普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·高等院校力學(xué)教材:實驗力學(xué)
定 價:49.8 元
- 作者:沈觀林 ,謝惠民 著 戴福隆 ,等 編
- 出版時間:2010/7/1
- ISBN:9787302225706
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O348
- 頁碼:490
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《實驗力學(xué)》全面、系統(tǒng)地闡述了實驗力學(xué)的各種方法的基本原理、實驗技術(shù)和應(yīng)用。全書分為應(yīng)變電測與傳感器技術(shù)和超聲波檢測新技術(shù)、光學(xué)測試技術(shù)兩篇。第1篇包含應(yīng)變電測和傳感器技術(shù)基本原理、應(yīng)變計、傳感器、測試儀器、靜、動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量技術(shù)、特殊條件下的應(yīng)力測量技術(shù)和測量數(shù)據(jù)處理方法、超聲波檢測新技術(shù)等內(nèi)容。第2篇包括光學(xué)基礎(chǔ)知識、光彈性的基本原理和方法、全息干涉法、全息光彈性法、云紋法、云紋干涉法、散斑干涉法和數(shù)字圖像相關(guān)方法及其應(yīng)用等內(nèi)容。《實驗力學(xué)》可供高等院校工程力學(xué)、航空航天、機械、土建等專業(yè)本科生和研究生作為教材和參考書,亦可供有關(guān)專業(yè)教師和科研人員參考。
實驗力學(xué)是人類認(rèn)識自然現(xiàn)象和為解決工程問題的需要而發(fā)展起來的。幾十年來實驗力學(xué)學(xué)科發(fā)展迅速,在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮了重要作用,解決了許多技術(shù)難題。
實驗力學(xué)的發(fā)展動力來源于力學(xué)理論發(fā)展和工程應(yīng)用的實際需要。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,實驗力學(xué)學(xué)科面臨著前所未有的挑戰(zhàn),如天空飛行器的可靠性評價、高速列車的安全、微重力下的測試技術(shù)、生物活體組織的力學(xué)行為、微/納米器件的力學(xué)行為、新型功能材料的力學(xué)行為和深空探測技術(shù)等。
經(jīng)典的實驗力學(xué)包括應(yīng)變電測方法和各種光測方法,如光彈性法、貼片光彈法、全息光彈法、全息干涉法、云紋法、云紋干涉法、散斑干涉法等。近年來計算機和圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速,出現(xiàn)了電子散斑法和數(shù)字散斑相關(guān)法,數(shù)據(jù)的自動化采集和處理提高了實驗效率和精度。
本書結(jié)合作者多年教學(xué)經(jīng)驗和近年來國內(nèi)外發(fā)展的最新研究成果,全面、系統(tǒng)地介紹實驗力學(xué)的各種測試方法的基本原理和實驗技術(shù),并列舉各種應(yīng)用。
本書內(nèi)容分兩篇,第1篇為應(yīng)變電測與傳感器技術(shù)和超聲波檢測新技術(shù),共8章。第1~7章由沈觀林編寫,第8章由何存富、焦敬品編寫。第2篇為光學(xué)測試技術(shù),包括第9章~16章。第9章由劉戰(zhàn)偉、劉先龍、藺書田編寫,第10章由戴福隆編寫,第11章由戴福隆、謝惠民編寫,第12章由戴福隆、劉戰(zhàn)偉編寫,第13章由謝惠民、方萃長編寫,第14章由戴福隆、謝惠民編寫,第15章由何小元編寫,第16章由潘兵編寫。全書由戴福隆、沈觀林、謝惠民統(tǒng)稿。 在本書編寫過程中,亞敏、唐敏錦參加一部分編稿和制圖工作,特此致謝。
本書可供高等院校工程力學(xué)、航空航天、機械、土建等專業(yè)本科生和研究生作為教材和參考書,亦可供有關(guān)專業(yè)教師和科研人員參考。
由于編者經(jīng)驗和水平有限,書中難免存在不當(dāng)甚至錯誤之處,敬請廣大讀者批評指正。
編 者2010年5月
戴福。1932.5-)1953年7月畢業(yè)于南京工學(xué)院土木工程系。畢業(yè)后在清華大學(xué)任教,1984年晉升教授,1985為博士生導(dǎo)師。曾出訪并任美國弗吉尼亞工學(xué)院、美國韋恩州立大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)等院?妥淌。主要從事激光技術(shù)和近代光學(xué)為主要技術(shù)手段的現(xiàn)代光測力學(xué)研究。在全息光彈法的測量方法和技術(shù)、云紋干涉法的實驗理論、方法、實驗技術(shù)以及在細(xì)微觀力學(xué)、材料科學(xué)和微電子封裝等領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果獲得1982和1997年國家發(fā)明三等獎,1989年國家發(fā)明四等獎,l988、l995和1997年國家教委科技進(jìn)步二等獎,1997年國防科工委科技進(jìn)步二等獎,以及1979年全國科學(xué)大會獎。發(fā)表論文200余篇,論著7種。
先后擔(dān)任中國力學(xué)學(xué)會第二、三、五、六屆理事會理事,實驗力學(xué)專業(yè)委員會第一、二、三屆副主任委員和第四、五屆主任委員,中國《力學(xué)學(xué)報》第四、五、六屆編委會常務(wù)編委,《實驗力學(xué)》學(xué)報副主編、主編。
沈觀林 (1935.1 0-)1953—1957年清華大學(xué)土木系工業(yè)與民用建筑專業(yè)學(xué)習(xí),1957-1959年清華大學(xué)工程力學(xué)研究班學(xué)習(xí),畢業(yè)后在工程力學(xué)系任教,清華大學(xué)教授。長期從事固體力學(xué)、實驗力學(xué)和復(fù)合材料力學(xué)教學(xué)和科研,曾獲國家教委科技進(jìn)步二等獎(1993),參編的《實驗應(yīng)力分析》和《振動量測與應(yīng)變電測基礎(chǔ)》分別獲清華大學(xué)優(yōu)秀教材二等獎;編著《復(fù)合材料力學(xué)》(1996),新主編《復(fù)合材料力學(xué)》教材(2006),參編《應(yīng)變電測與傳感技術(shù)》專著(1991)和《應(yīng)變電測與傳感器》教材(1999)等;曾獲清華大學(xué)教學(xué)成果二等獎(復(fù)合材料力學(xué)課程)(1996),清華大學(xué)實驗技術(shù)成果二等獎、三等獎多項(1994—1996);負(fù)責(zé)起草《電阻應(yīng)變計》國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13992—1992)主編標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)班講義;歷任全國應(yīng)變計及其應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會副主任委員,現(xiàn)任應(yīng)力測試專業(yè)委員會委員:1986年以來先后在專業(yè)核心刊物、重要刊物及各種學(xué)術(shù)會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文六十余篇。
謝惠民(1965.4-)分別于1986,1989,在北京理工大學(xué)獲得固體力學(xué)專業(yè)學(xué)士和碩士學(xué)位,于1993年3月在清華大學(xué)獲固體力學(xué)專業(yè)博士學(xué)位,在博士畢業(yè)后留校任教,一直從事實驗力學(xué)的教學(xué)和科研工作,F(xiàn)任清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、固體力學(xué)研、究所副所長,教育部應(yīng)用力學(xué)重點實驗室副主任:Optics and Lasers in Engineering副主編(中國區(qū)):Strain編委;The Journal of Strain Anal ysjs for Eng. Design編委;中國力學(xué)學(xué)會理事;中國力學(xué)學(xué)會實驗力學(xué)專業(yè)委員會主任委員。近期一直從事實驗力學(xué)測試方法和技術(shù)及其應(yīng)用研究。近期主要研究與開發(fā)近代實驗力學(xué)方法,作為項目負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)骨干承擔(dān)國家自然基金和部級項目10余項。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物,共計90余篇。先后獲得了多項學(xué)術(shù)獎勵,包括:國家發(fā)明三等獎(1997,排名第二)、教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(2007,排名第二)。2005年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃,2006年獲得國家杰出青年科學(xué)基金。
第1篇 應(yīng)變電測與傳感器技術(shù)和超聲波檢測新技術(shù)
第1章 概論
1.1 實驗力學(xué)應(yīng)變電測技術(shù)發(fā)展概況
1.2 應(yīng)變電測與傳感器技術(shù)的特點
1.3 應(yīng)變電測與傳感器技術(shù)的各種應(yīng)用
第2章電阻應(yīng)變計
2.1 電阻應(yīng)變計的基本構(gòu)造和工作原理
2.2 電阻應(yīng)變計的各項工作特性
2.3 電阻應(yīng)變計的種類
2.4 電阻應(yīng)變計選擇和粘貼使用方法
2.5 其他應(yīng)變計簡介
第3章 應(yīng)變測量儀器
3.1 引言
3.2 電橋測量電路
3.3 應(yīng)變計各種接橋方法
3.4 應(yīng)變測量儀器的種類
3.5 電阻應(yīng)變儀的基本工作原理
3.6 電阻應(yīng)變儀的技術(shù)指標(biāo)及其檢定
3.7 數(shù)字應(yīng)變測量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
第4章 靜、動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量技術(shù)
4.1 靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量技術(shù)
4.2 動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量技術(shù)
4.3 數(shù)字信號處理
第5章 特殊條件下的應(yīng)力測量技術(shù)
5.1 高低溫條件下的應(yīng)力測量技術(shù)
5.2 高壓液下的應(yīng)力測量技術(shù)
5.3 運動構(gòu)件應(yīng)力測量技術(shù)
5.4 殘余應(yīng)力測量
5.5 應(yīng)變電測方法在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)
第6章 傳感器
6.1 傳感器的一般特性
6.2 應(yīng)變計式傳感器的基本原理與設(shè)計
6.3 各種應(yīng)變計式傳感器的構(gòu)造和特性
6.4 壓阻式傳感器
6.5 壓電式傳感器
6.6 電容式傳感器
6.7 電感式傳感器
第7章 測量數(shù)據(jù)處理與表示
7.1 概述
7.2 基本概念
7.3 概率統(tǒng)計的基礎(chǔ)知識
7.4 測量儀器的誤差、準(zhǔn)確度和不確定度
7.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
7.6 異常值
7.7 系統(tǒng)誤差
7.8 最小二乘法
附錄
第8章 超聲波檢測新技術(shù)
8.1 概述
8.2 超聲波
8.3 超聲波的傳播
8.4 超聲導(dǎo)波檢測新技術(shù)
8.5 超聲波換能器
8.6 超聲波檢測新技術(shù)的應(yīng)用實例
第1篇參考文獻(xiàn)
第2篇 光學(xué)測試技術(shù)
第9章 光學(xué)基礎(chǔ)知識
9.1 光波
9.2 光波的疊加
9.3 光波的干涉
9.4 光波產(chǎn)生干涉的條件
9.5 楊氏干涉實驗
9.6 光的衍射惠更斯一菲涅耳原理基爾霍夫衍射公式
9.7 菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射
9.8 狹縫衍射
9.9 光的空間頻率
9.1 0傅里葉變換及其性質(zhì)
9.1 1透鏡的傅里葉變換特性
9.1 2空間濾波器及其應(yīng)用
9.1 3光的偏振
9.1 4激光
第10章 光彈性的基本原理和方法
10.1 平面問題的光力定律及基本測量裝置
10.2 等色線的特性分析
10.3 等傾線的特性分析
10.4 圓偏振光干涉裝置及其應(yīng)用
10.5 邊界應(yīng)力的確定及內(nèi)部應(yīng)力的計算
10.6 一般光彈儀中的若干問題
10.7 三向光彈性的一般方法
10.8 散光法
10.9 光彈性貼片法
第11章全息干涉法
11.1 全息照相
11.2 兩次曝光法測定位移
11.3 位移場的定量分析
11.4 激光和相干性
第12章全息光彈性
12.1 單次曝光測等差線
12.2 兩次曝光測定等和線
12.3 等和線及等差線的分離
12.4 圖像全息光彈性
第13章云紋法
13.1 云紋法的基本原理
13.2 二維位移場位移及應(yīng)變的測定
13.3 條紋級數(shù)的確定及確定應(yīng)變的正負(fù)
13.4 提高云紋法測量精度的幾種方法
13.5 影子云紋法
13.6 反射云紋法
13.7 高分辨率顯微鏡掃描云紋法
第14章云紋干涉法
14.1 衍射光柵
14.2 面內(nèi)位移場
14.3 三維位移場
14.4 應(yīng)變場
14.5 三維位移導(dǎo)數(shù)場
14.6 彎曲板的曲率場
14.7 高溫云紋干涉技術(shù)
第15章散斑干涉法
15.1 散斑的形成
15.2 散斑的記錄
15.3 雙曝光散斑圖的分析
15.4 散斑照相法的應(yīng)用
15.5 散斑照相法測量的范圍
15.6 雙光束散斑干涉法
15.7 錯位散斑干涉法
15.8 電子散斑干涉術(shù)
15.9 數(shù)字散斑干涉術(shù)
15.10 電子散斑測量變形的幾種典型的光路布置
15.11 電子散斑形貌測量術(shù)
15.12 電子散斑振動測量術(shù)
15.13 使用光纖的電子散斑干涉光路
15.14 電子散斑干涉中的相移技術(shù)
第16章 數(shù)字圖像相關(guān)方法
16.1 引言
16.2 數(shù)字圖像相關(guān)的基本原理
16.3 相關(guān)函數(shù)的幾種數(shù)學(xué)形式
16.4 提高數(shù)字圖像相關(guān)法中計算速度的方法
16.5 數(shù)字圖像相關(guān)中的亞像素位移測量算法
16.6 全場應(yīng)變場測量方法
16.7 應(yīng)用實例
第2篇參考文獻(xiàn)
1.3.1 航空航天工程1)美國波音公司Boeing767飛機靜力結(jié)構(gòu)試驗美國波音公司Boeing767飛機靜力結(jié)構(gòu)試驗采用了2204個單個應(yīng)變計,1162個應(yīng)變花,使用應(yīng)變測量儀器約4100個通道,在飛機結(jié)構(gòu)上采用120個液壓加載器。試驗中測量飛機結(jié)構(gòu)在靜載下很多部位的應(yīng)力應(yīng)變,使用費用約4100萬美元。
2)我國某型號飛機飛行載荷測量
飛機在飛行中結(jié)構(gòu)承受各種載荷,除了飛機重力、慣性力外,還有發(fā)動機推力和空氣動力。試驗人員采用應(yīng)變電測方法測量了某型號飛機尾翼在飛行中的載荷。在垂直尾翼主梁等處布置各應(yīng)變計測量彎矩、剪力和扭矩。在地面上用加載校準(zhǔn)試驗,建立作用載荷與應(yīng)變的關(guān)系,在垂直和水平尾翼上分別有18個和15個加載點。飛行試驗,飛行了35個架次,試飛周期為2~3年,測量了各種機動飛行時的飛行參數(shù)和垂直、水平尾翼的機動載荷。
3)導(dǎo)彈端頭結(jié)構(gòu)模擬熱應(yīng)力試驗
我國某型號導(dǎo)彈采用碳一碳復(fù)合材料作端頭,為研究端頭在快速飛行中引起的熱應(yīng)力,在實驗基地對試件端頭在模擬瞬態(tài)高溫加熱下進(jìn)行測量。采用自制高溫電阻應(yīng)變計,粘貼在導(dǎo)彈端頭上若干部位,經(jīng)加熱固化后接成橋路經(jīng)動態(tài)應(yīng)變儀、A/D轉(zhuǎn)換器、微機、打印機、繪圖儀,在快速加熱端頭瞬態(tài)高溫下測量記錄應(yīng)變計讀數(shù)得出隨溫度衍化的熱應(yīng)力。