固体力学实验课程学习报告
力学课设实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解力学基本理论在工程中的应用。
2. 掌握力学实验的基本方法和技能。
3. 通过实验,验证力学理论,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验内容及步骤1. 实验一:单质点运动规律实验(1)目的:验证牛顿运动定律,研究单质点在受力情况下的运动规律。
(2)步骤:① 安装实验装置,包括滑块、滑轨、小车、计时器等;② 设置实验参数,如小车质量、滑轨倾斜角度等;③ 启动计时器,释放小车,记录小车运动时间和位移;④ 重复实验,取平均值;⑤ 分析实验数据,绘制速度-时间图和位移-时间图。
2. 实验二:刚体转动实验(1)目的:验证刚体转动定律,研究刚体在受力情况下的转动规律。
(2)步骤:① 安装实验装置,包括刚体、支架、测力计、转轴等;② 设置实验参数,如刚体质量、转轴半径等;③ 启动测力计,记录刚体受力情况;④ 旋转刚体,记录转动角度和时间;⑤ 分析实验数据,绘制力矩-角度图和力矩-时间图。
3. 实验三:材料力学拉伸实验(1)目的:研究材料在拉伸载荷作用下的力学性能,验证胡克定律。
(2)步骤:① 准备实验材料,如低碳钢、铸铁等;② 安装实验装置,包括拉伸试验机、引伸计等;③ 设置实验参数,如拉伸速度、试验温度等;④ 启动拉伸试验机,记录材料受力情况;⑤ 测量材料拉伸过程中的伸长量和应力;⑥ 分析实验数据,绘制应力-应变图。
4. 实验四:材料力学压缩实验(1)目的:研究材料在压缩载荷作用下的力学性能,验证压缩时的力学关系。
(2)步骤:① 准备实验材料,如砖、石等;② 安装实验装置,包括压缩试验机、压力传感器等;③ 设置实验参数,如压缩速度、试验温度等;④ 启动压缩试验机,记录材料受力情况;⑤ 测量材料压缩过程中的应变和应力;⑥ 分析实验数据,绘制应力-应变图。
三、实验结果与分析1. 实验一:通过实验验证了牛顿运动定律,得出速度-时间图和位移-时间图,符合理论预期。
2. 实验二:通过实验验证了刚体转动定律,得出力矩-角度图和力矩-时间图,符合理论预期。
固体物体密度实验报告 -回复

固体物体密度实验报告 -回复尊敬的实验室主任:一、实验目的1. 掌握固体物体密度的测量方法;2. 理解密度的定义以及与压力、弹性模量之间的关系;3. 认识物体的密度和其它物理量之间的关系。
二、实验设备和材料1. 电子天平;2. 夹具;3. 钢块、铜块、铝块等实验材料。
三、实验原理1. 密度的定义和测量方法:密度是物质单位体积质量的大小,一般表示为p=m/v(其中p是密度,m是物体的质量,v是物体的体积)。
测定密度的一种常用方法是直接测量物体的质量和体积,然后求出密度。
因为质量和体积都是标量,所以密度也是标量。
假设物体的质量为m,测出物体的体积为V,那么其密度可以表示为:p=m/V2. 密度与压力和弹性模量的关系:密度与压力和弹性模量之间有一定的关系。
根据弹性模量的定义:E=F/A*(ΔL/L)E为弹性模量,F为力,A为力的作用面积,ΔL/L为相对伸长量。
如果将铁打成不同厚度的薄片后放在地面上,压力会随着薄片厚度的减小而增大,因此其弹性模量也会随之增大。
这表明,压力与弹性模量和密度之间存在一定的关系。
3. 密度与物资学和热学的关系:密度还与物资学和热学有一定的关系。
在物理学中,密度体现了物质的紧密程度,越密集的物体密度越大;在热学中,密度决定了物体在空气中的浮力大小,这种浮力通常被称为浮力。
四、实验步骤1. 准备实验材料,选择要测量的实验材料;2. 使用电子天平,将待测材料放上天平;3. 测量物体的质量,记录下数据;4. 测量物体的体积,记录下数据;5. 根据以上数据计算出物体的密度,并记录下来;6. 将实验材料拆卸下来,进行下一轮的实验。
五、实验结果及分析在本次实验中,我们选择了铜块、钢块和铝块进行测试。
测量过程中,我们依次按照上述步骤进行,记录下了每个材料的质量、体积和密度。
最终,我们得到的结果如下表所示:材料 | 体积(cm³)| 质量(g) | 密度(g/cm³)铜块 | 10.2 | 89.2 | 8.74钢块 | 9.8 | 70.5 | 7.19铝块 | 13.5 | 46.3 | 3.42如上表所示,测得的铜块密度为8.74 g/cm³,钢块密度为7.19 g/cm³,铝块密度为3.42 g/cm³。
固体物理学习心得

固体物理学习心得竭诚为您提供优质文档/双击可除固体物理学习心得篇一:学习固体物理后的感想学习固体物理的感受经过了十几周的学习,我们这门《固体物理学》也结束了最后的任务,虽然说这门课对于咱们专业的同学来说总体上难度很大,但是在您的指导下,同学们还是基本能够按时出勤,最重要的是达到了开设这门课的最初用意,能够为我们以后学习和了解更多物理学相关的知识打下良好的基础。
本课程是材料科学与工程专业的物理类基础课,包括晶格结构、晶格振动与热性质、固体电子理论、半导体、固体磁性质、绝缘体、介电体等部分。
这门课程系统介绍固体物理研究的基本理论与重要试验方法提示丰富多彩的固体形态(如金属、绝缘体、磁性材料等)形成的基本物理规律,给出研究这些固体的实验(如x光衍射、中子散射、磁散射等)设计的基本原理。
简单地说,固体物理学的基本问题有:固体是由什么原子组成?它们是怎样排列和结合的?这种结构是如何形成的?在特定的固体中,电子和原子取什么样的具体的运动形态?它的宏观性质和内部的微观运动形态有什么联系?各种固体有哪些可能的应用?探索设计和制备新的固体,研究其特性,开发其应用。
其实固体物理学是研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动,以及这种微观结构和内部运动同固体的宏观性质的关系的学科。
固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质,包括晶体和非晶态固体。
固体的内部结构和运动形式很复杂,这方面的研究是从晶体开始的,因为晶体的内部结构简单,而且具有明显的规律性,较易研究。
晶体或多或少都存在各种杂质和缺陷,它们对固体的物性,以及功能材料的技术性能都起重要的作用。
半导体的电学、发光学等性质依赖于其中的杂质和缺陷;大规模集成电路的工艺中控制和利用杂质及缺陷是极为重要的。
非晶态固体的物理性质同晶体有很大差别,这同它们的原子结构、电子态以及各种微观过程有密切联系。
从结构上来分,非晶态固体有两类。
一类是成分无序,在具有周期性的点阵位置上随机分布着不同的原子或者不同的磁矩;另一类是结构无序,表征长程序的周期性完全破坏,点阵失去意义。
固体的密度的实验报告

固体的密度的预习报告一、实验目的(1)学会物理天平的正确使用。
(2)用流体静力称衡法测定固体的密度。
(3)进一步熟悉游标卡尺的使用。
二、仪器用具物理天平、砝码、游标卡尺、温度计、铁筒、金属圆柱体、木块、细线等。
三、实验原理(1)形状规则的固体,我们可直接测量它的质量和体积来求密度,对于直径为d ,高度为h 的金属圆柱体的密度为ρ铜=m 1V 1=4m 1πd 2h (1)对于长为a ,宽为b ,高为c 的矩形木块的密度为ρ木=M 1V 2=M1abc (2) (2)对于形状不规则的固体,其体积无法用长度测量仪器来进行测量,但可以根据阿基米德原理,采用流体静力称衡法间接地测出体积,即用测量质量的方法来代替测定其体积,从而求出密度。
由于浸入液体中的物体受到液体静压力(即浮力)的作用,所以称为液体静力称衡法。
如果不计空气的浮力,一块无规则的铜块在空气中称衡时,天平的砝码值是m 1g ,在液体中称衡时,天平的砝码值是m 2g ,那么铜块所受浮力等于铜块排开液体的重量F =P 1−P 2=m 1g −m 2g =ρ0V 1g所以得V 1=m 1−m 2ρ0,从而间接地解决V 的测量问题,ρ0是液体的密度,故得ρ铜‘=m 1V 1=m 1m 1−m 2ρ0 (3)如果所用的液体是纯水,测其水温,可从图表中查出水的密度ρ0来。
对于无规则的木块,因其密度小于水的密度,可先称出木块在空气中的质量M 1,然后在木块下面挂一重物,并将重物浸没在水中,而木块在空气中,称出其质量M 2,最后将木块和重物一起全都沉入水中,称出其质量M 3,则木块在水中所受到的浮力为M 2g −M 3g =ρ0V 2g所以木块的密度为ρ木‘=M 1M 2−M 3ρ0 (4)只有当浸入液体后物体的性质不会发生变化的条件下,才能用液体静力称衡法来测定它的密度。
(3)误差分析1、空气浮力的修正公式(1)(2)(3)(4)中都没有考虑空气浮力的影响。
实验力学实验报告

.
K l / I 纵 △PRI t AR R/ 8 I f I/ 2h 33 测量 、千分表读 数f . 测 出数据千分表读数f ( £), ,。 ( 8),△R R / ,拉力 ( N)。由 ( 8) △RR曲线 可得K 的大小 。 一 /
中点受集 中力并用千分尺测粱中点位移 。应变片贴在上下表面 , 测出梁 上下表面的应变量。由 《 力学c 1 A’ 》 基础 推导K 的值 。 32 K 的推导 . 片 根据 《 力学c T A 基础 》, 纯弯梁应变与应变片电阻率测量装置如下 图所示。供货应变片粘贴在梁的纯弯区段内下表面 ,应变片纵 向与梁的 轴线方向重合 ,给定 载荷后通过绕度计测量纯弯梁在加力线上的位移f , 并由材料力学梁弯曲公式计算出应变片粘贴处梁的应 变: -l 1十 m) l i/(2 + 1 用电阻仪表在贴片前测 出应变片的阻值R ) ; 2 将应变片和温度补偿片接入应变仪桥路调零后 ,按给定载荷P 日 ) 力 载到位后测出应变仪的电压输/V; k l 3 将载荷卸去并使应变仪调零 ,随后对测量应变片 电阻并联一个 ) 可调电阻仪 ,而后调并联 电阻值 到R ,使对应应变 仪的输出电压仍为 n V 。此时应变片和外并 电阻 的总电阻为 :R n R R ); R /( + n 4 根据 1 、3 步得到的电阻数值可以求出电阻变化率为 : ) ) )
关键词 应变 片 ;静态应 变仪 ;动态 应变仪 ;电桥 ;拉伸机 中图分 类 号 G 4 文 献标 识码 A 6 文 章编 号 17—6 1(00 8— 11O 63 97一2 1) 2 04一 1 0
Hale Waihona Puke 1 标定 试验 11利用Y 2 0 3 应 变标定仪标定 动态应 变仪 . E 9 08 1 将Y 2 0 3 应变标定仪接人动态应变仪 中:接完后相应的接 口 ) E 90 B 通道指示灯变暗,选折合适的拱桥 电压和增益 。本文选取 :1 v K 0 和2 欧 姆 ,通道为3 通道 。 2 先将Y 20 3  ̄变标定仪拨到0 ) E 90 B 欧姆 ,然后将动态应 变仪选定通 道电压凋零 ,按TA T 按钮机器会 自动调零 ,若没有 完全 为零 ,可以 UO 用螺丝刀调节左边的微调nN 。 E 3 将Y 20 3 应变标定仪拨 ̄ 10 欧姆 ,调节动态应 变仪选定通 ) E 90 B U0 0 道电压 ,并使其成为整数 。 4 将Y 2 0 3 应变标定仪分别拨到80 0 、40 2 0 欧姆 . ) E 9 0B 0 、60 0 、 0 、0 记录每组的电压。 5 处理数据 、得到回归 曲线 ,由图可知应变与电压的关 系。 ) 12 模拟标定动态应变仪 . 本实验是用 固定电阻和可变 电阻接好电桥 ,模拟应变。因为应变片 的工作原理就是 ,在某变形点应变片会随之变形 ,从而 自身电阻改变 , 导致电桥不平衡 。如此标定动态应变仪时完全可以用可凋电阻代替应变 片。 将 可变电阻调到5 80 9 8欧姆 ,将动态应变仪调零后接人刚调好的可变 电阻 , 再将接入可变电阻后的电压调到整数 。 依 次调节 可变 电阻使 分别其 为7 8 0 4 8 欧姆 、9 8 0 9 8 欧姆 、 19 8 4 80
固态物理力学实验报告

一、实验目的1. 了解固态物理力学的基本概念和实验方法。
2. 通过实验测量固体的弹性模量、泊松比等物理参数。
3. 培养学生运用实验方法解决实际问题的能力。
二、实验原理固态物理力学是研究固体材料在受力作用下的力学性质和行为的学科。
本实验主要测量固体的弹性模量(E)和泊松比(ν)。
弹性模量(E)是描述材料在受到外力作用时,材料抵抗形变的能力。
其计算公式为:\[ E = \frac{F}{A \cdot \Delta L} \]其中,F为作用在材料上的力,A为材料截面积,ΔL为材料在受力方向上的长度变化。
泊松比(ν)是描述材料在受到拉伸或压缩时,横向变形与纵向变形的比值。
其计算公式为:\[ \nu = -\frac{\Delta L_{\text{横向}}}{\Delta L_{\text{纵向}}} \]三、实验材料与仪器1. 实验材料:钢棒、橡皮筋等。
2. 实验仪器:电子天平、千分尺、万能试验机、拉伸测试仪等。
四、实验步骤1. 将钢棒固定在万能试验机上,确保钢棒水平放置。
2. 使用电子天平测量钢棒的质量m,记录数据。
3. 使用千分尺测量钢棒的直径D,记录数据。
4. 使用万能试验机对钢棒进行拉伸测试,记录钢棒在拉伸过程中的应力-应变曲线。
5. 根据应力-应变曲线,计算钢棒的弹性模量E。
6. 根据拉伸测试结果,计算钢棒的泊松比ν。
五、实验结果与分析1. 钢棒的弹性模量E为:\[ E = 2.06 \times 10^5 \text{ Pa} \]2. 钢棒的泊松比ν为:\[ \nu = 0.30 \]通过实验结果可以看出,钢棒在受到拉伸力作用时,其弹性模量和泊松比符合理论计算值。
这表明实验方法正确,实验结果可靠。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了固态物理力学的基本概念和实验方法。
2. 学会了运用实验方法测量固体的弹性模量和泊松比等物理参数。
3. 培养了运用实验方法解决实际问题的能力。
七、注意事项1. 实验过程中,注意安全,防止实验器材损坏。
固体物理期末反思报告总结

固体物理期末反思报告总结一、引言在本学期的固体物理课程中,我通过学习和实践的方式,对固体物理学的基本概念、原理和应用有了更深入的了解。
通过课堂学习、实验操作和小组讨论,我进一步巩固了基础知识,并提高了实际运用的能力。
在本篇报告中,我将对这一学期的学习进行总结,并反思自己的不足之处,以期在今后的学习中能够更加全面和有效地提高自己。
二、学习收获在本学期的固体物理学习中,我收获了许多知识和技能。
首先,通过课堂学习,我对固体物理学的基本原理有了更深入的理解。
老师通过生动的讲解和实例分析,使我能够更好地理解固体的结构和性质,并了解到固体物理学在科学研究和工程应用中的重要性。
其次,实验操作也是我学习的重要环节。
通过实验,我亲自动手进行了一系列的固体物理实验,例如测量金属的热导率、弹簧的弹性系数等。
通过实验操作,我不仅能够更直观地了解实验原理和步骤,还能够培养自己的动手能力和实际问题解决能力。
此外,小组讨论也是我学习中不可或缺的一环。
在小组讨论中,我能够与同学们共同探讨和解决一些难题,互相帮助和启发。
通过与同学们的交流和对问题的深入思考,我不仅能够从他人的经验和观点中吸取新的知识和思路,还能够提高自己的表达和沟通能力。
三、不足反思尽管本学期我在固体物理学习中有所收获,但我也意识到了自己的不足之处。
首先,我在课堂听讲和记录方面还有待提高。
有时候,我会平时听讲不够仔细,导致课后复习时遗漏了一些重要的概念和公式。
另外,我在课堂笔记书写上也有些拖延,导致整理和回顾的时候效果不佳。
因此,我需要更加专注于课堂学习,培养良好的记录习惯。
其次,我在实验操作和数据处理方面也有一些不足。
在进行实验时,我有时候会因为一些小的失误而导致实验结果不准确,例如读数错误、操作不规范等。
而在数据处理方面,我有时候会因为对统计和计算方法不熟悉而无法正确地分析实验结果。
为了改善这些问题,我需要在实验前仔细阅读实验指导和方法,提高操作的规范性。
同时,我还需要加强对数据处理方法的学习和实践,提高自己的分析能力。
戴维南定理 实验报告

戴维南定理实验报告戴维南定理是数学领域中一个重要的定理。
该定理是固体力学领域中的一个基本定理,它描述了固体受力平衡的条件。
本篇文章,将通过实验报告的方式来介绍戴维南定理的相关知识。
实验器材:平衡木板、小球、激光笔、滑轮、卡尺、文章夹子、支架、水平仪等。
实验步骤:1.将平衡木板放在两个支架上,确保平衡。
2.在平衡木板上放置小球。
3.在小球下方向平衡木板上打一个竖直方向的伸缩卡尺,并让球恰好在卡尺末端上。
4.在平衡木板的一端挂上一个滑轮,并将激光笔固定在该滑轮处。
5.在激光笔的另一侧挂上一个文章夹子,同时将水平仪置于文章夹子上,使其指示水平。
6.将水平仪移动,调整激光笔的位置,使其照射到小球上,同时保证水平仪指示水平。
7.记录卡尺所示的长度,作为小球所受合力的大小。
8.更改滑轮位置,使之向平衡木板的另一侧移动,重复步骤5-7。
9.根据得到的数据和公式计算小球所受合力的大小和方向。
10.根据戴维南定理检验实验结果的准确性。
实验结果:在实验过程中,我们得到了不同位置下小球所受合力的大小。
通过计算,我们可以得出小球受到合力的方向和大小。
最后,使用戴维南定理检验了实验结果的准确性。
结论:通过实验,我们深刻理解了戴维南定理的实际应用。
在实验中,我们可以清楚地发现,只有小球所受的合力大小和方向满足一定条件时,平衡木板才能处于平衡状态。
这种知识在固体力学中有着广泛的应用。
此外,我们还注意到,在实验中要尽可能保证实验器材的精确度。
当实验器材或测量过程存在偏差时,可能导致实验结果不准确。
因此,科学家们一直在研究如何精确测量并研究物理现象,以达到更为准确的结论。
结尾:本实验报告介绍了戴维南定理的相关知识,并通过实验来检验这一理论的准确性。
通过这个实验,我们深入了解了固体力学中的基本概念和解决实际问题的方法,同时也更加重视实验精度的重要性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
固体力学实验课程学习报告
固体力学实验II 课程学习报告
院(系)名称:航空科学与工程学院专业名称:航空工程
学号:
学生姓名:
固体力学实验课程学习报告
一、云纹法
1 云纹法定义
Moiré源自法语, 意思是从中国传入的丝绸的“耀眼的光泽”或“波形图案”。
在实验力学中, 它指的是两个空间频率相差不大的振幅型光栅叠加在一起时所产生的明按交错的条纹图案。
通过分析云纹图案和条纹间距,可以测量物体的面内变形和应变以及三维形貌,这种方法称为云纹法。
如图所示,云纹实际上是两个光栅间的互相遮挡与透过现象,云纹中的亮条纹是由两个光栅的白线相交形成的(源于互不遮挡),云纹中的暗条纹是由两个光栅的白线与黑线相交形成的(源于互相遮挡)。
由于人眼的分辩率或低通滤波性,白条纹中的黑线干扰被忽略了。
2 云纹法注意要点
(1)直线栅云纹法测试的是由于试件变形和转动引起的面内位移,不包括刚体位移
(2)直线栅云纹法中试件的刚体位移不影响云纹的形状和密度,但垂直于栅线方向的刚体位移会造成云纹的移动。
用二维光栅可以同时测试X,Y两个方向的位移场(U场和V场)
(3)为了提高云纹的对比度,一般将试件栅和标准栅尽量靠近,而且光栅黑白线的宽度应尽量相等。
(4)形成云纹的两个光栅的空间频率相差不能很大(一般相差不到一倍)3 处理方法
传统上利用光学像机记录云纹图像,人工处理。
现在,可以利用数字相机,将云纹图像记录的同时进行数字化处理,并利用计算机和数字图像处理技术对云纹图像进行滤波、增强、提取中心线、拟合、求解位相、解包裹等一系列处理,大大降低了处理难度,加快了处理速度。
最终得到离散的位移场U(m,n)、V(m,n),m,n为像素位置
4 其他云纹法
(1)数字云纹法(虚拟云纹法)
采用虚拟的(数字化的)标准栅,根据云纹形成原理,与数字化的试件栅进行逻辑(乘)运算得到云纹。
从试件栅变形前后的两幅云纹图中,得到试件的变形情况。
(2)影像云纹法(Shadow moire)
利用栅线与其在某物体表面的投影相重叠所得到的云纹条纹称为影像云纹。
影像云纹法是一种能够测量被测表面的离面位移或三维形貌的方法。
试件栅是标准栅在物体表面的投影,其变形是由于物体表面起伏的轮廓。
影像云纹所代表的物理意义是等高线,高度的参考面是标准栅所在的平面,所以影像云纹可以测物体的三维形貌
物体加载前后的三维形貌差,即是物体由于载荷而产生的离面位移。
(3)投影条纹法(Fringe Projection)
投影条纹法利用平行条纹投影在平面与物体曲表面的两副图像,可以对物体的三维形貌进行测量。
条纹线相当于等高线。
二、云纹干涉法
1 相交平行光的干涉
满足干涉条件下,两相交平行光干涉形成等间距干涉条纹。
空间频率
2sin v
f
α
λ=
2 光栅衍射方程
sin sin
m m f
βαλ
=+
3 波前(wavefront)及波前干涉
平行光的波前为平面,如果衍射光栅没有畸变或均匀畸变,平行光的各级衍射光的波前为平面。
如果衍射光栅有非均匀畸变,平行光的各级衍射光的波前为曲面,并且可以看成多个不同衍射方向的平面波前的组合
4 对称入射光的±1级衍射光的干涉
两衍射光不产生干涉,记录不到条纹(Null 场)
5 云纹干涉法的测试一般步骤和技术要点
试件固定在加载架上(方位最好六维可调),精确对试件表面成像,尽量使用大光圈,试件加载前进行光路调节(标定),得到NULL场。
真正的NULL 场是优质光学系统的体现和消除系统误差的保障。
机械或热加载,记录条纹,切换U、V场
6 云纹干涉法的应用
在断裂力学中的应用-裂尖位移场/应变场的测量,塑性区的确定,断裂力学理论的验证
在电子器件热-机械可靠性评价方面的应用,焊球热变形及疲劳寿命的确定
塑料封装材料吸湿膨胀系数的测量
三、几何云纹法和云纹干涉法的异同
1 不同点
条纹形成机制不同:几何光学干涉与物理光学干涉
测试分辨率相差很大
2 相同点是:
测试分辨率都决定于光栅的空间频率
云纹干涉法的条纹成因可借助云纹法的条纹成因理解(交叉入射光的干涉条纹可视为参考栅,但注意其频率问题)
变形的正负都可用相同方法判断(转动参考栅)
条纹处理方法相同
实现相移方法相同(试件栅与参考栅之间的相对移动)
四、数字图像方法
数字图像相关法(Digital Image Correlation Method,简称DICM),又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,简称DSCM),是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。
数字图像相关(Digital Image Correlation,i.e. DIC)测量技术是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法,是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法。
它是现代先进光电技术、图像处理与识别技术与计算机技术相结合的产物,是现代光侧力学领域的又一新进展。
它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体,是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。
在实验固体力学领域中,对于不同载荷下,材料和结构表面的变形测量一直是一个较难的课题。
一般包括接触式和非接触式两种,对于一般使用的电阻应变片接触式测量方法,受其测量手段的限制,不能得到全场数据,且测量范围有限,不能得到物体整体上的变形规律。
而对于全场的非接触式光学测量方法,包括干涉测量技术(例如全息照相干涉法,散斑千涉法)和非干涉技术(例如网格法和数字图像相关测量法)。
由于干涉测量技术要求有相干光源,光路复杂,且测量结果易受外界震动的影响,多在具有隔振台的实验室中进行,应用范围受
到了极大的限制。
而非干涉测量技术是通过对比变形前后物体表面的灰度强度来决定表面变形量,对光源和测量环境要求较低。
数字图像相关测量技术可以直接采用自然光源或白光源,通过具有一定分辨率的CCD相机采集图像,并利用相关算法进行图像处理得到变形信息,可以说,DIC是一种基于数字图像处理和数值计算的光学测量方法。
由于该技术的直接处理对象是数字图像,而随着科学技术和数字化技术的不断发展与更新,数字图像的分辨率和清晰程度不断扩大,因此,数字图像处理技术的测量精度也在不断提升。
由于数字图像测量技术的上述优点,使得DIC技术被广泛接受,并被视为测量表面变形的一种有力而又灵活的工具
五、光学测量方法在复合材料疲劳微观损伤实时测试中的应用
试验表明,碳纤维增强树脂基复合材料的表面应变是不均匀的。
可以在复合材料疲劳试验件的表面喷涂散斑,在疲劳加载的过程中,捕捉Pmax和Pmin时的试件表面图像,利用数字图像技术(DIC),对两幅图像进行分析,进而可以获得试件表面的位移场和应变场。
研究认为,复合材料的疲劳破坏是在循环加载的过程中,材料的刚度不断降低导致的。
研究试件表面的应变场,可以推导出复合材料表面的刚度分布以及整个场内的平均刚度。
为复合材料疲劳损伤的理论提供支持。
并且有助于研究疲劳损伤起始与扩展的机理。