材料力学测试原理及-南京航空航天大学精品课程ppt课件

.,1,材料力学测试原理及实验,南京航空航天大学力学中心二四年七月,.,2,第一章绪论,1.2测量基本概念,1.3实验应力分析方法,1.1概述,.,3,人类为了认识和改造客观世界，就要以测试工作为基础，并且随着科学技术的不断发展，人类研究对象越来越复杂，测量的范围也也越来越广泛，材料力学测试仅仅是其中的一方面。,材料力学测试主要包括常用材料基本力学性能的测试，以及应力、应变测试等等。,1.1概述,.,4,研究工程强度问题一般有两种不同的途径，即理论应力分析和实验应力分析。,实验应力分析是用实验分析方法确定受力构件的应力、变形状态的一门学科，是材料力学测试的一个重要部分也是本门课程的主要研究内容。,1.1概述,.,5,实验应力分析方法很多，例如有电测法、光测法、机械测量法等,通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、提高工程结构的安全度和可靠性；可以减少材料消耗、降低生产成本；可以为发展新理论、设计新型结构、创新工艺以及应用新材料提供依据；可以推动理论分析的发展，并且能有效地解决许多理论上不能解决的实际问题，是一门不断发展的学科。,1.1概述,.,6,1.2测量的基本概念,测量方法可分为直接测量和间接测量。,测量：是利用一定的工具或仪器设备，通过实验的方法来确定一个未知量数值的过程。,.,7,间接测量：通过未知的待测量与若干个变量相联系的关系式，先分别对各变量进行直接测量，然后将所得的数值代入该关系式进行计算，从而得出未知量数值的一类测量。例如电测法测量结构应力。,直接测量：测量中使未知物理量与作为标准的物理量直接比较，用校准好的测量仪器进行测量，从而直接求出未知量的数值的一类测量。例如天平测量。,1.2测量的基本概念,.,8,采用间接测量方法时，需要有一个测量系统，而一个完整的测量系统常包括以下三个部分：,1、传感级：用来感受被测量，并进行能量转换；,3、终端级：是一个指示器、记录仪或某种形式的控制器。,2、中间级：用来对转换后的信号进行处理、放大等；,1.2测量的基本概念,.,9,而所谓系统的静态特性是指测量系统的输入输出关系曲线（称静态特征曲线）形状的一些性质，主要有以下几个方面：,当被测量不随时间变换或随时间变换非常缓慢时，评价一个测试系统的品质，主要以测量系统的静态特性来衡量。,1.2测量的基本概念,.,10,一、线形度,线形度说明静态特性曲线的拟合直线的吻合程度。,1.2测量的基本概念,.,11,二、灵敏度,灵敏度是指测试系统输入量的变化量与输出量的变化量的比值：,1.2测量的基本概念,.,12,三、滞后,滞后指最大的滞后偏差与全量程输出范围比值的百分数。,1.2测量的基本概念,.,13,四、灵敏限与分辨率,（2）数字仪表的分辨率是最后一位的一个“字”。,（1）指针仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半。,2、分辨率：是指输入量从任意非零值缓慢变化时，与系统规定的最小输出变化量相对应的输入变化量。,1、灵敏限：是指输入信号由零逐渐加大时，与系统规定的最小输出变化量相应的输入变化量。,1.2测量的基本概念,.,14,五、重复性,2、重复性：系统最大重复性误差与满量程的百分比。,1、重复性误差：对于一输入量进行多次重复测量，得到的输出量并不一定相同，这种偏差就称为重复性误差；,1.2测量的基本概念,.,15,六、零漂与温漂,2、温漂：系统的输入量不变，而由环境温度变化引起的输出量的变化。,1、零漂：系统的输入量不变，环境温度不变时的输出量随时间的变化。,1.2测量的基本概念,.,16,1.3实验应力分析方法,电阻应变测试方法：用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变应力关系确定构件表面的应力状态。,电测法中有电阻、电容、电感、电磁等多种方法。,一、电测法,.,17,（1）优点：有较高的灵敏度和精度，易于实现数字化和自动化，可在高温、高压、强磁、液下等特殊条件下使用，体积小，尺寸小，重量轻，可实现现场的实时检测。,（2）缺点：只能测构表面的应变，不能全域性测量。,1.3实验应力分析方法,.,18,二、光测法,光弹性法：本课程主要介绍光弹性法，它是利用偏振光通过具有双折射效应的透明受力模型获得干涉条纹图，再根据条纹与模型内主应力大小、方向的关系，得到模型内的应力，再由相似理论推导实物的应力。,光测法中有光弹性法、全息干涉法、激光散斑干涉法、云纹法等。,1.3实验应力分析方法,.,19,（2）缺点：周期长、成本高。,（1）优点：可直接观察到模型的全部应力分布情况，且不仅