现代实验力学课件

1、第 3讲 振动传感器应用 专题选讲 清华大学航天航空学院 陆秋海 Vibration Transducers Application 20101101 现代实验力学 实验模态分析 运载工程与力学学部 VIB LAB981014 WJZ 力传感器 Force Transducers 阻抗头 Impedance Heads 速度传感器 Velocity Transducers B 8776A50 7K。

2、版权所有 2004 c 陆秋海 第 1讲 绪 论 运载工程与力学学部 20101101 现代实验力学 实验模态分析 现代实验力学 实验模态分析 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法 是系统辨别方法在工程振动领域中的应用 模态是机械结构的固有振动特性 每一个模态 具有特定的固有频率 阻尼比和模态振型 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数 为结构系统的振动特性分析 振动故障诊断和 预报以及结构动。

3、第五节 玻璃的结构理论,一、微晶学说二、无规则网络学说,一、微晶学说,实验依据 折射率-温度曲线 钠硅双组分玻璃的X射线散射强度曲线 红外反射光谱,图318 硅酸盐玻璃折射率随温度变化曲线,520-590 ,折射率-温度曲线,图319 一种钠硅酸盐玻璃（SiO2含量76.4%）的折射率随温度的变化曲线,折射率-温度曲线,图320 27Na2O73SiO2玻璃的X射线散射强度曲线,1未加热； 2在。

4、第二节 熔体的性质,一、粘度 粘度的含义、粘度与温度的关系、粘度与组成的关系 二、表面张力 表面张力的含义、表面张力与温度的关系、表面张力与组成的关系,一、粘度 粘度是流体（液体或气体）抵抗流动的量度。 当液体流动时： FS dv/dx （31） 式中F两层液体间的内摩擦力； S两层液体间的接触面积； dv/dx垂直流动方向的速度梯度； 比例系数，称为粘滞系数，简称粘度。,因此，粘度物理意义是指。

5、第五节 影响扩散系数的因素,扩散是一个基本的动力学过程，对材料制备、加工中的性能变化及显微结构形成以及材料使用过程中性能衰减起着决定性的作用，对相应过程的控制，往往从影响扩散速度的因素入手来控制，因此，掌握影响扩散的因素对深入理解扩散理论以及应用扩散理论解决实际问题具有重要意义。,扩散系数是决定扩散速度的重要参量。讨论影响扩散系数因素的基础常基于下式,从数学关系上看，扩散系数主要决定于温度，显于函。

6、第六章 扩 散,第一节 引 言 第二节 固体扩散机制及扩散动力学方程 第三节 扩散系数 第四节 影响扩散系数的因素,第一节 引 言 就固体中原子（或离子）的运动而论，有两种不同的方式。一种为大量原子集体的协同运动，或称机械运动；另一种为无规则的热运动，其中包括热振动和跳跃迁移： 所谓扩散是由于大量原子的热运动引起的物质的宏观迁移。,一、从不同的角度对扩散进行分类（1）按浓度均匀程度分： 有浓度差的。

7、1.5 晶体的结构与性质-无机化合物结构,晶体的结构: 晶体所属的晶系 晶体中质点的堆积方式及空间坐标 配位数、配位多面体及其连接方式 晶胞分子数 空隙填充情况 特定的晶体结构对晶体性能的影响 材料组成-结构-性能之间的相互关系,本节介绍以下内容： 一、AX型结构， 二、AX2型结构， 三、A2X3型结构， 四、 ABO3型结构， 五、 AB2O4型（尖晶石，spinelle）结构， 六、无机化。

8、第三节 固相反应动力学 一.一般动力学关系 整个过程的速度将由其中速度最慢的一环控制。现以金属氧化反应M +1/2O 2 MO为例（图5）说明之。,图5,由化学动力学和菲克第一定律，其反应速度V和扩散速度V分别为： V= = Kc V= = D = D,当过程达到平衡时， Vp= VD或 K0= D C = c 0 V = Kc =,讨论： 1、当扩散速度远大于化学反应速度时，即KD/，则。

9、12.3 高温蠕变与疲劳,很多构件长期在高温条件下运转。例如，航空发动机叶片的使用温度高达1000，用Cr-Mo-V钢制造的汽轮机转子使用温度约为550等。 高温对金属材料的力学性能影响很大。 温度和时间还影响金属材料的断裂形式。,一、高温蠕变 1、蠕变现象和蠕变曲线 2、蠕变极限和持久强度 3、蠕变断裂 4、蠕变断裂机制图 二、高温疲劳,一、高温蠕变,1、蠕变现象和蠕变曲线 当温度T(0。

10、大多数相变过程都具有成核-生长相变机理。大量的晶型转变包括简单地分解为二相区域的转变，都可以用成核-生长过程来描述。在这种过程中，新相的核以一种特有的速率先形成，接着这个新相再以较快的速度生长。亚稳相到稳定相的不可逆转变。通常是以成核-生长的方式进行。,第二节 成核-生长相变,一、相变过程的不平衡状态及亚稳区 从热力学平衡的观点看，将物体冷却(或者加热)到相转变温度，则会发生相转变而形成新相，从图。

11、第一章：概 述,1.1 力学与材料和工程结构的关系,材料,力学,工程结构,连续介质/ 细观/微观/纳观,宏观,1.2 材料的分类、形态及其性能,材料,工程材料,功能材料,材料形态,液态,固态,气态,金属材料 高分子材料 陶瓷材料 复合材料,原子、离子或分子等粒子是组成物质材料的最基本单元。粒子间的作用力和热运动决定了物质材料的状态（气态、液态和固态）及其力学行为。当。

12、第二章： 材料晶体结构的基本概念,2.1 晶格与晶胞 用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间点阵叫做晶格。 组成晶格的最小几何单元叫做晶胞。,图2-1 晶体中的原子排列模型,图2-2 晶格与晶胞,2.2 晶格常数与晶系,图 2.3 晶胞大小及形状表示,14种晶胞大小示意图,7 种晶系(晶胞中原子数为1）,取晶胞角上的某一结点（习惯上取左下角后面一点）作为原点，沿其三条棱边作x,y,z轴，并以三。

13、第四章: 材料在其它载荷下的力学行为,4.1 扭转试验,特点： (1) 试件界面为圆形； (2) 界面应力分布不均匀， 表面最大，心部为零; (3) 没有拉伸时的颈缩现象;,应力-应变分布,W=pd03/16=界面系数, d0=试样直径, l0=标距长度,4.2 弯曲试验,三点弯曲试验 Mmax=FL/4,四点弯曲试验 Mmax=FK/2,W=弯曲截面系数， 矩形截面：W=bh2/6,弯曲。

14、第五章：断裂韧性 常规强度理论 ： smaxs 问题 ：突然断裂， 如 1950年美国北极星 导弹上的固体燃料发动机壳体在发射时 发生爆炸。原因：微裂纹 诞生 ：断裂力学 研究裂纹的扩展机理 5.1 线弹性条件下的断裂韧性 三种主要断裂 形。

15、第三节 辐射损伤 暴露在辐射下的材料会发生许多不同的问题，造成 材料结构和性质的改变。 1金属 高能量的辐射 例如中子 可把原子撞离它的正常位置，而形成 间隙原子及空位，这些点缺陷可以显著改变金属材料的 电学性质 如导电性，也可以影响材料的。

16、第二章 晶体结构缺陷 缺陷的含义 ：通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为 晶体的 结构缺陷 。 理想晶体 ：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体 ：存在着各种各样的结构的不完整性。 研究缺陷的意义： 由于缺陷的存在，才使晶体表现出各种。

17、0.2 组成 结构 性质 工艺过程之间的关系 材料科学与工程的四个基本要素： 合成与加工 组成与结构 性质 使用性能 。 探索这四 个要素之间的关系 图 0.2， 覆盖从基础学科到工程的全部 内容 。 四个要素之间的密切关系确定了材料科学与。

18、2.6 非化学计量化合物 实际的化合物中 ， 有一些化合物不符合定比定律 ， 负离 子与正离子的比例并不是一个简单的固定的比例关系 ， 这些 化合物称为非化学计量化合物 。 非化学计量化合物的特点 ： 1 非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气。

19、第三节 固相烧结 从前面讨论可知，传质方式不同，烧结机 理亦不相同：对于不同物料，起主导作用的机 理会有不同，即使同一物料在不同的烧结阶段 和条件下也可能不同。烧结的各个阶段，坯体 中颗粒的接触情况各不同。 为了便于建立烧结的动力学关系，目。

20、腐蚀与氧化 几乎所有材料在制备加工和使用过程中都会 与特定环境相接触。从物理化学方面考虑，材料或 多或少地会与环境介质发生一系列相互作用，即材 料在环境介质中会表现出特有的环境行为效应。在 敞开物系中，腐蚀氧化磨损等是材料最基本的 环境行为。