現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)力學(xué)課件

1、第 3講 振動(dòng)傳感器應(yīng)用 專題選講 清華大學(xué)航天航空學(xué)院 陸秋海 Vibration Transducers Application 20101101 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)力學(xué) 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部 VIB LAB981014 WJZ 力傳感器 Force Transducers 阻抗頭 Impedance Heads 速度傳感器 Velocity Transducers B 8776A50 7K。

2、版權(quán)所有 2004 c 陸秋海 第 1講 緒 論 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部 20101101 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)力學(xué) 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)力學(xué) 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法 是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用 模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性 每一個(gè)模態(tài) 具有特定的固有頻率 阻尼比和模態(tài)振型 模態(tài)分析最終目標(biāo)是在識(shí)別出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù) 為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動(dòng)特性分析 振動(dòng)故障診斷和 預(yù)報(bào)以及結(jié)構(gòu)動(dòng)。

3、第五節(jié) 玻璃的結(jié)構(gòu)理論,一、微晶學(xué)說(shuō)二、無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō),一、微晶學(xué)說(shuō),實(shí)驗(yàn)依據(jù) 折射率-溫度曲線 鈉硅雙組分玻璃的X射線散射強(qiáng)度曲線 紅外反射光譜,圖318 硅酸鹽玻璃折射率隨溫度變化曲線,520-590 ,折射率-溫度曲線,圖319 一種鈉硅酸鹽玻璃（SiO2含量76.4%）的折射率隨溫度的變化曲線,折射率-溫度曲線,圖320 27Na2O73SiO2玻璃的X射線散射強(qiáng)度曲線,1未加熱； 2在。

4、第二節(jié) 熔體的性質(zhì),一、粘度 粘度的含義、粘度與溫度的關(guān)系、粘度與組成的關(guān)系 二、表面張力 表面張力的含義、表面張力與溫度的關(guān)系、表面張力與組成的關(guān)系,一、粘度 粘度是流體（液體或氣體）抵抗流動(dòng)的量度。 當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)： FS dv/dx （31） 式中F兩層液體間的內(nèi)摩擦力； S兩層液體間的接觸面積； dv/dx垂直流動(dòng)方向的速度梯度； 比例系數(shù)，稱為粘滯系數(shù)，簡(jiǎn)稱粘度。,因此，粘度物理意義是指。

5、第五節(jié) 影響擴(kuò)散系數(shù)的因素,擴(kuò)散是一個(gè)基本的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，對(duì)材料制備、加工中的性能變化及顯微結(jié)構(gòu)形成以及材料使用過(guò)程中性能衰減起著決定性的作用，對(duì)相應(yīng)過(guò)程的控制，往往從影響擴(kuò)散速度的因素入手來(lái)控制，因此，掌握影響擴(kuò)散的因素對(duì)深入理解擴(kuò)散理論以及應(yīng)用擴(kuò)散理論解決實(shí)際問(wèn)題具有重要意義。,擴(kuò)散系數(shù)是決定擴(kuò)散速度的重要參量。討論影響擴(kuò)散系數(shù)因素的基礎(chǔ)常基于下式,從數(shù)學(xué)關(guān)系上看，擴(kuò)散系數(shù)主要決定于溫度，顯于函。

6、第六章 擴(kuò) 散,第一節(jié) 引 言 第二節(jié) 固體擴(kuò)散機(jī)制及擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程 第三節(jié) 擴(kuò)散系數(shù) 第四節(jié) 影響擴(kuò)散系數(shù)的因素,第一節(jié) 引 言 就固體中原子（或離子）的運(yùn)動(dòng)而論，有兩種不同的方式。一種為大量原子集體的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，或稱機(jī)械運(yùn)動(dòng)；另一種為無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，其中包括熱振動(dòng)和跳躍遷移： 所謂擴(kuò)散是由于大量原子的熱運(yùn)動(dòng)引起的物質(zhì)的宏觀遷移。,一、從不同的角度對(duì)擴(kuò)散進(jìn)行分類（1）按濃度均勻程度分： 有濃度差的。

7、1.5 晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-無(wú)機(jī)化合物結(jié)構(gòu),晶體的結(jié)構(gòu): 晶體所屬的晶系 晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積方式及空間坐標(biāo) 配位數(shù)、配位多面體及其連接方式 晶胞分子數(shù) 空隙填充情況 特定的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)晶體性能的影響 材料組成-結(jié)構(gòu)-性能之間的相互關(guān)系,本節(jié)介紹以下內(nèi)容： 一、AX型結(jié)構(gòu)， 二、AX2型結(jié)構(gòu)， 三、A2X3型結(jié)構(gòu)， 四、 ABO3型結(jié)構(gòu)， 五、 AB2O4型（尖晶石，spinelle）結(jié)構(gòu)， 六、無(wú)機(jī)化。

8、第三節(jié) 固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 一.一般動(dòng)力學(xué)關(guān)系 整個(gè)過(guò)程的速度將由其中速度最慢的一環(huán)控制?，F(xiàn)以金屬氧化反應(yīng)M +1/2O 2 MO為例（圖5）說(shuō)明之。,圖5,由化學(xué)動(dòng)力學(xué)和菲克第一定律，其反應(yīng)速度V和擴(kuò)散速度V分別為： V= = Kc V= = D = D,當(dāng)過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)， Vp= VD或 K0= D C = c 0 V = Kc =,討論： 1、當(dāng)擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)速度時(shí)，即KD/，則。

9、12.3 高溫蠕變與疲勞,很多構(gòu)件長(zhǎng)期在高溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的使用溫度高達(dá)1000，用Cr-Mo-V鋼制造的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子使用溫度約為550等。 高溫對(duì)金屬材料的力學(xué)性能影響很大。 溫度和時(shí)間還影響金屬材料的斷裂形式。,一、高溫蠕變 1、蠕變現(xiàn)象和蠕變曲線 2、蠕變極限和持久強(qiáng)度 3、蠕變斷裂 4、蠕變斷裂機(jī)制圖 二、高溫疲勞,一、高溫蠕變,1、蠕變現(xiàn)象和蠕變曲線 當(dāng)溫度T(0。

10、大多數(shù)相變過(guò)程都具有成核-生長(zhǎng)相變機(jī)理。大量的晶型轉(zhuǎn)變包括簡(jiǎn)單地分解為二相區(qū)域的轉(zhuǎn)變，都可以用成核-生長(zhǎng)過(guò)程來(lái)描述。在這種過(guò)程中，新相的核以一種特有的速率先形成，接著這個(gè)新相再以較快的速度生長(zhǎng)。亞穩(wěn)相到穩(wěn)定相的不可逆轉(zhuǎn)變。通常是以成核-生長(zhǎng)的方式進(jìn)行。,第二節(jié) 成核-生長(zhǎng)相變,一、相變過(guò)程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)區(qū) 從熱力學(xué)平衡的觀點(diǎn)看，將物體冷卻(或者加熱)到相轉(zhuǎn)變溫度，則會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變而形成新相，從圖。

11、第一章：概 述,1.1 力學(xué)與材料和工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系,材料,力學(xué),工程結(jié)構(gòu),連續(xù)介質(zhì)/ 細(xì)觀/微觀/納觀,宏觀,1.2 材料的分類、形態(tài)及其性能,材料,工程材料,功能材料,材料形態(tài),液態(tài),固態(tài),氣態(tài),金屬材料 高分子材料 陶瓷材料 復(fù)合材料,原子、離子或分子等粒子是組成物質(zhì)材料的最基本單元。粒子間的作用力和熱運(yùn)動(dòng)決定了物質(zhì)材料的狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)）及其力學(xué)行為。當(dāng)。

12、第二章： 材料晶體結(jié)構(gòu)的基本概念,2.1 晶格與晶胞 用于描述原子在晶體中排列形式的幾何空間點(diǎn)陣叫做晶格。 組成晶格的最小幾何單元叫做晶胞。,圖2-1 晶體中的原子排列模型,圖2-2 晶格與晶胞,2.2 晶格常數(shù)與晶系,圖 2.3 晶胞大小及形狀表示,14種晶胞大小示意圖,7 種晶系(晶胞中原子數(shù)為1）,取晶胞角上的某一結(jié)點(diǎn)（習(xí)慣上取左下角后面一點(diǎn)）作為原點(diǎn)，沿其三條棱邊作x,y,z軸，并以三。

13、第四章: 材料在其它載荷下的力學(xué)行為,4.1 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),特點(diǎn)： (1) 試件界面為圓形； (2) 界面應(yīng)力分布不均勻， 表面最大，心部為零; (3) 沒(méi)有拉伸時(shí)的頸縮現(xiàn)象;,應(yīng)力-應(yīng)變分布,W=pd03/16=界面系數(shù), d0=試樣直徑, l0=標(biāo)距長(zhǎng)度,4.2 彎曲試驗(yàn),三點(diǎn)彎曲試驗(yàn) Mmax=FL/4,四點(diǎn)彎曲試驗(yàn) Mmax=FK/2,W=彎曲截面系數(shù)， 矩形截面：W=bh2/6,彎曲。

14、第五章：斷裂韌性 常規(guī)強(qiáng)度理論 ： smaxs 問(wèn)題 ：突然斷裂， 如 1950年美國(guó)北極星 導(dǎo)彈上的固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)殼體在發(fā)射時(shí) 發(fā)生爆炸。原因：微裂紋 誕生 ：斷裂力學(xué) 研究裂紋的擴(kuò)展機(jī)理 5.1 線彈性條件下的斷裂韌性 三種主要斷裂 形。

15、第三節(jié) 輻射損傷 暴露在輻射下的材料會(huì)發(fā)生許多不同的問(wèn)題，造成 材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變。 1金屬 高能量的輻射 例如中子 可把原子撞離它的正常位置，而形成 間隙原子及空位，這些點(diǎn)缺陷可以顯著改變金屬材料的 電學(xué)性質(zhì) 如導(dǎo)電性，也可以影響材料的。

16、第二章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷 缺陷的含義 ：通常把晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中周期性勢(shì)場(chǎng)的畸變稱為 晶體的 結(jié)構(gòu)缺陷 。 理想晶體 ：質(zhì)點(diǎn)嚴(yán)格按照空間點(diǎn)陣排列。 實(shí)際晶體 ：存在著各種各樣的結(jié)構(gòu)的不完整性。 研究缺陷的意義： 由于缺陷的存在，才使晶體表現(xiàn)出各種。

17、0.2 組成 結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 工藝過(guò)程之間的關(guān)系 材料科學(xué)與工程的四個(gè)基本要素： 合成與加工 組成與結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 使用性能 。 探索這四 個(gè)要素之間的關(guān)系 圖 0.2， 覆蓋從基礎(chǔ)學(xué)科到工程的全部 內(nèi)容 。 四個(gè)要素之間的密切關(guān)系確定了材料科學(xué)與。

18、2.6 非化學(xué)計(jì)量化合物 實(shí)際的化合物中 ， 有一些化合物不符合定比定律 ， 負(fù)離 子與正離子的比例并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的固定的比例關(guān)系 ， 這些 化合物稱為非化學(xué)計(jì)量化合物 。 非化學(xué)計(jì)量化合物的特點(diǎn) ： 1 非化學(xué)計(jì)量化合物產(chǎn)生及缺陷濃度與氣。

19、第三節(jié) 固相燒結(jié) 從前面討論可知，傳質(zhì)方式不同，燒結(jié)機(jī) 理亦不相同：對(duì)于不同物料，起主導(dǎo)作用的機(jī) 理會(huì)有不同，即使同一物料在不同的燒結(jié)階段 和條件下也可能不同。燒結(jié)的各個(gè)階段，坯體 中顆粒的接觸情況各不同。 為了便于建立燒結(jié)的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，目。

20、腐蝕與氧化 幾乎所有材料在制備加工和使用過(guò)程中都會(huì) 與特定環(huán)境相接觸。從物理化學(xué)方面考慮，材料或 多或少地會(huì)與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生一系列相互作用，即材 料在環(huán)境介質(zhì)中會(huì)表現(xiàn)出特有的環(huán)境行為效應(yīng)。在 敞開(kāi)物系中，腐蝕氧化磨損等是材料最基本的 環(huán)境行為。