工程力学的应用、演示和实验

理论力学篇 1

第1章 理论力学的应用实例与演示 1

1.1 应用理论力学的演示和实验的内容 1

1.2 理论力学实验课的重要性 2

1.3 实验方法与时间安排 6

第2章 静力学的创新应用演示实例 7

2.1 曲柄滚轴拖把挤水的过程与受力分析 7

2.2 桑塔纳汽车用的千斤顶受力分析与自锁条件 8

2.3 膨胀螺钉的应用技术与约束力分析 10

2.4 管子钳与剪刀钳的受力分析 11

2.5 挖掘机部件的受力分析与求解各油缸的推力或拉力 12

2.6 压延机的摩擦因数问题 13

2.7 滑动摩擦不自锁问题——自动关门的摇皮 14

2.8 翻倒问题与起重机的稳定度 15

2.9 螺旋压榨机或螺旋拔销爪 16

2.10 气弹簧与随意平衡 18

2.11 开窗机构的受力分析与计算 19

2.12 机床上工件的夹紧机构 20

2.13 一些身边的平衡力系实例 21

第3章 运动学的创新应用演示实例 25

3.1 旋转式、往复式剃须刀的比较及曲柄框架机构与外壳振动控制的技术 25

3.2 推土机的机构运动与分析 27

3.3 多功能万花尺——刚体作平面运动时平面图形上各点有不同的轨迹 28

3.4 绕线器的转速比与圈数指示器 29

3.5 用尼龙丝作刀具的高速转动割草机 30

3.6 自动旋转螺丝刀的行星齿轮 30

3.7 自动将塑料套快速套在鞋上的机器 32

3.8 苹果削皮机的运动分析 33

3.9 串接电机定子的自动绕线机（合成运动应用） 35

3.10 可调尺寸的六角扳手 36

3.11 踢足球机器人行走机构的合成 38

3.12 “鬼推磨”和假肢机构的运动分析 39

3.13 机器人时代——各种机构的综合作用 41

第4章 动力学的创新应用演示实例 43

4.1 拳击机拳击力的标定方法和动力学普遍定理的综合应用 43

4.2 质点系动量定理的演示 44

4.3 平衡的四个问题 45

4.4 振动产生优美动听的音乐 48

4.5 隔振理论及各种隔振器 51

4.6 几种悬浮平衡 55

4.7 能量的类型与转换 56

4.8 离心惯性力的应用 61

4.9 玩具动力学 63

4.10 动量矩偶系概念在飞行器控制中的应用 65

第5章 理论力学的若干实验 72

5.1 教学实验的内容 72

5.2 动、静滑动摩擦因数的测试 72

5.3 临界角与稳定性测试 78

5.4 运动学时间参数测试实验 80

5.5 不可见轴产品的转速测试 83

5.6 功率、力矩、转速三者的关系与动力机的效率 88

第6章 ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台介绍与实验步骤 92

6.1 实验内容 92

6.2 实验装置 93

6.3 实验指导（6个实验） 94

6.4 ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台 99

第7章 理论力学的探究性实验 100

7.1 探究性实验的理念 100

7.2 重心、质心、形心及应用 100

7.3 网球拍控制振动与调谐原理 104

7.4 与动力学有关的魔术 108

7.5 高铁车厢上各种减振措施 111

材料力学篇 117

第8章 材料力学的应用实例与演示 117

8.1 应用材料力学的任务 117

8.2 材料力学实验的内容 119

8.3 八音琴音键的挠度曲线计算 120

8.4 空气净化器上按钮开关底板的挖槽设计 122

8.5 剃须刀刀头拆装件的易变形分析与负泊松比图形 123

8.6 非圆截面扭转应力分析的创新应用 124

8.7 塑料衣架等的等强度设计 126

8.8 发条弹簧最大理论力矩Mmax 127

8.9 元件、产品的疲劳试验与可靠性试验 128

8.10 材料的E、G与硬度H的关系 130

8.11 滑板车的横截面惯性矩计算 132

8.12 应力集中概念的广泛应用 133

第9章 材料力学性能实验 135

9.1 万能试验机介绍 135

9.2 材料拉伸试验 141

9.3 材料压缩实验 150

9.4 金属材料的扭转实验 155

9.5 冲击实验 163

9.6 疲劳实验 168

第10章 电测应力分析实验 175

10.1 应变电测原理与技术 175

10.2 纯弯曲梁的正应力实验 184

10.3 弯扭组合变形的主应力和内力测试 186

10.4 电阻应变片的粘贴与灵敏系数标定实验 189

10.5 弹性模量E和泊松比μ的测试 193

10.6 偏心拉伸实验 195

10.7 压杆稳定性实验 197

10.8 电测应力分析的应用 199

10.9 光弹性应力分析及现代力学测试技术简介 202

第11章 材料力学的探究性实验 203

11.1 电子吊秤设计与标定 203

11.2 弯曲变形下弹性常数（E、G、μ）及载荷测试实验 206

11.3 电子引伸计的设计与标定 210

11.4 纳米压痕仪的使用简介 212

附录A 三线摆实验方法求均质、等厚度圆盘转动惯量计算公式的推导 215

附录B 力学中若干物理量的“分贝”表示方法 217

附录C 非均质物体转动惯量测试的等效技术 220

附录D 乐音频率与八音琴音键固有频率的计算 222

附录E 力学量国际单位制单位 226

附录F 实验数据的类型与处理 227

附录G 动滑动摩擦因数测试实验报告 231

附录H 不可见轴产品的转速测试实验报告 234

附录I 小型直流电机的功率、力矩、转速测试实验报告 236

附录J ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台实验报告 238

附录K 金属材料的拉伸实验报告 243

附录L 金属材料的压缩实验报告 246

附录M 金属材料的扭转实验报告 248

附录N 金属材料冲击实验报告 251

附录O 纯弯曲梁正应力实验报告 252

附录P 弯扭组合变形的主应力和内力测定实验报告 254

参考文献 257