工程力學實驗教程

序
前言
第1章 緒論
1.1 實驗與力學實驗的地位
1.2 工程力學實驗教學的任務
1.3 工程力學實驗教學的內容
1.4 工程力學實驗教學的方法
第2章 實驗數據的統計處理
2.1 概述
2.2 數據記錄與計算法則
2.3 誤差分析
2.4 隨機誤差的統計分析方法
2.5 數據表示方法
第3章 理論力學實驗
3.1 概述
3.2 ZME-1多功能試驗台簡介
3.3 演示實驗
3.4 摩擦因數測定
3.5 微型電機效率測定
3.6 等效方法求轉動慣量
3.7 自激振動
第4章 材料力學性質檢測實驗
4.1 概述
4.2 拉伸實驗
4.3 壓縮實驗
4.4 扭轉實驗
4.5 剪切彈性模量G的測定實驗
4.6 沖擊實驗
4.7 金屬疲勞實驗
第5章 電測應力分析實驗
5.1 概述
5.2 應變電測原理與技術
5.3 彈性模量和泊松比測定實驗
5.4 梁的純彎曲正應力實驗
5.5 等強度梁實驗
5.6 薄壁圓筒的彎扭組合變形實驗
5.7 偏心拉伸實驗
5.8 壓桿穩定實驗
第6章 光測力學實驗
6.1 光測力學的發展
6.2 光彈實驗原理
6.3 光彈性基本實驗
6.4 雲紋干涉技術
6.5 電子散斑干涉技術實驗
6.6 剪切電子散斑干涉技術實驗
6.7 二維數字散斑相關測量實驗
第7章 綜合設計實驗
7.1 概述
7.2 XL3418T材料力學綜合設計試驗台簡介
7.3 靜定桁架結構設計與應力分析實驗
7.4 超靜定桁架結構設計與應力分析實驗
7.5 剛架組合設計與應力分析實驗
7.6 薄壁構件拉伸實驗
第8章 材料試驗機
8.1 概述
8.2 液壓式萬能材料試驗機
8.3 電子萬能試驗機
8.4 扭轉試驗機
8.5 電子扭轉試驗機
8.6 微機控制高頻疲勞試驗機
參考文獻

涵蓋理論力學與材料力學內容的工程力學，對於相當多的工科專業來說，是一門專業基礎課。學習它的意義在於：從工程應用的角度為初學者建立一個從質點、剛體到簡單桿系變形體的靜力、動力等力學問題基本概念和基本規律的基礎。

對於工程力學課程的學習主要體現在基礎性和實用性兩方面。基礎性在於它彌補了大學物理中力學部分所沒有涉及的內容，尤其是對於工程零件、構件乃至簡單結構運動學、動力學和簡單變形體力學的描述。實用性在於它當中的很多內容，已經在工程中獲得了直接的應用。通過對該課程的學習，學生應達到如下預期目標：

1．掌握工程力學研究問題的理論和實驗方法；

2．學會解決工程實際問題的技能；

3．為后續課程相應知識的學習奠定基礎。

王謙源教授等編寫的這本工程力學實驗教程，瞄准工程力學課程的預期目標，兼顧其基礎性和實用性，具體體現在以下五點：

1．恰當地處理基礎性和實用性這兩個特性的平衡。「平衡的支點」如果選取不當，給學生構築的該學科的知識結構將是不穩定的。

2．適當地調整理論教學與實驗教學的比例。二者比例若偏重於一方，學生就會對工程力學產生誤解，以為它是純理論的學科或純實驗的學科，從而不能很好地理論聯系實際。

3．正確認識課程的歸納與演繹的本質。理論力學主體上是演繹法體系，材料力學主體上是歸納法體系，二者的有機結合將展示給學生一個全面的邏輯系統。

4．對於演繹體系為主的課程，多為借助實驗驗證和演示理論推演的結論，起到實驗檢驗理論的作用；對於歸納體系為主的課程，多為借助實驗得到創建理論所需的基礎出發點，起到基於實驗探索理論的作用。

5．基礎性與實用性兼具給我們帶來知識、能力、素質三要素的思考。基礎性課程的講授以知識為載體，表現能力的生動作用，並使學生看到能力在知識創新過程中的活力，其素質也可以得到提升；而在課程的實用性方面，往往因為知識的好用，而沒能對能力與素質給予足夠的重視。

如果我們注意到上述五個方面，就會發現對於學生能力的培養和素質的提高，工程力學課程是其他課程不可替代的，其中，工程力學實驗又具有其理論課程無法實現的作用。

玉謙源教授長期帶領團隊從事工程力學的教學，為了適應21世紀實驗和創新人才培養的要求，選擇了一項富於挑戰性的任務，編寫了這本工程力學實驗教程，他們在該教程中做了多方面的努力：

1．教學思想具有先進性和前瞻性，強調實踐教學在創新人才培養中的重要作用，強化實驗環節，反映新的實驗規范、實驗技術和實驗方法。

2．單獨為實驗教學設課，不再把實驗教學單純依附於理論教學，要求開設理論教學20％的學時的實驗課。

3．由基礎型實驗（單純的驗證性、演示性）擴展到提高型實驗（綜合性、設計性、應用性），上升到具有探索性質的創新型實驗。

4．對於材料力學的實驗教學內容有了較大的調整和更新，對於理論力學的實驗教學內容開展了積極的嘗試。

5，教程中理論力學和材料力學的比重權衡和內容融通處理得當。

6．力求設備投入少，做到一機多用。

7．解決了新老機器的取舍問題。

總之，該教程努力建立起一套完整、系統和先進的工程力學實驗課程體系：回顧了力學實驗的科學地位，梳理了工程力學實驗教學的任務、內容和方法；按實驗性質和實驗方法划分章節的編排體系；細致人微地介紹相關的背景知識或發展概況，努力拓寬讀者對於力學實驗的認識空間；在把握實驗教學主線的同時，盡可能反應新思想、新技術、新方法。

鑒於該教程具有上述提到的諸多優點，而且在教學內容、教學學時和使用設各上考慮了一般院校的實際情況，具有較好的普遍適應性，因此謹向教授和學習工程力學、理論力學和材料力學相應實驗課程的讀者們推薦。