英文名称：Experimental stress analysis

课程编码：MECH4430

学时：32      学分：2

适用对象：工程力学专业

先修课程：材料力学，弹性力学，电工学基础

使用教材及参考书：

《实验应力分析》，张如一、陆耀桢主编，机械工业出版社，1980

《应变电测与传感器》，张如一、沈观林主编，清华大学出版社，2002

一、课程性质、目的和任务

实验力学不仅能够为力学领域的理论分析研究工作提供有效的验证手段，同时还可以从中揭示出新的力学现象与规律，推动理论研究工作不断深入和发展，因此二者密不可分，实验力学是力学研究领域一个重要组成部分，具有不可替代的作用。《电测技术》是《实验力学》课程中的主要内容之一，也是工程力学专业学生的一门主要专业技术基础课程。《电测技术》课程的目的和任务是使学生全面系统地掌握目前实验力学中应用最为广泛的电阻应变测量技术的基本理论技术和方法，熟悉电阻应变测量的有关实验技术，培养独立解决工程实际应变测量问题的能力

二、教学基本要求

1．充分认识到《实验力学》在力学研究工作中的重要性以及与理论分析研究之间的相互依存关系，通过工程实例了解电阻应变测量技术的作用、应用范围及在实验力学中的重要地位，介绍电测技术的现状及技术发展趋向。

2．使学生全面了解电阻应变测量的基本原理、测试方法和技术特点，了解电阻应变片的基本构造、工作原理及主要工作特性，熟悉应变片的种类和各自特点，掌握应变片的粘贴和防护技术。

3．掌握应变测量电桥的基本原理，温度补偿的方法，能够根据不同的测量任务熟练设计应变片布片方式及电桥接法。

4．全面了解电阻应变仪的种类、基本工作原理及主要技术指标，熟练掌握电阻应变仪的使用方法，能够正确的完成电阻应变仪的校准。

5．了解光线示波器用于动态应变测量记录的基本工作原理、工作特性，能够根据测量任务要求正确选择光线示波器的类型，熟练掌握光线示波器的使用方法。

6．系统掌握静态应变测量的基本步骤及应变应力换算方法，了解应变栅长、粘贴方向、横向效应、导线电阻以及环境温度湿度等因素对测量结果的影响，正确进行误差分析。

7．系统掌握动态应变测量的基本步骤，了解动态应变信号种类，能够正确完成动态应变波形的记录与分析。

三、教学内容及要求

第一章  绪论

第一节  实验应力分析的任务与概况

第二节  电阻应变测量技术

要求：了解《实验力学》在力学研究工作中的重要性以及与理论分析研究两者之间的相互依存关系，电阻应变测量技术的作用、应用范围及在实验力学中的重要地位。

第二章  电阻应变片

第一节  应变片的结构及工作原理

第二节  应变片的灵敏系数

第三节  应变片的横向效应系数及其影响

第四节  应变片的工作特性

第五节  应变片的类型

第六节  应变片的粘贴与防护

要求：全面了解电阻应变测量的基本原理、测试方法和技术特点，了解电阻应变片的基本构造、工作原理及主要工作特性，熟悉应变片的种类和各自特点，掌握应变片的粘贴和防护技术。

第三章  应变片的测量电路

第一节  直流电桥的工作原理

第二节  温度效应的补偿

第三节  应变片的布片方式及桥路接法

第四节  电位计式电路测量原理

要求：掌握应变测量电桥的基本原理，温度补偿的方法，能够根据不同的测量任务熟练设计应变片布片方式及电桥接法。

第四章  电阻应变仪

第一节  电阻应变仪的种类及基本工作原理

第二节  电阻应变仪的工作特性

第三节  电阻应变仪的校准

第四节  数字式应变仪

要求：全面了解电阻应变仪的种类、基本工作原理及主要技术指标，熟练掌握电阻应变仪的使用方法，能够正确的完成电阻应变仪的校准。

第五章  光线示波器

第一节  光线示波器的基本工作原理

第二节  光线示波器工作特性及正确选用

要求：了解光线示波器用于动态应变测量记录的基本工作原理、工作特性，能够根据测量任务要求正确选择光线示波器的类型，熟练掌握光线示波器的使用方法。

第六章  静态应变测量

第一节  静态测量的一般步骤

第二节  应变花的应变应力换算

第三节  应变片栅长选择

第四节  横向效应的修正

第五节  应变片粘贴方向的影响

第六节  测量导线电阻的影响

第七节  环境温度和湿度的影响

第八节  静态应变测量的误差分析

要求：系统掌握静态应变测量的基本步骤及应变应力换算方法，了解应变栅长、粘贴方向、横向效应、导线电阻以及环境温度湿度等因素对测量结果的影响，正确进行误差分析。

第七章  动态应变测量

第一节  动态应变种类及其频谱

第二节  动态应变测量的仪器系统

第三节  动态应变波形图及数据分析

要求：系统掌握动态应变测量的基本步骤，了解动态应变信号种类，能够正确完成动态应变波形的记录与分析。

四、实践环节  

电阻应变片的粘贴技术，2学时

电阻应变片灵敏系数的测定，2学时

电阻应变片横向效应系数的测定，2学时

电阻应变片在电桥中的接法，2学时

电阻应变花和静态多点应变测量，2学时

动态应变测量，2学时

 要求：通过教学实验，使学生能够熟悉应变片的粘贴技术，掌握一种应变片灵敏系数及横向效应系数的测定方法，根据不同测量目的合理地安排接桥方式，掌握应变花测量技术及应力应变换算方法，正确地进行动态应变的测量与记录。

五、学时分配

大纲制定者：谢石林  执笔 

            大纲审定者：张改慧

             大纲批准者：陈振茂

             大纲校对者：黄上恒