實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)應(yīng)力分析是一門(mén)介紹用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行力學(xué)研究的課程。作為研究固體力學(xué)的三個(gè)基本手段理論、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)之一，實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析課程更強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性，所介紹的實(shí)驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)械、土木、水利、材料和航空航天工業(yè)等。因此實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和時(shí)間在教學(xué)中占較大的比重，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解課堂教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性。實(shí)驗(yàn)一 ：熟悉并操作實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理方法4實(shí)驗(yàn)二 ：電阻應(yīng)變片的粘貼工藝練習(xí)4實(shí)驗(yàn)三 ：電阻應(yīng)變儀接橋方法練習(xí)4實(shí)驗(yàn)四 ：應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)K的測(cè)定4實(shí)驗(yàn)五 ：應(yīng)變計(jì)橫向效應(yīng)系數(shù)H的測(cè)定4實(shí)驗(yàn)六 ：應(yīng)變計(jì)在電橋中的接法4實(shí)驗(yàn)七 ：平面應(yīng)力狀態(tài)下靜應(yīng)變測(cè)量4實(shí)驗(yàn)八

2、：靜態(tài)應(yīng)變的多點(diǎn)測(cè)量及內(nèi)力的分離4實(shí)驗(yàn)九 ：動(dòng)應(yīng)變測(cè)量4實(shí)驗(yàn)十 ：旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量4實(shí)驗(yàn)十一 ：偏振光場(chǎng)調(diào)整及等傾線(xiàn)、等差線(xiàn)的觀(guān)察4實(shí)驗(yàn)十二 ：等差線(xiàn)的測(cè)繪及照相記錄技術(shù)4實(shí)驗(yàn)十三 ：等傾線(xiàn)的測(cè)繪及主應(yīng)力的跡線(xiàn)的繪制4實(shí)驗(yàn)十四 ：簡(jiǎn)支梁受集中力作用的應(yīng)力分析4實(shí)驗(yàn)十五 ：環(huán)氧樹(shù)脂光彈性平板模型及其棒料的澆鑄和平面模型的加工4實(shí)驗(yàn)十六 ：應(yīng)力集中系數(shù)的測(cè)定4實(shí)驗(yàn)十七 ：常溫材料條紋值和常溫下光學(xué)蠕變的測(cè)定4電測(cè)實(shí)驗(yàn)一 電阻應(yīng)變片粘貼工藝練習(xí)（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)在試件上練習(xí)粘貼電阻應(yīng)變片，初步掌握電阻應(yīng)變片粘貼工藝。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置：電阻應(yīng)變片、接線(xiàn)端子、小試件、 502 膠水、

3、細(xì)沙紙、鋼劃針、丙酮或酒精、脫脂綿、 704 硅橡膠、 聚四氟乙烯或聚乙烯薄膜、電烙鐵、導(dǎo)線(xiàn)、萬(wàn)用表、點(diǎn)機(jī)、 不銹鋼薄片等。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在小試件上每個(gè)同學(xué)用 502 膠水粘貼5枚電阻應(yīng)變片，用不銹鋼薄片固定導(dǎo)線(xiàn)，并用 704 硅橡膠進(jìn)行防護(hù)。四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1. 應(yīng)變片的準(zhǔn)備外觀(guān)質(zhì)量檢查、阻值分選。 2. 粘貼表面處理清理表面、紗布磨光、劃針劃線(xiàn)。 3. 貼片 清洗貼片表面、貼片（具體工藝見(jiàn)教材）、干燥、固化。 4. 導(dǎo)線(xiàn)的焊接與固定粘貼接線(xiàn)端子、焊接導(dǎo)線(xiàn)、固定導(dǎo)線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)編號(hào)。 5. 貼片質(zhì)量檢查貼片方位、貼片質(zhì)量、應(yīng)變片的阻值、應(yīng)變片的絕緣。 6. 應(yīng)變片的防護(hù)用 704 硅橡膠對(duì)應(yīng)變片

4、進(jìn)行防護(hù)。 電測(cè)實(shí)驗(yàn)二 電阻應(yīng)變儀接橋方法練習(xí)（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆针娮钁?yīng)變儀的使用及電橋基本特性。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變模擬儀、貼有應(yīng)變片的等強(qiáng)度梁、砝碼等。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）檢驗(yàn)應(yīng)變儀的系統(tǒng)誤差。應(yīng)變儀選擇半橋接片方式，接入標(biāo)準(zhǔn)電阻并調(diào)節(jié)輸出為零。利用下面公式檢驗(yàn)應(yīng)變儀的系統(tǒng)誤差： 式中 R=120 ， K 儀 =2.0 。 （2）在載荷為 1Kg、2Kg、3Kg 時(shí)測(cè)量等強(qiáng)度梁的縱向應(yīng)變e。選擇接橋方式，使應(yīng)變儀讀數(shù)值分別為 e儀 = e、e儀 =（1+ m）e、e儀=2e、e儀 =2（1+m）e、e儀=4e。 并利用修正公式對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正

5、，修正公式為： 式中 K儀=2.0、 K片= （3）計(jì)算理論值并與實(shí)驗(yàn)值比較。 載荷橋路圖 0 1Kg 2K g 3Kge儀=ee儀 e儀（修正） eDe  e平均 載荷 橋路圖 0 1Kg 2K g 3Kge儀 =（1+m）e e儀 e儀（修正） eDe  e平均 注：表格中還應(yīng)列出 e儀=2e 、 e儀 =2（1+m）e、e儀=4e 的情況。電測(cè)實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片靈敏系數(shù)的測(cè)量（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)應(yīng)變片靈敏系數(shù)的測(cè)量，并測(cè)定某種類(lèi)型應(yīng)變片的K 值。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，純彎梁加載裝置，三點(diǎn)式撓度計(jì)，千分表。 三、實(shí)驗(yàn)原理： 應(yīng)變片的靈敏系數(shù) K 值是

6、應(yīng)變片的重要技術(shù)指標(biāo)，它的誤差直接影響到應(yīng)變測(cè)量的精度。 K 值不僅與敏感材料 的性質(zhì)有關(guān)，而且與敏感柵的形式、幾何尺寸，基底和粘接劑有關(guān)。應(yīng)變片的 K 值通常是在單向應(yīng)力狀態(tài)下，用抽樣測(cè)試的方法來(lái)確定。     由 得    式中，K儀為應(yīng)變儀所設(shè)定的靈敏系數(shù)，一般K儀=2.0，e儀為應(yīng)變儀的讀數(shù)，e為用三點(diǎn)式撓度計(jì)所測(cè)量的測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值，可用下式計(jì)算   式中， f為用三點(diǎn)式撓度計(jì)所測(cè)撓度值，h為純彎梁的高度，l為三點(diǎn)式撓度計(jì)中點(diǎn)長(zhǎng)度。 實(shí)驗(yàn)步驟：（1）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)圓輪給純彎梁加載，分別使三點(diǎn)式撓

7、度計(jì)千分表讀數(shù)為 0.1 、 0.2 、 0.3mm 時(shí)，讀取應(yīng)變儀各通道應(yīng)變讀數(shù)。 （2）使用誤差理論處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 測(cè)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10   f= 0mm           f= 0.1mm           f= 0.2mm           f= 0

8、.3mm           e儀=e平均                                平均  電測(cè)實(shí)驗(yàn)四 平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力測(cè)量1（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脩?yīng)變花測(cè)量主

9、應(yīng)力方向未知應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力及主方向。二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置:586微機(jī)、YJ-22型靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量處理儀( 或YJ 28A -P10R 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 )、YZ-22 型轉(zhuǎn)換箱、等強(qiáng)度梁、砝碼等。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1）用 45°應(yīng)變花測(cè)量主應(yīng)力和主方向。在載荷為1Kg、2Kg、3Kg時(shí)分別測(cè)量測(cè)點(diǎn)處 ea 、eb 、ec 應(yīng)變值。并利用修正公式對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正，修正公式如下： 式中K儀 =2.0 。 （2）經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，將數(shù)值代入45°應(yīng)變花公式計(jì)算主應(yīng)力和主方向。電測(cè)實(shí)驗(yàn)五 動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的方法 二、實(shí)驗(yàn)儀器裝置：動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、記

10、憶示波器、調(diào)壓器、貼有應(yīng)變片的簡(jiǎn)支梁、帶有可旋轉(zhuǎn)的偏心載荷電機(jī)、低通濾波器等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在一兩端鉸支的簡(jiǎn)支梁的中點(diǎn)，安裝一帶可旋轉(zhuǎn)的偏心載荷，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏心載荷的作用，給簡(jiǎn)支梁一個(gè)周期性的干擾力。當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，可使梁達(dá)到共振。在梁上貼有應(yīng)變片，測(cè)定共振時(shí)梁的應(yīng)力及頻率。   圖 1 采集共振時(shí)梁的應(yīng)力及頻率信號(hào)裝置示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 將集流器的輸出端與動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀電橋盒半橋連接。 (2) 從大到小選擇動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的衰減檔，并調(diào)節(jié)應(yīng)變儀的平衡。 (3) 選擇動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀合適的衰減檔，并標(biāo)定應(yīng)變值。 (4) 用調(diào)壓器改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使簡(jiǎn)支梁共振

11、，測(cè)定共振時(shí)梁的應(yīng)力及頻率。電測(cè)實(shí)驗(yàn)六 旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量，集流器的使用方法 二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置：動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、碳刷式集流器、 數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、旋轉(zhuǎn)件加載裝置、調(diào)壓器。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用一變速電機(jī)帶動(dòng)一兩端用滾動(dòng)軸承支持的圓軸，圓軸中間通過(guò)杠桿可施加載荷，在軸的中間某截面上粘貼應(yīng)變片，應(yīng)變片的導(dǎo)線(xiàn)引至與圓軸一齊轉(zhuǎn)動(dòng)的碳刷式集流器的滑環(huán)上。集流器的輸出端與動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀連接。實(shí)驗(yàn)裝置及應(yīng)變片貼片位置，如 1 圖所示。  圖 1 旋轉(zhuǎn)件加載裝置示意圖   圖 2 旋轉(zhuǎn)件動(dòng)應(yīng)變信號(hào)采集裝置示意圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟： (1) 將集

12、流器的輸出端與動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀電橋盒全橋連接。 (2) 從大到小選擇動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的衰減檔，并調(diào)節(jié)應(yīng)變儀的平衡。 (3) 選擇動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀合適的衰減檔，并標(biāo)定應(yīng)變值。(4) 在加載盤(pán)上加砝碼（最大5Kg）,在 500-1000轉(zhuǎn)/分左右的轉(zhuǎn)速下，測(cè)量貼片位置處彎曲應(yīng)變最大值。光測(cè)實(shí)驗(yàn)一 光彈儀的調(diào)整及等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)的觀(guān)察（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 、熟悉平行光透謝式光彈儀及漫射式光彈儀的結(jié)構(gòu)及各光學(xué)元件的布置和作用。 2 、會(huì)自行整調(diào)光路，調(diào)置平面偏振光與園偏振光的暗場(chǎng)和明場(chǎng)。 3 、熟悉光彈儀上主要附加設(shè)備如：加載架及其位置調(diào)整、照明系統(tǒng)等基本構(gòu)造和使用方法。 4 、分別用白光光源、汞光、

13、鈉光光源粗略觀(guān)察幾種模型的等傾線(xiàn)、等差線(xiàn)。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及模型 1 、 409- 光彈儀：瑞士?jī)x及自制漫射式光彈儀見(jiàn)書(shū)中第 169 頁(yè)圖 5.4 、 5.5 。 2 、園盤(pán)模型及加載附件。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1 、認(rèn)識(shí)平行光透射式光彈儀的各光學(xué)元件及輔助設(shè)備的名稱(chēng)及作用。 2 、調(diào)整各元件中心在一水平線(xiàn)上，并隨手?jǐn)Q緊固定螺絲，保證各光學(xué)元件固定穩(wěn)妥。開(kāi)啟汞光光源。 3 、光路調(diào)整及干涉條紋的觀(guān)察： （ 1 ）去掉各偏振片、 1/4波片及視場(chǎng)鏡。調(diào)整光闌（或欄）置于準(zhǔn)直鏡焦點(diǎn)上，使屏幕上光場(chǎng)直徑等于準(zhǔn)光鏡直徑，此時(shí)光束為平行光束。 （ 2 ）裝上起偏鏡與分析鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)起偏鏡或分析鏡至屏幕上光場(chǎng)最暗為止

14、，得平面偏振光暗場(chǎng)。見(jiàn)書(shū)中等 89 頁(yè)圖 3.2 。 （ a ）將鉛垂方向?qū)?jīng)受壓園盤(pán)置于光場(chǎng)中心，加載裝置參看書(shū)中第 176 頁(yè) 5.11 。此時(shí)園盤(pán)等傾線(xiàn)應(yīng)為十字線(xiàn)。若不是這樣，需同步轉(zhuǎn)動(dòng)起偏鏡與分析鏡直至園盤(pán)中心出現(xiàn)一清晰十字等傾線(xiàn)，并在刻度盤(pán)上，標(biāo)定0度位置，此時(shí)光場(chǎng)為標(biāo)準(zhǔn)平面偏振光暗場(chǎng)。（一般起偏鏡軸與水平面垂直）。 （ b ）改變載荷大小，觀(guān)察園盤(pán)等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)變化情況。載荷不變，同步旋轉(zhuǎn)起偏鏡與分析鏡觀(guān)察等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)圖案變化情況。 （ 3 ）將分析鏡單獨(dú)旋轉(zhuǎn)1/4波片，呈平面偏振光明場(chǎng)，重復(fù)（ 2 ）（ b ）進(jìn)行觀(guān)察。 （ 4 ）將分析鏡恢復(fù)暗場(chǎng)位置，在起偏鏡與分析鏡間先加入

15、一1/4波片，并轉(zhuǎn)動(dòng)之，直至屏幕上出現(xiàn)最暗。將其再轉(zhuǎn)動(dòng)1/4波片，然后放上第二個(gè)1/4波片片，并轉(zhuǎn)動(dòng)之，直至屏幕光場(chǎng)最暗，得到了園偏振光暗場(chǎng)，見(jiàn)書(shū)中第 97 頁(yè)圖 3.8 。重復(fù)（ 2 ）（ b ）進(jìn)行觀(guān)察。 （ e ）換白光、鈉光光源觀(guān)察模型的等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)圖案。 說(shuō)明：本專(zhuān)業(yè)研究生，要求三臺(tái)儀器都會(huì)使用。本實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)主要是指瑞士?jī)x。 409- 的調(diào)節(jié)使用，要求看好說(shuō)明書(shū)，漫射式光彈儀可考參瑞士?jī)x但去掉了透鏡。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求： 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)日期： 同組人員： 實(shí)驗(yàn)儀器：模型及加載方式：（寫(xiě)明模型尺寸及材料，并繪出簡(jiǎn)圖）。 具體內(nèi)容： 1 、簡(jiǎn)述光彈儀各光學(xué)元件的作用。 2 、繪出平

16、面偏振光暗場(chǎng)和明場(chǎng)的光路簡(jiǎn)圖。 3 、討論下列問(wèn)題： （ 1 ）在平面偏振光場(chǎng)中，若起偏鏡與水平面平行，分析鏡與水平面垂直，結(jié)果有無(wú)影響？為什么？ （ 2 ）在園偏振光場(chǎng)中，若將1/4波片同步旋轉(zhuǎn)90度，結(jié)果有無(wú)影響？為什么？ （ 3 ）偏振光暗場(chǎng)中，載荷不變，同步旋轉(zhuǎn)起偏鏡，分析鏡時(shí)，等傾線(xiàn)與等差線(xiàn)的變化情況如何？ （ 4 ）若光場(chǎng)不變，載荷改變的情況下，等傾線(xiàn)與等差線(xiàn)的變化情況如何？試說(shuō)明原因。 五、實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 4 小時(shí)  光測(cè)實(shí)驗(yàn)二 等差線(xiàn)的測(cè)繪及照相記錄技術(shù)（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 、掌握光彈儀的使用，加深認(rèn)識(shí)有應(yīng)力模型在園偏振光的暗場(chǎng)和明場(chǎng)中，雙折射效應(yīng)及其力學(xué)意義。

17、2 、觀(guān)察等差線(xiàn)的特點(diǎn)，初步學(xué)會(huì)條紋級(jí)數(shù)的確定方法，了解 Tardy 補(bǔ)償法、庫(kù)克補(bǔ)償法。 3 、學(xué)會(huì)等差線(xiàn)的描繪方法及用釘壓法判別斷自由邊界應(yīng)力符號(hào)，并加深對(duì)其原理及判斷條紋增減方法的理解。 4 、初步學(xué)會(huì)用照相技術(shù)記錄等差線(xiàn)條紋圖。 二、實(shí)驗(yàn)儀器和模型： 1 、 409- 光彈儀、瑞士?jī)x及配套的照相設(shè)備、器材、庫(kù)克補(bǔ)償器。 2 、園環(huán)模型及加載附件。 三、實(shí)驗(yàn)步聚： 1 、開(kāi)啟汞光光源，將儀器調(diào)節(jié)成園偏振光暗場(chǎng)； 2 、將對(duì)徑受壓園環(huán)置于光場(chǎng)中央，加載至水平直徑與環(huán)內(nèi)邊界交點(diǎn)處等差線(xiàn)達(dá) 5-6 級(jí)。加載裝置同園盤(pán)。注意觀(guān)察各向同性點(diǎn)、條紋隱沒(méi)點(diǎn)及零應(yīng)力點(diǎn)。 3 、判斷條紋級(jí)次，試用 Tar

18、dy 法、庫(kù)克補(bǔ)償法，補(bǔ)任意兩點(diǎn)小數(shù)條紋級(jí)次。 4 、在毛玻璃屏上觀(guān)察，并用硫酸紙描繪等差線(xiàn)，注意標(biāo)明級(jí)次。改用明場(chǎng)描繪半級(jí)次等差線(xiàn)。 5 、用釘壓法判斷自由邊界應(yīng)力符號(hào)。 6 、條紋圖的照相記錄： （ 1 ）了解相機(jī)的構(gòu)造和使用方法； （ 2 ）用鈉光對(duì)徑向受壓園環(huán)暗場(chǎng)明場(chǎng)條紋進(jìn)行拍攝。注意由光圈大小、是否加濾色片和光強(qiáng)選定合適的曝光時(shí)間。對(duì)明場(chǎng)拍照的曝光時(shí)間略小于暗場(chǎng)。 （ 3 ）調(diào)焦注意事項(xiàng)： a 、必須成象于底片放置位置的屏上，否則底片的上條紋圖將出現(xiàn)短缺部分； b 、注意調(diào)節(jié)背景光場(chǎng)要均勻； c 、注意模型表面必須擦清潔，應(yīng)力集中區(qū)的小條紋必須清楚。 （ 4 ）拍照時(shí)，注意一定鎖緊調(diào)

19、好焦距的相機(jī)各部旋鈕，裝暗盒要輕嚴(yán)防相機(jī)晃動(dòng)。照相時(shí)養(yǎng)成按號(hào)序使用暗盒的習(xí)慣，避免搞錯(cuò)而出現(xiàn)重拍、漏拍等現(xiàn)象。 （ 5 ）底片沖洗：顯影液：市售 D-72 ，顯影溫度： 18 -20 ，顯影時(shí)間： 4-6 分。 定影液：市售酸性定影液，定影溫度 18 -20 ，定影時(shí)間： 15 分。 按照說(shuō)明將藥液配好后，使用時(shí)應(yīng)將拍照好的軟片先用清水浸泡一下，再放入顯影液中，顯好的軟片一定要經(jīng)水洗再放入定影液中。定影后的軟片要用清水沖洗 10 分鐘后取出晾干。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求： 前幾項(xiàng)同實(shí)驗(yàn)一： 具體要求： 1 、說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟，繪出對(duì)徑受壓園環(huán)等差線(xiàn)圖。說(shuō)明實(shí)驗(yàn)溫度，園環(huán)材料尺寸及載荷的大小。 2 、說(shuō)明

20、照相時(shí)使用的光圈，曝光時(shí)間，顯影、定影溫度和時(shí)間等。 3 、討論下列問(wèn)題： （ 1 ）說(shuō)明等差線(xiàn)的物理意義： （ 2 ）庫(kù)克補(bǔ)償法的補(bǔ)償步驟、原理是什么？ （ 3 ） Tardy 補(bǔ)償法的原理是什么？ （ 4 ）用釘壓法判斷自由邊界應(yīng)力符號(hào)的根據(jù)是什么？ （ 5 ）對(duì)條紋圖照相時(shí)，如何選擇光圈？怎樣判斷曝光時(shí)間是否最合適？ 五、實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 3 小時(shí) 六、參考書(shū)及參考附圖： （ 1 ）實(shí)驗(yàn)應(yīng)參看書(shū)中§ 3.4 § 3.6 節(jié)及附圖； （ 2 ）對(duì)徑受壓園環(huán)等差線(xiàn)圖見(jiàn)書(shū)中 95 頁(yè)圖 3.6 ； （ 3 ）照相技術(shù)見(jiàn)書(shū)中 400 頁(yè)第十一章。光測(cè)實(shí)驗(yàn)三 等傾線(xiàn)的測(cè)繪及主應(yīng)力的跡

21、線(xiàn)的繪制（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 、觀(guān)察等傾線(xiàn)的特點(diǎn)，初步學(xué)會(huì)等傾線(xiàn)的描繪方法； 2 、初步掌握主應(yīng)力跡線(xiàn)的繪制方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器和模型： 1 、409-光彈儀或瑞士?jī)x； 2 、園環(huán)模型。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1 、開(kāi)啟白光光源，將儀器調(diào)節(jié)成平面偏振光暗場(chǎng)； 2 、用毛玻璃屏觀(guān)察，細(xì)微調(diào)節(jié)呈 0°等傾線(xiàn)。（用對(duì)經(jīng)受壓園盤(pán)），適當(dāng)增減載荷，以所觀(guān)察到等傾線(xiàn)最清晰為止。 3 、按 0°、10°、20°、30°、45°、60°、70°、80°等度數(shù)，同步逆時(shí)針（向光源看去）旋轉(zhuǎn)起偏鏡、分析鏡，反復(fù)仔細(xì)觀(guān)察分析等

22、傾線(xiàn)的變化情況及特點(diǎn)，特別注意加載點(diǎn)、各向同性點(diǎn)、零應(yīng)力點(diǎn)及邊界上等傾線(xiàn)的特點(diǎn)和全貌的對(duì)稱(chēng)情況。 4 、用硫酸紙描繪上述度數(shù)的等傾線(xiàn)圖，并標(biāo)明度數(shù)，經(jīng)反復(fù)查對(duì)、修改、準(zhǔn)確無(wú)誤后，實(shí)驗(yàn)方可向下進(jìn)行。 5 、繪制徑向受壓園環(huán)模型的主應(yīng)力跡線(xiàn)： 主應(yīng)力跡線(xiàn)是代表主應(yīng)力方向的曲線(xiàn)族。可根據(jù)等傾線(xiàn)用繪圖法作出，繪制步驟如下： （ 1 ）以徑向受壓園環(huán)的水平直線(xiàn)為基準(zhǔn)線(xiàn)，以繪制的等傾線(xiàn)圖為依據(jù)，在每一條等傾線(xiàn)上，根據(jù)其參數(shù)制一系列的短平行線(xiàn)。 （ 2 ）從園環(huán)的邊緣開(kāi)始，用曲線(xiàn)板做聯(lián)結(jié)這些短線(xiàn)的包絡(luò)線(xiàn)，使其與各不同參數(shù)的短線(xiàn)相切，即可得到一族主應(yīng)力跡線(xiàn)。 （ 3 ）根據(jù)兩族主應(yīng)力跡線(xiàn)必須正交的原則，作出另

23、一族主應(yīng)力跡線(xiàn)。 由于該園環(huán)主應(yīng)力跡線(xiàn)是以互相正交的水平直徑與垂直直徑為對(duì)稱(chēng)軸，因此可先做出 1/4園環(huán)主應(yīng)力跡線(xiàn)，然后由對(duì)稱(chēng)性得到整個(gè)園環(huán)的主應(yīng)力跡線(xiàn)。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求： 1 、繪出對(duì)經(jīng)受壓園環(huán) 0°、10°、20°、 30°、 45°、 60°、70°、80°等傾線(xiàn)圖，并標(biāo)明等傾線(xiàn)度數(shù)。 2 、繪制對(duì)徑受壓園環(huán)主應(yīng)力跡線(xiàn)。 3 、討論下列問(wèn)題： （ 1 ）等傾線(xiàn)的特點(diǎn)有哪些？ （ 2 ）等傾線(xiàn)隨載荷大小的改變，是否有變化？描繪等傾線(xiàn)時(shí)載荷應(yīng)如何選取？ （ 3 ）如何修正與園環(huán)邊界相交的等傾線(xiàn)的交點(diǎn)？ 五、實(shí)驗(yàn)

24、時(shí)間 3 小時(shí) 六、參考書(shū)及參考附圖： （ 1 ）對(duì)徑受壓園環(huán)其不同參數(shù)等傾線(xiàn)圖，見(jiàn)書(shū)中 93 頁(yè)圖 3.4 ，120 頁(yè)圖 3.23 ，主應(yīng)力跡線(xiàn)見(jiàn)書(shū)中120頁(yè)圖 3.23 。 （ 2 ）如何提高繪制主應(yīng)力跡線(xiàn)的精度可參看 M.M.Frocht 光測(cè)彈性力學(xué) 冊(cè)§ 6.11- § 6.15 。 光測(cè)實(shí)驗(yàn)四 常溫材料條紋值的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 、掌握測(cè)定常溫材料條紋值的基本方法。 2 、掌握利用 Tardy 補(bǔ)償法測(cè)取小數(shù)條紋級(jí)次的方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器和模型： 1 、 409- 光彈儀或瑞士?jī)x。 2 、小拉伸試件及園盤(pán)（或純彎曲梁等）。 三、實(shí)驗(yàn)步驟： 測(cè)常溫

25、材料條紋值測(cè)條紋值的園盤(pán)應(yīng)從與試件同一板材上取下，逐級(jí)加載，使園盤(pán)中心條紋級(jí)次為 4 級(jí)左右，加載后 15 分鐘，用 Tardy 補(bǔ)償法測(cè)取園盤(pán)中心的條紋值，每次讀數(shù)至少 3 次取平均值。 記錄：園盤(pán)直徑 D ： ；厚度 d ： ；材料： ；光源： ；室溫： ；載荷： 公斤。 加載后 15 分鐘 3-5 次讀數(shù)平均值 n= 條。 由下面公式計(jì)算： 光測(cè)實(shí)驗(yàn)五 環(huán)氧樹(shù)脂光彈性平板模型及其棒料的澆鑄和平面模型的加工（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?    1 、了解環(huán)氧樹(shù)脂板材制造的程序和工藝。     2 、了解平面光彈模型

26、加工的特點(diǎn)和方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具：     準(zhǔn)備澆鑄板材 3 塊。棒料兩個(gè)     1 、烘箱兩臺(tái)；     2 、通風(fēng)廚、攪攔機(jī)、小臺(tái)稱(chēng)、天平、 2000W 電爐一個(gè)，鋁盆一個(gè)。     3 、容器：搪瓷桶、玻璃燒杯等。漏斗、 150 目過(guò)濾銅網(wǎng)兩個(gè)。     4 、模具：尺寸為 300 × 300 ，厚 5 -7mm 的玻璃 8 塊（兩塊備用），玻璃隔條 9 條，中間插有鋁絲芯

27、的橡皮管三條，壓板與玻璃間墊的薄膠皮 12 條，夾緊用的鋼壓板和螺桿、螺母 6 套。澆棒試管或鐵桶、紙桶兩個(gè)。     5 、工具：卡尺、鋼尺、搬手、改錐、玻璃棒等。     6 、防護(hù)用具：膠皮手套、防毒面具、風(fēng)鏡等。     7 、鉆床、銑床、鉗工工具、小拉伸試件靠模。 三、原料及配比：     6101 環(huán)氧樹(shù)脂：順丁烯二酸酐：鄰二甲酸二丁脂 =100 ： 35 ： 5 （重量比）。 四、實(shí)驗(yàn)步聚：   

28、60; 板材澆鑄：     1 、清洗模板：用汽油和洗衣粉將玻璃平板及隔條清洗干凈，最后用酒精和丙酮擦凈。     2 、涂脫膜劑：     （ 1 ）聚苯乙烯 - 甲苯溶液：     配比：甲苯：聚苯乙烯： 100 ： 5-8 （重量比） 將此脫膜劑放在比玻璃平板稍大的扁平容器中，在通風(fēng)廚內(nèi)進(jìn)行操作。首先，帶好防毒面具，將玻璃平板放入脫膜劑中浸泡后慢慢提出，豎立于室溫下風(fēng)干。第一遍風(fēng)干后再涂第二遍，橡膠管一遍即可。第二遍浸泡

29、時(shí)間要適當(dāng)短，免得使第一遍膜溶解。風(fēng)干時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)，如一天以上要觀(guān)察其表面是否干裂，若有于裂要清洗后，重涂脫膜劑。 （ 2 ）用硅單體脫膜劑：     一甲基二氯硅烷，二甲基二氯硅烷： 200 熔劑汽油 =1 ： 2 ： 25 （按重量）。 涂一遍后在 150 下烘 1 小時(shí)，降溫至 90 時(shí)，用綢布擦亮。共涂二遍或三遍。     3 、拼膜：按書(shū)上第 132 頁(yè)圖 4.1 進(jìn)行拼膜。先將 U 型脫管按板材面積要求，在玻璃平板上一次輕輕放好，然后放好玻璃隔條再將另一模板輕輕合上，用螺釘固緊。在固緊螺母過(guò)程中，要四個(gè)

30、角均勻使力，并檢查平板間的距離是否相等，用力過(guò)程不均勻，很容易弄碎玻璃模板，因此要非常小心。     4 、澆鑄前的準(zhǔn)備：     （ 1 ）計(jì)算板材棒料模具的總?cè)莘e V ，將 V 厘米 3 × 1.3 克 / 厘米 3 后再打出 3-5% 補(bǔ)償損耗的余量，做為混合料的總重量。     （ 2 ）將模具放入烘箱中 55 充分予熱。同時(shí)準(zhǔn)備好一涂有脫膜劑的玻璃瓶，準(zhǔn)備盛放余料。     （ 3 ）按混合料的總重量分別計(jì)算好配料的

31、用量：         將環(huán)氧放入烘箱中，在 120 恒溫 1 小時(shí)，使易揮發(fā)物充分揮發(fā)后，用一銅網(wǎng)濾去雜質(zhì)同時(shí)稱(chēng)量出來(lái)，單獨(dú)放入容器， 80 恒溫。將固化劑稱(chēng)出，在瓶?jī)?nèi) 70 左右進(jìn)行水浴溶化。 （ 4 ）準(zhǔn)備好澆鑄用的設(shè)備、工具、防護(hù)用具。 5 、澆注工藝：     （ 1 ）攪拌在通風(fēng)廚內(nèi)進(jìn)行。將攪拌機(jī)葉片放置在盛環(huán)氧容器中適當(dāng)位置開(kāi)始攪拌時(shí)，先倒入增塑劑，攪拌 15 分鐘后，通過(guò) 150 目銅網(wǎng)將溶化了的固化劑倒入環(huán)氧中，同時(shí)注意瓶底，且不可使未溶化的沉淀物進(jìn)入環(huán)氧中，繼續(xù)攪拌 3050

32、 分鐘后，以使混合料充分均勻。（攪拌時(shí)間應(yīng)由混合料的多少和具體攪拌情況規(guī)定，以攪拌充分均勻而又盡量減少攪攔時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)）攪拌過(guò)程需隨時(shí)量測(cè)溫度，若高于 60 ，則要并閉電爐。攪拌后的混合液要在 55 下抽真空半小時(shí)，以排除氣泡。     （ 2 ）靜置：攪拌充分均勻的混合料，在 55 左右烘箱中恒溫靜放 30 分鐘，準(zhǔn)備澆鑄。     （ 3 ）在 55 的烘箱內(nèi)將靜放后的混合料通過(guò)膠管、漏斗，沿模腔側(cè)邊，緩慢流到模具底部，參看書(shū)上 142 頁(yè)圖 4.7 。注意不要使混合液流入太快，或忽快忽慢，以免帶入汽泡。并將多余

33、混合液倒入準(zhǔn)備好的瓶中。     （ 4 ）將澆好的模具表面及周?chē)謇砀蓛簦z查模具是否安放穩(wěn)妥。     （ 5 ）立即清洗所有容器。 6 、固化工藝：     澆好的環(huán)氧混合料采用一次固化方法，按書(shū)上 149 頁(yè)圖 4.9 曲線(xiàn)進(jìn)行固化。固化過(guò)程中應(yīng)注意是否有滲漏現(xiàn)象，若發(fā)生滲漏現(xiàn)象必須及時(shí)采取措施，否則容易引起火災(zāi)。 7 、拆模、去邊：     將一次固化的模具取出平放于工作臺(tái)上，將螺母逐次松開(kāi)，去掉角鋼壓板，小心地用改錐或其他

34、合適工具，從一角輕輕撬開(kāi)玻璃平板，取出板材。將環(huán)氧板材表面用丙酮清去脫膜劑，用手鋸將四周鋸去 5 -6 毫米 ，并在邊角處編號(hào)，以便查對(duì)。 8 、退火：     將板料自由放在涂有硅油或變壓器油的玻璃平板上，放入烘箱中，按書(shū)上 145 頁(yè)圖 4.10 所示溫度曲線(xiàn)進(jìn)行退火處理。退火后，可在光彈儀上檢查，有無(wú)云霧和初應(yīng)力。最后將板材用紙包起平放在玻璃板上。 9 、注意事項(xiàng)：     （ 1 ）由于澆鑄中所遇到藥品大部為毒品，操作時(shí)必須有防護(hù)措施。     （ 2 ）環(huán)氧樹(shù)脂等均

35、為易燃品，在烘箱加熱處理時(shí)，必須注意防火措施。烘箱下部一定要有底盤(pán)，防止環(huán)氧滴漏入電爐絲，遇明火燃燒。     （ 3 ）混合液粘度很快變大，且固化在容器上，使容器受損，并極易污染工作環(huán)境，因此澆注中必須及時(shí)清洗容器和灑漏的環(huán)氧，保證地面及容器的清潔。清洗容器最好先予熱，然后用廢報(bào)紙擦一遍后，用酒清再清洗至干凈。     （ 4 ）目前使用固化劑熔點(diǎn)與所標(biāo)明的不盡相同，因此 80 時(shí)沉淀還很多，在用量計(jì)算后還要打出余量。 在板材一次固化和退火的值班過(guò)程中，此時(shí)可讓學(xué)生自己動(dòng)手，練習(xí)平面模型的加工。 平面模型的加工：

36、     1 、板材選擇：選擇厚度均勻、云霧少的部位下料。     2 、劃線(xiàn)、下料：按試件尺寸劃線(xiàn)、下料，鋸口應(yīng)在線(xiàn)外 3-5 毫米做為加工余量。     3 、用銑床或銼刀加工至留有余量 1mm 時(shí)，用小什錦銼加工至邊線(xiàn)外沿，再用各號(hào)細(xì)金相砂紙打磨成型。為減小時(shí)效影響，最后一步可在試驗(yàn)前完成。     4 、注意事項(xiàng)：     （ 1 ）環(huán)氧材料質(zhì)地較脆，易于崩裂。因此加工過(guò)程中，不可急燥。為

37、減小加工應(yīng)力，鋸條溫度不可太熱。     （ 2 ）鉆孔時(shí)，模型下要墊廢環(huán)氧板材，要多次提升鉆頭，及時(shí)清理掉屑末，防止發(fā)熱。     （ 3 ）用靠模的試件，必須注意在加工中不可損壞了模具。     （ 4 ）不可急于成型，最后使材料尺寸局部短缺，而使模型報(bào)廢。     5 、最后用卡尺檢驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽?，做出記錄，并用光彈儀檢查加工應(yīng)力情況。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)要求： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告名稱(chēng)同實(shí)驗(yàn)一 具體內(nèi)容： 1 、簡(jiǎn)述環(huán)氧板材樹(shù)脂板材的制造程序和工藝。

38、2 、討論下列問(wèn)題： （ 1 ）觀(guān)察板材質(zhì)量，討論出現(xiàn)問(wèn)題原因，及澆鑄中應(yīng)該注意的問(wèn)題。 （ 2 ）通過(guò)簡(jiǎn)單模型加工，討論環(huán)氧模型加工的特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。光測(cè)實(shí)驗(yàn)六 應(yīng)力集中系數(shù)的測(cè)定（4小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?    1 、熟練掌握等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)的描繪。     2 、掌握平面模型邊界應(yīng)力的測(cè)定方法，并繪制應(yīng)力分布曲線(xiàn)。     3 、掌握拉伸板孔邊應(yīng)力集中系數(shù)的測(cè)定方法。     4 、學(xué)會(huì)用庫(kù)克補(bǔ)償法確定自由邊界應(yīng)力的符號(hào)。 二、實(shí)驗(yàn)

39、儀器和模型：     1 、 409-光彈儀。     2 、帶孔拉伸試件，尺寸如圖所示： 三、實(shí)驗(yàn)步聚：     1 、量測(cè)試件尺寸，并記錄之。開(kāi)啟汞光光源。調(diào)園偏振光暗場(chǎng)和加力架的平衡。拉伸試件采用銷(xiāo)釘加載。加初載調(diào)節(jié)試件及銷(xiāo)釘，使等色線(xiàn)圖案對(duì)稱(chēng)，為真正軸向拉伸載荷。     2 、逐級(jí)加載，仔細(xì)觀(guān)察軸向拉伸區(qū)、孔邊應(yīng)力集中區(qū)、外邊界上等差線(xiàn)級(jí)數(shù)及整個(gè)圖案的變化規(guī)律師，特別注意孔邊上奇點(diǎn)的位置，直至孔邊應(yīng)力集中區(qū)出現(xiàn) 5 級(jí)左右條紋

40、。記下實(shí)驗(yàn)溫度及載荷的數(shù)值。     3 、加載后，待 20 分鐘后開(kāi)始測(cè)數(shù)。     4 、改用平面偏振光暗場(chǎng)，用白光光源，描繪等傾線(xiàn)，特別注意孔邊等傾線(xiàn)的分布情況。     5 、參考下列表格進(jìn)行計(jì)算：實(shí)驗(yàn)溫度： ，光源： ，材料： ，載荷： 公斤     本實(shí)驗(yàn)，因時(shí)間關(guān)系，試件所使用的材料的條紋值，由同一材料上制的園盤(pán)事先測(cè)好，作為已知數(shù)給出來(lái)。     6 、用釘壓法確定邊界應(yīng)力符號(hào)，并

41、用庫(kù)克補(bǔ)償法進(jìn)行校對(duì)。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：     實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)同實(shí)驗(yàn)一。     具體內(nèi)容：     1 、繪出實(shí)驗(yàn)試件的尺寸，注明材料、載荷大小及加載方式。     2 、繪出板中心至上、下相當(dāng)于 2 倍板寬范圍內(nèi)的等傾線(xiàn)圖與等差線(xiàn)圖，并繪出主應(yīng)力跡線(xiàn)圖。     3 、按要求表格計(jì)算各測(cè)點(diǎn)模型應(yīng)力值，并繪制孔邊、外邊界的應(yīng)力分布曲線(xiàn)。（注意應(yīng)力量正負(fù)）。   

42、60;4 、計(jì)算拉伸板孔邊應(yīng)力集中系數(shù)      5 、討論下列問(wèn)題：     （ 1 ）釘壓法判斷邊界應(yīng)力符號(hào)的原理是什么？     （ 2 ）庫(kù)克補(bǔ)償條紋的原理是什么？怎樣判斷邊界應(yīng)力的正負(fù)號(hào)？ 五、實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 4 小時(shí)。 光測(cè)實(shí)驗(yàn)七 平面剪應(yīng)力差法（6小時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?    1 、掌握用平面剪應(yīng)力差法計(jì)算平面模型任一截面的應(yīng)力量。     2 、進(jìn)一步掌握描繪及修正等差線(xiàn)、等傾線(xiàn)的方法及主應(yīng)力跡線(xiàn)的繪制方法。     3 、掌握靜力校核的方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及模型：     1 、 409-光彈儀。     2 、