偏鏡，等傾線改變，等差線不變。,c、憑經(jīng)驗，等傾線較粗（一片黑），等差線較細（一條線）。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),正交圓偏振場中，無等傾線。故等差線比較清晰。,實驗應(yīng)力分析基礎(chǔ),(