东南大学力学实验中心 工程力学实验指导书 工程力学实验序 20世纪以来 工业技术高度发展，特别是航空航天工业的崛起：计算机的出现以及迅速地更新换 代：各种新型材料不断问世并应用于广泛的工业部门：实验设备日趋完善、实验技术水平不断提高。所 有这些进展，使得力学实验所涉及的领域更加宽阔、知识更加丰富多采。特别是面向21世纪这样的信 息时代，工程力学实验的改革面临新的问题、新的机遇。归纳起来有以下几个方面： 1.必须突破以钢铁等金属材料主体的工程力学实验课程内容体系，引入新材料实验 20世纪50年代以来，一些具有良好性能的结构材料，例如复合材料、高分子材料、结构陶瓷、耐 热合金等，不断从军事工业与高科技领域扩展到许多工业部门。这些材料的使用大大减轻了结构重量， 而结构的强度和寿命却几倍以至十几倍增长。据估计，到2000年，汽车制造业所采用的非金属材料将 占到总重量的70%以上。这些材料的力学性能如何，由这些材料制浩的零件和部件应当按怎样的准则进 行设计，这是工程力学实验不能回避的问题。 2.必须突破与时间无关的线弹性问题，引入与时间有关的线性和非线性粘弹性同题。 经典工程力学实验主要讨论钢铁一类材料在常温、静载作用下弹性范围的应力变形问题，因而其 应力应变保持线性关系且与时间无关。但是，对于高分子材料、结构陶瓷以及高温条件下工作的耐热合 金等，户1的应力-应变关系都与时间有关，当然有些是线性的，有些是非线性的 3.必须突破以静力实验为主教学模式，增加与动态测试技术有关的新实验。 以往的工程力学实验大都是在静荷载条件下完成的，缺乏动态测试的内容，而在工程的实际运用 中，动态测试技术己经成为主要的手段。因此在静荷载条件下传统工程力学实验的基础上，改造和更新 实验内容，是工程力学实验课程重要组成部分。 4.必须突破单纯的实验为主教学模式，紧密结合国家和国际的最新测试标准。 以往的工程力学实验基本上是按照旧的围家标准进行的，随若我国加入WTO,与国际标准接轨 我国标准的制定和修改的时间将大大缩短。如果仍然按照旧的国家标准进行实验，显然已不能符合时代 的发展需要。积极了解国家标准和国际标准的发展动态，根据新的国家标准和国际标准改进实验方法已 是当务之急。 5,必须利用信息技术的高速发展的最新成果，充分利用信息技术，充分利用计算机在测试中超强 的数据分析能力。 根据课程的特点，是采用人工读取实验数据，人工分析实验数据。目前随者信息技术的高速发展， 计算机自动采集数据，自动分析数据己成为工程检测的主流：在课程中引进新的实验设备Instron和新 的测试仪器-虚拟仪器Labview,加强学生运用计算机采集和分析数据的能力 6.必须突破传统的电测实验，利用光学测试技术的手段，引进现代光学测试技术实验。 新材料和新结构的发展，需要更好的测试技术，现代光测技术已经成为新材料测试技术的手段， 引进光测技术实验，将扩展学生的视野，极大提高他们学习的积极性。 工程力学实验的主要内容是以材料力学的实验内容为主，以理论力学和光测力学的内容为辅。材料 的力学性能实验以进口的电 子拉伸试验机为主， 结合国家标准和国际标准的要求进 ,电测实验在验证 理论公式的静态测试基础上，增加了多项动态电测实验内容。动态测试方面将以虚拟仪器设备为主，虚 拟仪器设备也将应用在材料的力学性能实验和动态电测实验中。 1东南大学力学实验中心 工程力学实验指导书 １ 工程力学实验序 20 世纪以来，工业技术高度发展，特别是航空航天工业的崛起；计算机的出现以及迅速地更新换 代；各种新型材料不断问世并应用于广泛的工业部门；实验设备日趋完善、实验技术水平不断提高。所 有这些进展，使得力学实验所涉及的领域更加宽阔、知识更加丰富多采。特别是面向 21 世纪这样的信 息时代，工程力学实验的改革面临新的问题、新的机遇。归纳起来有以下几个方面： 1.必须突破以钢铁等金属材料主体的工程力学实验课程内容体系，引入新材料实验。 20 世纪 50 年代以来，一些具有良好性能的结构材料，例如复合材料、高分子材料、结构陶瓷、耐 热合金等，不断从军事工业与高科技领域扩展到许多工业部门。这些材料的使用大大减轻了结构重量， 而结构的强度和寿命却几倍以至十几倍增长。据估计，到 2000 年，汽车制造业所采用的非金属材料将 占到总重量的 70%以上。这些材料的力学性能如何，由这些材料制造的零件和部件应当按怎样的准则进 行设计，这是工程力学实验不能回避的问题。 2.必须突破与时间无关的线弹性问题，引入与时间有关的线性和非线性粘弹性问题。 经典工程力学实验主要讨论钢铁一类材料在常温、静载作用下弹性范围的应力变形问题，因而其 应力应变保持线性关系且与时间无关。但是，对于高分子材料、结构陶瓷以及高温条件下工作的耐热合 金等，它们的应力-应变关系都与时间有关，当然有些是线性的，有些是非线性的。 3.必须突破以静力实验为主教学模式，增加与动态测试技术有关的新实验。 以往的工程力学实验大都是在静荷载条件下完成的，缺乏动态测试的内容，而在工程的实际运用 中，动态测试技术已经成为主要的手段。因此在静荷载条件下传统工程力学实验的基础上，改造和更新 实验内容，是工程力学实验课程重要组成部分。 4.必须突破单纯的实验为主教学模式，紧密结合国家和国际的最新测试标准。 以往的工程力学实验基本上是按照旧的国家标准进行的，随着我国加入 WTO，与国际标准接轨， 我国标准的制定和修改的时间将大大缩短。如果仍然按照旧的国家标准进行实验，显然已不能符合时代 的发展需要。积极了解国家标准和国际标准的发展动态，根据新的国家标准和国际标准改进实验方法已 是当务之急。 5. 必须利用信息技术的高速发展的最新成果，充分利用信息技术，充分利用计算机在测试中超强 的数据分析能力。 根据课程的特点，是采用人工读取实验数据，人工分析实验数据。目前随着信息技术的高速发展， 计算机自动采集数据，自动分析数据已成为工程检测的主流；在课程中引进新的实验设备 Instron 和新 的测试仪器-虚拟仪器 Labview，加强学生运用计算机采集和分析数据的能力。 6. 必须突破传统的电测实验，利用光学测试技术的手段，引进现代光学测试技术实验。 新材料和新结构的发展，需要更好的测试技术，现代光测技术已经成为新材料测试技术的手段， 引进光测技术实验，将扩展学生的视野，极大提高他们学习的积极性。 工程力学实验的主要内容是以材料力学的实验内容为主，以理论力学和光测力学的内容为辅。材料 的力学性能实验以进口的电子拉伸试验机为主，结合国家标准和国际标准的要求进行。电测实验在验证 理论公式的静态测试基础上，增加了多项动态电测实验内容。动态测试方面将以虚拟仪器设备为主，虚 拟仪器设备也将应用在材料的力学性能实验和动态电测实验中