第一章 绪言.1 1.1 实验在材料力学课程中的地位.1 1.2 材料力学实验的基本内容.1 1.3 实验须知.1 1.4 实验报告的一般要求.2 第二章 力学性能测试.2 第一节 拉伸试验.2 2.1 .1 概述.2 2.1 .2 试验目的.3 2.1 .3 试验设备.3 2.1 .4 试样.5 2.1 .5 试验原理.5 2.1 .6 试验步骤.6 2.1.7 实验结果的处理.9 2.1.8 金属材料拉伸断口分析.13 2.1.9 思考题.13 第 2 节 材料的条件屈服极限σ0. 2 的测定.14 2.2 .1 概述.14 2.2.2 实验目的.14 2.2.3 试验原理.14 2.2.4 思考题.15 第 3 节 压缩试验.15 2.3.1 概述.15 2.3.2 试验目的.15 2.3.3 试验设备.15 2.3.4 试验原理.16 2.3.5 试验步骤.17 2.3.6 思考题.21 第 4 节 剪切试验.22 2.4.1 概述.22 2.4.2 试验目的.22 2. 4. 3 试验设备及试祥.2 2 2.4.4 试验原理.22 2.4.5 试验步骤.23 2.4.6 思考题.24 第 5 节 扭转试验.24 2.5.1 概述.24 2.5.2 实验目的.25 2.5.3 试验设备.25 2.5.4 试件.25 2.5.5 试验原理.25 2.5.6 试验步骤.27 2.5.7 试验结果分析.28 2.5.8 思考题.29 第三章 电测应力分析.29 第 1 节 电测法的基本原理.29 3.1.1 电阻应变片.29 3.1.2 电阻应变仪.30 3.1.3 温度补偿.31 第 2 节 DH3818 静态电阻应变仪.32 3.2.1 概述.32 3.2.2 工作原理.32 第 3 节 等强度梁静态应变测量.33 3.3.1 实验目的.33 3.3.2 试验设备.33 3.3.3 试验步骤.33 第 4 节 梁弯曲正应力实验.39 3.4.1 概述.39 3.4.2 矩形截面直梁弯曲正应力实验.39 第 5 节 设计性试验(弯扭组合的主应力的测定).41 3.5.1 试验目的.41 3.5.2 试验设备.41 3.5.3 试验原理.42 3.5.4 分析及讨论.43

为进一步揭示深部岩体受到开挖爆破等动力作用时的破坏机理，利用基于SHPB装置的动静组合加载试验系统，首次对中高应变率下矽卡岩在高静应力和频繁动力扰动共同作用时的变形特性、能量规律、破坏模式等进行了研究.随着冲击次数的增加，岩石的弹性模量先增大后减小，而每次冲击时的最大应变整体表现出先减小后增大的趋势，最后一次冲击时弹性模量骤降，最大应变突增，岩石试样发生破坏.单位体积岩石能耗为负值，说明在冲击动载的作用下岩石试样表现出释放能量的特性，这是由于高静应力作用产生的弹性应变能受动力冲击作用诱导而释放；随着冲击次数的增加，单位体积岩石释放的能量先增大后减小.结构致密、强度较高的矽卡岩试样随冲击次数的增加表现出劈裂破坏模式

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行大变形等温压缩试验,研究Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢的高温热变形行为和显微组织,分析材料流变应力与变形温度和应变速率的关系,建立热变形过程的本构方程和热加工图.该材料的流变应力随着温度的升高而下降,随应变速率的增加而增加;用双曲正弦函数式可描述其在热变形过程中的流变应力,热变形活化能为487.21k J·mol-1;热加工图显示的适宜加工区间为温度1000-1100℃,应变速率0.1-1 s-1.在热模拟试验基础上进行该钢种锻造工艺的有限元模拟,并结合热加工图分析初锻温度和加工道次对于锻件温度和应变速率的影响,得出适宜的模锻工艺参数为初锻温度1000-1100℃,锻造道次15次

第六章弯曲应力 6-1纯弯曲时梁的正应力 6-2正应力公式的推广强度条件 6-3矩形截面梁的切应力 6-4常见截面梁的最大切应力 6-6弯曲切应力的强度校核 6-6变截面梁等强度梁组合梁的计算 6-7提高梁强度的主要措施

以某矿综放工作面开采过程为背景，利用微震监测技术进行现场监测，并借助有限差分FLAC3D进行数值分析，研究在采动应力场不断变化过程中底板岩体微震破裂事件的时空演化规律，揭示煤层采动条件下潜在导水通道的孕育、发展和贯通过程.微震监测结果表明：微震事件数一定程度上反映了开采扰动对底板岩体破坏程度的影响；采煤期间，回采工作面附近微震事件呈现密集分布，底板岩体采动破坏严重，底板破裂深度达15 m.数值分析表明：由于煤层采动导致采场周围应力重分布，工作面前方应力增高，采空区下方应力降低，底板岩体随工作面回采经历了应力集中、释放并最终破坏；底板塑性破坏区深度达14 m

根据系统的工程地质调查,在对井下-430~-568m范围内岩样进行力学实验研究的基础上,采用RMR岩体分类方法和高地应力条件下适应性较好的Q系统,对深部围岩进行了工程分类,并分析了RMR、RQD与岩爆的关系.认为程潮铁矿深部(-500m以下)岩体发生岩爆的可能性较大.通过对矿区地应力分布规律的研究,探讨了矿区高应力环境对岩爆孕育的影响.最后,通过对矿区采场三维有限元数值模拟,分析了深部开采矿岩能量分布规律,据此推断该矿岩爆临界深度在-500m水平.从模拟结果可以看出:地应力环境受上部开采活动的影响,-500m水平应力明显增加,高于-533m水平;-533m水平以下,随着垂直深度增加,矿岩能量最大值逐渐增大

为从力学本质上揭示SI-FLAT非接触式板形仪的检测原理,基于薄板流固耦合振动理论,建立了薄板振幅与残余应力关系的数学模型.在非协调Föppl-von Kármán方程组的平衡方程中引入惯性项与流体压强项,利用气动载荷在时间上的周期性将流体速度函数、流体压强函数、薄板挠度函数和薄板应力势函数的时间变量分离出来,得到描述SI-FLAT板形仪稳定工作状态的偏微分方程组.进一步利用分离变量法求解该方程组,最终建立起薄板振幅与残余应力的数学关系.同时结合实测残余应力数据,利用Siemens提出的振幅-残余应力模型反算得到实际薄板振幅分布,并将其与流固耦合振动模型计算的振幅进行对比,验证了提出的数学模型的可靠性.进一步利用流固耦合振动模型分析了气泵进风口流体速度、检测距离和激振频率对振幅的影响,为SI-FLAT板形仪科学合理的利用提供了理论依据

针对传统土-水特征曲线测试仪无法实现荷载作用的不足，研制吸力控制式三轴试验装置，开展不同应力状态作用下土-水特征曲线试验，讨论应力状态对孔隙特征的作用.结果表明，固结压力和基质吸力均能使土体产生不可逆的收缩变形.固结压力越大，土颗粒就越紧密，孔隙比越小，孔隙尺寸和数量越小，渗透性越差，表现出较好的持水能力，空气难以进入土体，土体排水困难，导致进气值增大和减湿率减小.土-水特征曲线与孔隙结构特征的关系紧密，与应力状态无直接关系.固结压力对土-水特征曲线的影响是通过改变孔隙结构特征来体现的.孔隙结构特征相近时，应力状态对其土-水特征曲线不会产生影响

随着矿产资源开采深度的不断增大，地应力、地温和孔隙水压随之显著增大，岩石的非线性力学行为更加凸显。针对高渗透压和不对称围压作用下深竖井围岩损伤破裂问题，构建了流固损伤耦合效应力学分析模型，分析了流固耦合条件下深竖井开挖围岩有效应力，探讨了孔隙水压及地应力场对围岩损伤破裂演化的作用机制。研究结果表明：孔隙水压及孔隙水压梯度越大围岩损伤破裂区面积越大，围岩损伤破裂区面积随围岩渗透率的减小逐渐增大并趋于稳定；地应力场对围岩破裂形态具有重要控制作用，最大水平主应力与最小水平主应力差异较小时，围岩损伤破裂区集中在最小水平主应力方向，以剪切损伤为主，最大水平主应力与最小水平主应力差异较大时，在最大水平主应力方向上会产生拉伸损伤破裂区。值得关注的是，由于孔隙水压的存在，最大有效水平主应力与最小有效水平主应力之间的比值增大，即围岩发生拉伸破坏的风险增大。本文研究表明，竖井选址和设计过程中应避开构造应力大、孔隙水压大的区域，从而保障井筒施工安全

通过热膨胀仪和Gleeble3500热模拟试验机检测X70钢的膨胀系数、高温屈服强度和弹性模量,采用Marc有限元软件计算了热轧带钢在层流冷却中卷取温度分别为500、550和600℃时的温度场、相变体积分数、残余应力随时间的变化.结果表明:层流冷却过程中,在水冷前期带钢边部的应力超过了该温度下钢板的屈服强度,带钢板形会向着边浪发展;水冷结束时,边部应力值再次超过屈服强度并发生了塑性变形,带钢板形会向着中浪发展.在保证X70管线钢性能的条件下,降低卷取温度有利于钢板贝氏体相变的完成和层流冷却阶段残余应力的降低