《 工程力学实验 》 （ 1 ）绪论

1. 《工程力学实验》（1）绪论 上海交通大学工程力学实验中心 余征跃 电话：54743053 移动：13341763417 邮箱：emec@sjtu.edu.cn 网站：http://emec.sjtu.edu.cn 主讲老师： 张卫刚 余征跃 沈勇 孙峰

2. 《工程力学实验》（1）绪论 • 1. 工程力学实验的任务 • 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工程力学实验的学习方法 • 4. 本课程的相关事宜 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

3. 《工程力学实验》（1）绪论 • 1. 工程力学实验的任务 • 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工程力学实验的学习方法 • 4. 本课程的相关事宜

4. 1. 工程力学实验的任务 • 实验是理论的基础，也是科学发展的基础。 • 英国科学家罗杰尔.培根曾指出：“没有实验，任何新的东西不能深知。” • 近代科学技术的发展无不与实验有着密切的联系。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

5. 1. 工程力学实验的任务 • 实验从观测开始 • 哥白尼 • 1543年，《天体运行说》，打破了统治1000多年的地心说，但主观认为行星轨道是圆的。 • 开普勒 • 积累了他和老师两代人的观察，经过9年时间，终于给出正确表述：一切行星绕太阳运动的轨道是椭圆的，太阳位于一个焦点上。收入在1619年《宇宙的和谐》一书中。 • 伽利略，实验科学之父 • 传说在比莎斜塔上做了自由落体实验，实际上是通过研究摆的运动和斜面上的运动，得到了惯性定律、落体定律和抛体运动定律。1638年，《两门新科学》 • 1594年，《论机械》，第一本力学书 • 1605年，把观察和实验作为科学研究的坚实基础。把逻辑推理和实验相结合这一科学方法论的创始人。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

6. 1. 工程力学实验的任务 • 牛顿 • 1687年，在总结前人成果的基础上，发现了质点运动规律，发表《自然哲学的数学原理》，建立了牛顿力学体系。 • 达芬奇，16世纪颇有影响力的力学家 • 研究了飞行原理，绘下了湍流涡旋图，进行过梁的实验，设计过升降机，绘出过人体解剖图。其科学思想，在科学史上也具有划时代的意义。 • 这段历史充分说明了理论形成的过程，更说明了实验观测在力学中的地位。 • 随着科学的发展，实验就远远不局限于对大自然的观测，而是有目的的导致一些现象的出现，然后去观测它，分析它，力求得出规律性的东西。这类实验有在现场的实地测量，有在实验室的模型实验和模拟实验。这些是当今实验研究的主要特征。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

7. 1. 工程力学实验的任务 • 作为一门独立设课的《工程力学实验》课程，是理论联系实际的实践性课程，是理论学习的深化和发展，也是培养学生分析问题和解决问题能力的一个重要途径。 • 工程力学研究的都是工程实践中的实际问题，它对生产实践起着重要的指导作用。在工程力学研究中的实验研究与理论分析相辅相成，具有同等重要的地位。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

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9. Recent (2001) failure of offshore oil platform near Brazil 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

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15. 1. 工程力学实验的任务 施工中的卢浦大桥 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

16. 1. 工程力学实验的任务 建成后的卢浦大桥 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

17. 1. 工程力学实验的任务 材料： 材料性能 疲劳强度 断裂性能 载荷情况： 载荷形式 静、动 载荷大小 运动状态： 位移、 速度、 加速度 变形： 应力、 应变 结构： 固有频率 阻尼、刚度 强度 环境： 动力、风、水 温度、磁场 材料 结构形式 支撑形式 安全性 可靠性 稳定性 船舶 建筑 飞行器 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

18. 1. 工程力学实验的任务 • 以卢浦大桥为例 • 它是一座全钢结构拱桥。为确保大桥的安全性、可靠性和稳定性，在大桥设计和建造时，就要对大桥所采用的各种金属材料做材料做力学性能试验，为满足大桥对构件的强度、刚度和稳定性要求，对不同构件要作实验应力分析，为检验大桥的防风抗震能力还要对整体结构或其模型做结构动、静力试验和风洞试验。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

19. 1. 工程力学实验的任务 • 材料力学性能的测定和分析 • 受力构件的实验应力分析 • 结构静、动力试验与分析 • 流体速度场和压强场的测量与分析 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

20. 《工程力学实验》（1）绪论 • 1. 工程力学实验的任务 • 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工程力学实验的学习方法 • 4. 本课程的相关事宜 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

21. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 由工程力学实验的任务知道，工程力学实验包括： • 理论力学实验 • 材料力学实验 • 流体力学实验 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

22. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 按照课时要求分为： • 《工程力学实验》（1） • 基本性实验，秋季开设 • 强调基本力学原理和概念的理解与掌握 • 通过基本实验训练，加强实验基本方法和基本技能的培养 • 流体力学实验，在流体力学课程内完成 • 《工程力学实验》（2） • 综合开放实验 • 强调工程应用背景、专题性强 • 加强分析问题和解决问题的综合性能力的培养 • 掌握科学研究的基础 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

23. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 本学期安排的实验内容 • 1. 单自由度系统自由振动，2学时 • 2. 单自由度系统强迫振动，2学时 • 3. 拉伸与压缩实验，2学时 • 4. 工字型梁弯曲，2学时 • 5. 质心与转动惯量测量，2学时 • 6. 扭转与G的测定，2学时 • 7. 弯扭组合应力，2学时 • 8. 弹性模量与偏心拉伸，2学时 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

24. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 1. 拉伸与压缩实验 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

25. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 2. 扭转与G的测定 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

26. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工字型梁弯曲 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

27. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 4. 单自由度系统自由振动实验 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn 2《工程力学实验》课程的内容和要求

28. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 5. 单自由度系统强迫振动实验 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn 2《工程力学实验》课程的内容和要求

29. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 6. 质心与转动惯量测量 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

30. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 7.弯扭组合应力 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

31. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 8.弹性模量与偏心拉伸 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

32. 2. 工程力学实验的内容和要求 • 工程力学实验的要求 • 学会基本力学量的测量 • 学会工程力学实验常用仪器设备的使用操作 • 掌握实验数据的处理方法 • 学会用实验检验工程力学理论 • 学会用力学理论对实验现象进行初步的分析 判断 • 学会用实验方法解决简单的工程实际问题，为科研和工程实践中的实验研究打下基础 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

33. 《工程力学实验》（1）绪论 • 1. 工程力学实验的任务 • 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工程力学实验的学习方法 • 4. 本课程的相关事宜 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

34. 3. 本课程的学习方法 工程力学实验是一门实践性课程，与理论教学不同，它的教学方式以实践训练为主。学生应在教师指导下，充分发挥主观能动性，加强自己独立实践能力的训练。为做好实验，应注意以下三个环节： • 1、实验前 • 认真做好预习，明确实验目的，了解实验原理，弄清实验内容和步骤，了解所用仪器设备的基本原理和使用方法，做好预习报告。 • 实验预习是实验前最基本的要求，预习报告计入实验成绩中，每次上课时需要给实验指导教师签字，实验预习报告内容如下：（1、实验目的，2、实验原理和实验方法，3、实验仪器设备基本了解，4、实验预习中的疑惑和问题） 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

35. 3. 本课程的学习方法 • 2、实验过程中 • 课堂操作是实验教学的中心环节。正式实验前，先要熟悉了解试验机器、仪器设备的基本原理，操作规程和注意事项。实验时严格按操作规程进行操作，认真观察实验现象，如实记录实验数据。如遇问题及时报告老师。实验结束，应检查数据是否齐全，并清理现场，将使用过的仪器设备恢复原状。 • 3、实验后 • 及时小结，认真完成实验报告，使感性认识上升到理性认识。实验报告应根据实验要求撰写，其内容一般应包括： 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

36. 3. 本课程的学习方法 • （1）实验名称 • （2）实验目的 • （3）实验原理：简要原理及计算公式、有关示意图 • （4）实验仪器：仪器名称、型号，必要时绘出仪器简图 • （5）实验简要步骤 • （6）实验记录及数据处理 • （7）实验结果的分析讨论（包括完成作业题） • 实验报告要求完整、简洁，字迹清楚，应独立完成，除试验曲线可用电脑绘制外，实验报告要求手写。 • 实验报告应在实验后一周内交实验教师。 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

37. 《工程力学实验》（1）绪论 • 1. 工程力学实验的任务 • 2. 工程力学实验的内容和要求 • 3. 工程力学实验的学习方法 • 4. 本课程的相关事宜 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

38. 4 本课程的相关事宜 • 本课程成绩评定方法 • 本课程教材 • 本课程教学进度安排 • 实验网上选课 《工程力学实验》（1）绪论 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

39. 本课程成绩评定方法 • 成绩评定 • 8个实验的平均成绩。 • 实验报告评分标准 • 1. 预习准备充分，资料齐全（20分） • 2. 实验认真守纪，积极主动（10分） • 3. 报告字迹端正，条理清晰（10分） • 4. 报告内容完整，数据正确（40分） • 5. 讨论深入细致，见解创新（20分） • 不参加实验者此实验为零分。实验成绩按五方面内容以分数给分，最终统计总成绩，并签名。对于实验中的错误，如公式、图表、曲线错误和不完整，都将会被扣分。 • 实验报告一周内递交 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

40. 期末考试内容 • 考试内容：（本学期不考试） • 基本原理和概念 • 实验方法 • 实验现象分析 • 实验结果分析 • 课程小结 • 16周交 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

41. 本课程教材 • 学校教材科： • 《工程力学实验教程》，上海交通大学出版社，2007年5月 • 包括了理论力学、材料力学和流体力学的相关实验指导书 • 实验中心网站：http://emec.sjtu.edu.cn • PDF文档，便于下载打印 • HTM文档，便于查阅 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

42. 分组情况 实验人数：195名 每班分A、B、C|、D四组 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

43. 时间安排 • 绪论课：第8周 • 实验课：第9周-第16周 • 课程小结：第16周 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

44. 时间安排 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn

45. 实验地点 • 电工力学楼 • 华联生活中心对面 工程力学实验中心 http：//emec.sjtu.edu.cn