普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·高等院校力學教材:實驗力學
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》全面、系統(tǒng)地闡述了實驗力學的各種方法的基本原理、實驗技術(shù)和應用。全書分為應變電測與傳感器技術(shù)和超聲波檢測新技術(shù)、光學測試技術(shù)兩篇。第1篇包含應變電測和傳感器技術(shù)基本原理、應變計、傳感器、測試儀器、靜、動態(tài)應力應變測量技術(shù)、特殊條件下的應力測量技術(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篇包括光學基礎知識、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)字圖像相關方法及其應用等內(nèi)容!秾嶒灹W》可供高等院校工程力學、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,亦可供有關專業(yè)教師和科研人員參考。
實驗力學是人類認識自然現(xiàn)象和為解決工程問題的需要而發(fā)展起來的。幾十年來實驗力學學科發(fā)展迅速,在國民經(jīng)濟建設和國防建設中發(fā)揮了重要作用,解決了許多技術(shù)難題。
實驗力學的發(fā)展動力來源于力學理論發(fā)展和工程應用的實際需要。在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天,實驗力學學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行為、微/納米器件的力學行為、新型功能材料的力學行為和深空探測技術(shù)等。
經(jīng)典的實驗力學包括應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)地介紹實驗力學的各種測試方法的基本原理和實驗技術(shù),并列舉各種應用。
本書內(nèi)容分兩篇,第1篇為應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、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,書中難免存在不當甚至錯誤之處,敬請廣大讀者批評指正。
編 者2010年5月
戴福隆(1932.5-)1953年7月畢業(yè)于南京工學院土木工程系。畢業(yè)后在清華大學任教,1984年晉升教授,1985為博士生導師。曾出訪并任美國弗吉尼亞工學院、美國韋恩州立大學、新加坡南洋理工大學等院?妥淌。主要從事激光技術(shù)和近代光學為主要技術(shù)手段的現(xiàn)代光測力學研究。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)以及在細微觀力學、材料科學和微電子封裝等領域取得重要研究進展。相關研究成果獲得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年國家教委科技進步二等獎,1997年國防科工委科技進步二等獎,以及1979年全國科學大會獎。發(fā)表論文200余篇,論著7種。
先后擔任中國力學學會第二、三、五、六屆理事會理事,實驗力學專業(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《力學學報》第四、五、六屆編委會常務編委,《實驗力學》學報副主編、主編。
沈觀林 (1935.1 0-)1953—1957年清華大學土木系工業(yè)與民用建筑專業(yè)學習,1957-1959年清華大學工程力學研究班學習,畢業(yè)后在工程力學系任教,清華大學教授。長期從事固體力學、實驗力學和復合材料力學教學和科研,曾獲國家教委科技進步二等獎(1993),參編的《實驗應力分析》和《振動量測與應變電測基礎》分別獲清華大學優(yōu)秀教材二等獎;編著《復合材料力學》(1996),新主編《復合材料力學》教材(2006),參編《應變電測與傳感技術(shù)》專著(1991)和《應變電測與傳感器》教材(1999)等;曾獲清華大學教學成果二等獎(復合材料力學課程)(1996),清華大學實驗技術(shù)成果二等獎、三等獎多項(1994—1996);負責起草《電阻應變計》國家標準(GB/T13992—1992)主編標準培訓班講義;歷任全國應變計及其應用技術(shù)專業(yè)委員會副主任委員,現(xiàn)任應力測試專業(yè)委員會委員:1986年以來先后在專業(yè)核心刊物、重要刊物及各種學術(shù)會議上發(fā)表學術(shù)論文六十余篇。
謝惠民(1965.4-)分別于1986,1989,在北京理工大學獲得固體力學專業(yè)學士和碩士學位,于1993年3月在清華大學獲固體力學專業(yè)博士學位,在博士畢業(yè)后留校任教,一直從事實驗力學的教學和科研工作,F(xiàn)任清華大學教授、博士生導師、固體力學研、究所副所長,教育部應用力學重點實驗室副主任: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;中國力學學會理事;中國力學學會實驗力學專業(yè)委員會主任委員。近期一直從事實驗力學測試方法和技術(shù)及其應用研究。近期主要研究與開發(fā)近代實驗力學方法,作為項目負責人和學術(shù)骨干承擔國家自然基金和部級項目10余項。相關研究成果已發(fā)表于國內(nèi)外重要學術(shù)刊物,共計90余篇。先后獲得了多項學術(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優(yōu)秀人才支持計劃,2006年獲得國家杰出青年科學基金。
第1篇 應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 實驗力學應變電測技術(shù)發(fā)展概況
1.2 應變電測與傳感器技術(shù)的特點
1.3 應變電測與傳感器技術(shù)的各種應用
第2章電阻應變計
2.1 電阻應變計的基本構(gòu)造和工作原理
2.2 電阻應變計的各項工作特性
2.3 電阻應變計的種類
2.4 電阻應變計選擇和粘貼使用方法
2.5 其他應變計簡介
第3章 應變測量儀器
3.1 引言
3.2 電橋測量電路
3.3 應變計各種接橋方法
3.4 應變測量儀器的種類
3.5 電阻應變儀的基本工作原理
3.6 電阻應變儀的技術(shù)指標及其檢定
3.7 數(shù)字應變測量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
第4章 靜、動態(tài)應力應變測量技術(shù)
4.1 靜態(tài)應力應變測量技術(shù)
4.2 動態(tài)應力應變測量技術(shù)
4.3 數(shù)字信號處理
第5章 特殊條件下的應力測量技術(shù)
5.1 高低溫條件下的應力測量技術(shù)
5.2 高壓液下的應力測量技術(shù)
5.3 運動構(gòu)件應力測量技術(shù)
5.4 殘余應力測量
5.5 應變電測方法在其他領域中的應用技術(shù)
第6章 傳感器
6.1 傳感器的一般特性
6.2 應變計式傳感器的基本原理與設計
6.3 各種應變計式傳感器的構(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)計的基礎知識
7.4 測量儀器的誤差、準確度和不確定度
7.5 標準不確定度的評定
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)的應用實例
第1篇參考文獻
第2篇 光學測試技術(shù)
第9章 光學基礎知識
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用
10.5 邊界應力的確定及內(nèi)部應力的計算
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變的測定
13.3 條紋級數(shù)的確定及確定應變的正負
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 應變場
14.5 三維位移導數(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)字圖像相關方法
16.1 引言
16.2 數(shù)字圖像相關的基本原理
16.3 相關函數(shù)的幾種數(shù)學形式
16.4 提高數(shù)字圖像相關法中計算速度的方法
16.5 數(shù)字圖像相關中的亞像素位移測量算法
16.6 全場應變場測量方法
16.7 應用實例
第2篇參考文獻
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個單個應變計,1162個應變花,使用應變測量儀器約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力應變,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變計測量彎矩、剪力和扭矩。在地面上用加載校準試驗,建立作用載荷與應變的關系,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)導彈端頭結(jié)構(gòu)模擬熱應力試驗
我國某型號導彈采用碳一碳復合材料作端頭,為研究端頭在快速飛行中引起的熱應力,在實驗基地對試件端頭在模擬瞬態(tài)高溫加熱下進行測量。采用自制高溫電阻應變計,粘貼在導彈端頭上若干部位,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)高溫下測量記錄應變計讀數(shù)得出隨溫度衍化的熱應力。