目录

绪论1

实验理论部分5

第1章测量与误差5

1.1物理实验中的测量5

1.2物理实验中的误差10

1.3物理实验中的数据处理15

1.4工程数据处理及误差处理原则28

习题35

第2章观察与分析39

2.1观察是实验的基础39

2.2观察的方法和技巧41

2.3实验的分析44

第3章实验类型48

3.1物理实验的基本类型48

3.2科学实验的几个主要过程58

基础性实验部分64

实验一基本物理量的测量仪器64

实验二电气元件的伏安特性曲线73

实验三惠斯登电桥测电阻79

实验四分光仪的调整和三棱镜顶角的测量86

实验五衍射光栅93

实验六霍尔元件测量磁场99

实验七静电场描绘105

实验八用示波器观测交流信号的波形、电压和频率109

实验九交流电路中电压与电流相位关系的研究118

实验十弹性模量的测定122

实验十一电位差计及其应用128

实验十二声速的测定134

设计性实验部分（力学）143

力学一耦合摆的研究143

力学二受迫振动145

力学三多普勒效应综合实验150

力学四利用旋转液体测定重力加速度及焦距152

力学五空气密度与气体普适常数的测定154

设计性实验部分（热学）159

热学一稳态法测量不良导体的导热系数159

热学二液体比汽化热的测量162

热学三高温水蒸气压的测量165

热学四热效应实验167

热学五固体线胀系数测定177

热学六空气比热容比的测定180

设计性实验部分（光学）183

光学一双光束干涉法测定钠光的波长183

光学二激光干涉测量平板玻璃的楔角190

光学三光电效应193

光学四用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度195

光学五迈克耳孙干涉仪199

光学六电光效应202

光学七用临界角法测量棱镜的折射率205

光学八可见光区的氢原子光谱208

光学九利用布儒斯特定律测量玻璃的折射率210

光学十棱镜色散关系的研究212

光学十一超声光栅测量声速216

设计性实验部分(电学)219

电学一RC串联电路的稳态过程研究219

电学二RC串联电路的暂态过程研究221

电学三RLC串联电路暂态过程的研究224

电学四方波的傅里叶分解与合成228

电学五半导体PN结的物理特性及弱电流测量234

电学六欧姆表的设计和组装239

电学七灵敏电流计的研究242

电学八温差电现象的研究245

电学九蔡氏非线性电路的混沌研究247

电学十电子束的电偏转研究250

电学十一电子衍射实验253

设计性实验部分(传感器)257

传感器一STM实验257

传感器二热辐射的研究263

传感器三计算机控制弦音计实验265

传感器四地球磁场的测定268

传感器五传感器光学综合实验271

传感器六传感器力学综合实验275

设计性实验部分(磁学)279

磁学一电子顺磁共振279

磁学二脉冲核磁共振281

磁学三巨磁阻效应287

磁学四磁阻效应290

磁学五铁磁材料居里温度的测定291

磁学六弯曲法测杨氏模量及霍尔位置传感器的定标295

磁学七观测变压器矽钢片的动态磁滞回线299

附录常用数据处理性方法及仪器介绍303

附录一中华人民共和国法定计量单位303

附录二国际计量局《实验不确定度的规定: 建议书INC1(1980)》305

附录三不确定度的简化处理方法306

附录四数据测量中异常值的检验308

附录五数据处理规则要点309

附录六常用实验仪器介绍311

参考文献336第1章绪论1

1.1材料力学的任务及研究对象1

1.1.1强度刚度稳定性2

1.1.2材料力学的研究对象2

1.2变形固体及其基本假设3

1.2.1变形固体的变形性质3

1.2.2变形固体的基本假设3

1.3外力与内力4

1.3.1外力及其分类4

1.3.2内力与截面法4

1.4应力与应变5

1.4.1应力5

1.4.2应变6

1.5杆件变形的基本形式7

思考题8

第2章轴向拉伸和压缩9

2.1轴向拉伸和压缩的概念及工程实例9

2.2轴向拉压杆的内力轴力轴力图10

2.3轴向拉压杆的应力强度条件11

2.3.1横截面上的应力11

2.3.2斜截面上的应力12

2.3.3圣维南原理13

2.3.4强度条件15

2.4轴向拉压杆的变形胡克定律17

2.4.1轴向线应变胡克定律18

2.4.2横向线应变泊松比18

2.4.3叠加原理19

2.5轴向拉压杆的应变能比能22

2.5.1应变能比能22

2.5.2能量法求节点位移24

2.6材料在拉伸和压缩时的力学性能25

2.6.1试件尺寸试验设备25

2.6.2低碳钢拉伸时的力学性能26

2.6.3其他材料拉伸时的力学性能28

2.6.4材料压缩时的力学性能29

2.7极限应力安全系数许用应力30

2.8简单拉压超静定问题30

2.8.1超静定的概念和一般解法30

2.8.2装配应力和温度应力33

2.9应力集中35

2.9.1应力集中的概念35

2.9.2应力集中对构件强度的影响36

思考题36

习题38

第3章剪切与挤压43

3.1剪切的概念及工程实例43

3.2剪切的实用计算44

3.3挤压的实用计算44

思考题49

习题49

第4章扭转1

4.1扭转的概念及工程实例1

4.2外力偶矩的计算扭矩和扭矩图52

4.2.1外力偶矩的计算52

4.2.2扭矩和扭矩图52

4.3薄壁圆筒的扭转剪切胡克定律54

4.3.1薄壁圆筒扭转的应力54

4.3.2切应力互等定理55

4.3.3剪切胡克定律55

4.4圆轴扭转的应力强度条件56

4.4.1圆轴扭转横截面上的应力56

4.4.2横截面的极惯性矩Ip与抗扭截面系数Wp计算58

4.4.3圆轴扭转的强度条件59

4.5圆轴扭转的变形刚度条件60

4.5.1圆轴扭转变形扭转角60

4.5.2圆轴扭转的刚度条件60

4.6简单超静定轴63

4.7圆轴扭转破坏的原因分析65

4.7.1圆轴扭转破坏现象危险点的受力65

4.7.2破坏原因分析66

4.8密圈螺旋弹簧的强度计算66

思考题67

习题69

第5章弯曲内力73

5.1弯曲的概念及工程实例73

5.2梁的剪力和弯矩74

5.3剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图77

5.4剪力、弯矩、载荷集度间的关系80

5.5叠加原理画弯矩图84

5.6平面刚架和曲杆的内力图85

5.6.1刚架内力85

5.6.2曲梁内力86

思考题87

习题88

第6章弯曲应力92

6.1纯弯曲时的正应力92

6.1.1矩形截面梁纯弯曲92

6.1.2梁横截面上的正应力93

6.2弯曲正应力的强度条件96

6.3弯曲切应力强度条件99

6.3.1弯曲切应力99

6.3.2切应力强度条件103

6.4提高梁的弯曲强度的措施106

6.4.1梁的合理截面形状106

6.4.2梁的合理受力108

思考题109

习题111

第7章弯曲变形114

7.1基本概念及工程实例114

7.2挠曲线的近似微分方程115

7.3积分法求弯曲变形挠曲线大致形状116

7.3.1积分法求弯曲变形116

7.3.2挠曲线大致形状119

7.4叠加法求弯曲变形120

7.4.1载荷叠加法120

7.4.2逐段分析求和法121

7.5超静定梁的解法123

7.6梁的刚度条件提高梁弯曲刚度的措施125

7.6.1梁的刚度条件125

7.6.2提高梁弯曲刚度的措施126

思考题127

习题128

第8章应力状态分析和强度理论131

8.1应力状态的概念131

8.1.1一点的应力状态131

8.1.2应力状态的研究方法131

8.1.3主应力和应力状态的分类133

8.2平面应力状态分析——解析法134

8.2.1任意斜截面上的应力134

8.2.2主应力与主平面135

8.2.3最大切应力136

8.3平面应力状态分析——图解法138

8.3.1应力圆方程138

8.3.2应力圆的绘制138

8.3.3应力圆与单元体之间的对应关系139

8.3.4利用图解法分析平面应力状态139

8.4三向应力状态分析140

8.5广义胡克定律142

8.6复杂应力状态下的应变能密度144

8.7强度理论概述145

8.8关于断裂的强度理论146

8.8.1最大拉应力理论(第一强度理论)146

8.8.2最大拉应变理论(第二强度理论)146

8.9关于屈服的强度理论147

8.9.1最大切应力理论(第三强度理论)147

8.9.2畸变能密度理论(第四强度理论)148

思考题149

习题150

第9章组合变形154

9.1组合变形的概念及工程实例154

9.2斜弯曲155

9.2.1斜弯曲的概念155

9.2.2矩形截面斜弯曲梁的计算155

9.2.3圆形截面斜弯曲梁的计算157

9.3拉伸(压缩)与弯曲组合158

9.4偏心压缩截面核心161

9.4.1偏心压缩161

9.4.2截面核心162

9.5弯曲与扭转组合164

思考题167

习题169

第10章压杆稳定173

10.1压杆稳定性的概念173

10.2细长压杆的临界载荷175

10.2.1两端铰支175

10.2.2两端非铰支细长压杆的临界截荷177

10.3压杆的临界应力178

10.3.1临界应力178

10.3.2欧拉公式的适用范围179

10.3.3临界应力的经验公式179

10.4压杆的稳定计算183

10.4.1压杆稳定条件183

10.4.2折减系数法183

10.5提高压杆稳定性的措施185

思考题186

习题186

第11章动载荷189

11.1动载荷与动应力189

11.2构件作等加速运动时的应力计算189

11.2.1构件作等加速直线运动时的应力计算189

11.2.2构件作等速转动时的应力计算191

11.3构件受冲击时的应力和变形的计算192

11.3.1自由落体冲击193

11.3.2水平冲击194

11.3.3提高构件抗冲击能力的措施197

11.4冲击韧性198

思考题199

习题200

附录A截面图形的几何性质202

A.1静矩形心坐标202

A.1.1静矩202

A.1.2形心坐标202

A.2惯性矩极惯性矩204

A.2.1惯性矩204

A.2.2极惯性矩204

A.2.3简单图形的惯性矩204

A.2.4组合截面的惯性矩206

A.3惯性积惯性半径206

A.4平行移轴定理207

A.5转轴公式主惯性矩209

思考题210

习题210

附录B梁的挠度与转角213

附录C型钢表215

部分习题答案228

参考文献236