固体力学实验考试

线性谱（Linear Spectrum）

FFT????x(t)??????X(f),IFFTFFT????y(t)??????Y(f)IFFTj?(f)

X(f)?|X(f)|e?Re[X(f)]?jIm[X(f)]|X(f)|—幅值谱，?(f)—相位谱，Re[X(f)]—谱实部， Im[X(f)]—谱虚部；

功率谱（Power Spectrum）

1q1q*Gx??XiXi,Gy??YiYi*

qi?1qi?1

互功率谱（Cross Spectrum）

1q*Gxy(f)??Xi(f)Yi(f)

qi?1

相干函数： ?(f)?2xy|Gxy(f)|2Gy(f)Gx(f)2,0??xy(f)?1。

?2?1：x(t)和y(t)有良好的线性因果关系；

?2<1：说明信号受干扰噪音的“污染”，或系统有明显的非线性因素。

DSA的平均技术：

（1）谱的线性平均(等权平均、稳态平均)， （2）时间记录的线性平均， （3）指数平均(动态平均)， （4）峰值保持平均。

结构实验模态理论

1. 传递函数，频响函数

传递函数

2. 频响函数的表达形式

3. 单自由度系统的参数识别

幅频曲线识别

（1） 由峰值Hm，求得半功率点Hp=0.707Hm，再由半功率带宽求得衰减系数的近

似值，根据半功率带宽(

岩体力学实验

一.实验目的

岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。

二.实验设备、仪器和材料

1.钻石机、锯石机、磨石机； 2.游标卡尺，精度0.02mm；

3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架； 4.YE-600型液压材料试验机； 5.JN-16型静态电阻应变仪； 6.电阻应变片（BX-120型）；

7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。

三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态

1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。

2. 加工精度：

a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。

b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm，用游标卡尺检

计算固体力学

非线性有限元第9章 梁和壳

第9章 梁和壳1 2 3 4 5 6 7 8 9

引言 梁理论 基于连续体的梁-CB梁 CB梁的分析 基于连续体的壳-CB壳 CB壳理论 剪切和膜自锁 假设应变单元 一点积分单元

1 引言第 8 章介绍了 平面单元 ( 二 维 ) 和实体单 元(三维)

在二维问题中，最经常应用的低阶单元是 3 节点三 角形和4节点四边形。在三维单元中，是4节点四面体和 8节点六面体单元。

1 引言结构单元可以分类为： 梁，运动由仅含一个独立变量的函数描述； 壳，运动由包含两个独立变量的函数描述； 板，即平面的壳，沿其表面法线方向加载； 膜，面内刚度很大，面外刚度很小的薄壳。

实体单元

壳单元

梁单元

刚体单元

膜单元

无限单元

弹簧和粘壶

桁架单元

1 引言在工程构件和结构的模拟中，梁和壳及其他结构单元是极为有 用的。应用薄壳，如汽车中的金属薄板，飞机的机舱、机翼和风向 舵；以及某些产品的外壳，如手机、洗衣机和计算机。 用连续体单元模拟这些构件需要大量的单元，如采用六面体单 元模拟一根梁沿厚度方向至少需要5个单元，而既便采用低阶的壳单 元也能够代替5个或者更多个连续体单元，极大地改善了运算效率。 应用连续体单元模拟薄壁结构常常导致较高的宽厚比，从

计算固体力学

非线性有限元第9章 梁和壳

第9章 梁和壳1 2 3 4 5 6 7 8 9

引言 梁理论 基于连续体的梁-CB梁 CB梁的分析 基于连续体的壳-CB壳 CB壳理论 剪切和膜自锁 假设应变单元 一点积分单元

1 引言第 8 章介绍了 平面单元 ( 二 维 ) 和实体单 元(三维)

在二维问题中，最经常应用的低阶单元是 3 节点三 角形和4节点四边形。在三维单元中，是4节点四面体和 8节点六面体单元。

1 引言结构单元可以分类为： 梁，运动由仅含一个独立变量的函数描述； 壳，运动由包含两个独立变量的函数描述； 板，即平面的壳，沿其表面法线方向加载； 膜，面内刚度很大，面外刚度很小的薄壳。

实体单元

壳单元

梁单元

刚体单元

膜单元

无限单元

弹簧和粘壶

桁架单元

1 引言在工程构件和结构的模拟中，梁和壳及其他结构单元是极为有 用的。应用薄壳，如汽车中的金属薄板，飞机的机舱、机翼和风向 舵；以及某些产品的外壳，如手机、洗衣机和计算机。 用连续体单元模拟这些构件需要大量的单元，如采用六面体单 元模拟一根梁沿厚度方向至少需要5个单元，而既便采用低阶的壳单 元也能够代替5个或者更多个连续体单元，极大地改善了运算效率。 应用连续体单元模拟薄壁结构常常导致较高的宽厚比，从

演示实验三 流谱流线显示实验（一）

(一) 实验目的要求

演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流的定常流动，运用电化学法显示流场，使同学们对这些基本流动有一个直观了解。

(二) 实验装置

本实验的装置如图I-3-1所示。 图I-3-1 流谱流线显示仪

1．显示盘；2．机翼；3．孔道；4．圆柱；5．孔板；6．闸板；7．文丘里管；8．突扩和突缩；9．侧板；10．泵开关；11．对比度调解开关；12．电源开关；13. 电极电压测点；14．流速调节阀；15. 放空阀。（14、15内置于侧板内） 本实验装置配备有：

流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理

现有的三种流谱仪，分别用于演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流。

1、Ⅰ型 单流道，演示机翼绕流的流线分布。由图可见，机翼向天侧（外包线曲率

较大）流线较密，由连续方程和能量方程知，流线密，表明流速大，压强低：而在机翼向地侧，流线较疏，压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力，该力被称为升力。实验中为了显示升力方向，在机翼腰部开有沟通两侧的孔道，孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下，必有分流经孔道从向地侧流至向天侧，这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来，染色液体流动的

演示实验三 流谱流线显示实验（一）

(一) 实验目的要求

演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流的定常流动，运用电化学法显示流场，使同学们对这些基本流动有一个直观了解。

(二) 实验装置

本实验的装置如图I-3-1所示。 图I-3-1 流谱流线显示仪

1．显示盘；2．机翼；3．孔道；4．圆柱；5．孔板；6．闸板；7．文丘里管；8．突扩和突缩；9．侧板；10．泵开关；11．对比度调解开关；12．电源开关；13. 电极电压测点；14．流速调节阀；15. 放空阀。（14、15内置于侧板内） 本实验装置配备有：

流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理

现有的三种流谱仪，分别用于演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流。

1、Ⅰ型 单流道，演示机翼绕流的流线分布。由图可见，机翼向天侧（外包线曲率

较大）流线较密，由连续方程和能量方程知，流线密，表明流速大，压强低：而在机翼向地侧，流线较疏，压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力，该力被称为升力。实验中为了显示升力方向，在机翼腰部开有沟通两侧的孔道，孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下，必有分流经孔道从向地侧流至向天侧，这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来，染色液体流动的

1、弹性力学是固体力学的一个分支，研究弹性体由于受外力作用、边界约束、温度改变等原因发生的应力、形变和位移。

2、弹性力学的研究对象为一般及复杂形状的构件、实体结构、板壳等。

3、应力定义：物体承受外力作用，物体内部各截面之间产生附加内力，为了显示出这些内力，我们用一截面截开物体，并取出其中一部分，其中一部分对另一部分的作用，表现为内力，它们是分布在截面上分布力的合力。单位面积上的分布力即为应力。应力性质：性质：在物体内的同一点，不同截面上的应力是不同的。

4、形变就是形状的改变。物体的形变可以归结为长度的改变和角度的改变 5、弹性力学的研究对象、内容是什么？与材料力学比较有何异同？

答：弹性力学研究物体在外界因素影响下处于弹性阶段的应力、应变和位移，其研究对象为一般及复杂形状的构件、实体结构、板壳等。而材料力学是研究杆件在拉、压、剪、弯、扭状态下的应力和位移。

6、弹性力学中基本假设是什么？

答：为了简化计算，弹性力学中采用如下基本假设：（1）连续性假设，（2）完全弹性假设，（3）均匀性假设，（4）各向同性假设，（5）小变形假设。 7、什么是小变形假设？小变形假设带来那些简化？

答：假定物体受力以后，整个物体所有各点的位移都远远小于

岩体力学考试纲要

第一章：绪论

主要以各类建筑工程和采矿工程为服务对象。

在岩体表面或其内部进行任何工程活动，都必须符合安全、经济和正常运营的原则。

第二章：岩块和岩体的地质特征

第一节：概述

岩体力学研究的对象是在各种地质作用下形成的天然岩体。 重点：讨论岩块、结构面和岩体的地质特征，影响岩块与岩体物理力学性质的主要地质因素以及岩体工程分类等问题。

第二节：岩块

1.岩块（rock或rock block）：是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。

2.岩石是由具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集体组成的。含硬度大的粒柱状矿物（如石英、长石、闪角石、辉石等）愈多时，岩块强度愈高；含硬度小的片状矿物（如云母、绿泥石、蒙脱石和高岭石等）愈多时，则岩块强度愈低。

3.一般随石英含量增加，岩块的强度和抗变形性能都明显增加。 4.岩块的结构：是指岩石内矿物颗粒的大小、形状和排列方式及

1

微结构面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。

5.岩石的粒间连结分结晶连结和胶结连结两类。

6.微结构面：是指存在于矿物颗粒内部或颗粒间的软弱面或缺陷，包括矿物解理、晶格缺陷、粒间空隙、微裂隙、微层面及片理面、片麻理面等。

土木工程基础实验之四（水力学‘流体力学’）部分实验指导&实验报告

壹、静水压强实验

一、实验目的

1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解，验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数（即z?2、学习利用U形管测量液体密度。

3、建立液体表面压强p0?pa，p0?pa的概念，并观察真空现象。 4、测定在静止液体内部A、B两点的压强值。

p。 ?C）

?g二、实验原理

在重力作用下，水静力学基本方程为：

z?p?C ?g它表明：当质量力仅为重力时，静止液体内部任意点对同一基准面的z与之和为常数。

重力作用下，液体中任何一点静止水压强

p两项?gp?p0??gh，

p0为液体表面压强。

p0?pa为正压；p0?pa为负压，负压可用真空压强pv或真空高度hv表示：

pv?pa?pabs hv?pv ?g重力作用下，静止均质液体中的等压面是水平面。利用互相连通的同一种液体的等到压面原理，可求出待求液体的密度。

三、实验设备

在一全透明密封有机玻璃箱内注入适量的水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。水箱顶部装有排气孔k1，可与大气相通，用以控制容器内液体表面压强。若在U形管压差计所装液体为油，?油??水，通过升降调压筒可调节水

工程流体力学实验报告 实验一 流体静力学实验

实验原理

在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

或

(1.1)

式中： z被测点在基准面的相对位置高度；

p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重；

h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：

(1.2)

据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？

测压管水头指

，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测

压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。

，相应容器的真空区域包括以下三部分：

(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在