前辅文

理论力学篇

第1章 理论力学的应用实例与演示

1.1 应用理论力学的演示和实验的内容

1.2 理论力学实验课的重要性

1.3 实验方法与时间安排

第2章 静力学的创新应用演示实例

2.1 曲柄滚轴拖把挤水的过程与受力分析

2.2 桑塔纳汽车用的千斤顶受力分析与自锁条件

2.3 膨胀螺钉的应用技术与约束力分析

2.4 管子钳与剪刀钳的受力分析

2.5 挖掘机部件的受力分析与求解各油缸的推力或拉力

2.6 压延机的摩擦因数问题

2.7 滑动摩擦不自锁问题——自动关门的摇皮

2.8 翻倒问题与起重机的稳定度

2.9 螺旋压榨机或螺旋拔销爪

2.10 气弹簧与随意平衡

2.11 开窗机构的受力分析与计算

2.12 机床上工件的夹紧机构

2.13 一些身边的平衡力系实例

第3章 运动学的创新应用演示实例

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

3.2 推土机的机构运动与分析

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

3.4 绕线器的转速比与圈数指示器

3.5 用尼龙丝作刀具的高速转动割草机

3.6 自动旋转螺丝刀的行星齿轮

3.7 自动将塑料套快速套在鞋上的机器

3.8 苹果削皮机的运动分析

3.9 串接电机定子的自动绕线机（合成运动应用）

3.10 可调尺寸的六角扳手

3.11 踢足球机器人行走机构的合成

3.12 “鬼推磨”和假肢机构的运动分析

3.13 机器人时代——各种机构的综合作用

第4章 动力学的创新应用演示实例

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

4.2 质点系动量定理的演示

4.3 平衡的四个问题

4.4 振动产生优美动听的音乐

4.5 隔振理论及各种隔振器

4.6 几种悬浮平衡

4.7 能量的类型与转换

4.8 离心惯性力的应用

4.9 玩具动力学

4.10 动量矩偶系概念在飞行器控制中的应用

第5章 理论力学的若干实验

5.1 教学实验的内容

5.2 动、静滑动摩擦因数的测试

5.3 临界角与稳定性测试

5.4 运动学时间参数测试实验

5.5 不可见轴产品的转速测试

5.6 功率、力矩、转速三者的关系与动力机的效率

第6章 ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台介绍与实验步骤

6.1 实 验 内 容

6.2 实 验 装 置

6.3 实验指导（6个实验）

6.4 ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台

第7章 理论力学的探究性实验

7.1 探究性实验的理念

7.2 重心、质心、形心及应用

7.3 网球拍控制振动与调谐原理

7.4 与动力学有关的魔术

7.5 高铁车厢上各种减振措施

材料力学篇

第8章 材料力学的应用实例与演示

8.1 应用材料力学的任务

8.2 材料力学实验的内容

8.3 八音琴音键的挠度曲线计算

8.4 空气净化器上按钮开关底板的挖槽设计

8.5 剃须刀刀头拆装件的易变形分析与负泊松比图形

8.6 非圆截面扭转应力分析的创新应用

8.7 塑料衣架等的等强度设计

8.8 发条弹簧最大理论力矩Mmax

8.9 元件、产品的疲劳试验与可靠性试验

8.10 材料的E、G与硬度H的关系

8.11 滑板车的横截面惯性矩计算

8.12 应力集中概念的广泛应用

第9章 材料力学性能实验

9.1 万能试验机介绍

9.2 材料拉伸试验

9.3 材料压缩实验

9.4 金属材料的扭转实验

9.5 冲击实验

9.6 疲劳实验

第10章 电测应力分析实验

10.1 应变电测原理与技术

10.2 纯弯曲梁的正应力实验

10.3 弯扭组合变形的主应力和内力测试

10.4 电阻应变片的粘贴与灵敏系数标定实验

10.5 弹性模量E和泊松比μ的测试

10.6 偏心拉伸实验

10.7 压杆稳定性实验

10.8 电测应力分析的应用

10.9 光弹性应力分析及现代力学测试技术简介

第11章 材料力学的探究性实验

11.1 电子吊秤设计与标定

11.2 弯曲变形下弹性常数(E、G、μ)及载荷测试实验

11.3 电子引伸计的设计与标定

11.4 纳米压痕仪的使用简介

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

附录B 力学中若干物理量的“分贝”表示方法

附录C 非均质物体转动惯量测试的等效技术

附录D 乐音频率与八音琴音键固有频率的计算

附录E 力学量国际单位制单位

附录F 实验数据的类型与处理

附录G 动滑动摩擦因数测试实验报告

附录H 不可见轴产品的转速测试实验报告

附录I 小型直流电机的功率、力矩、转速测试实验报告

附录J ZME-Ⅰ型理论力学多功能实验台实验报告

附录K 金属材料的拉伸实验报告

附录L 金属材料的压缩实验报告

附录M 金属材料的扭转实验报告

附录N 金属材料冲击实验报告

附录O 纯弯曲梁正应力实验报告

附录P 弯扭组合变形的主应力和内力测定实验报告

附录Q 理论力学篇的思考题和材料力学篇的思考题

参考文献 2100433B

本书为适应新世纪“加强实践教学、培养创新人才”的教学改革要求而编写，把身边的、工程中的和科研成果中的与工程力学有关的实际问题，通过演示和实验这两种方式加以呈现，使工程力学教学得到进一步提升。

本书内容分为理论力学篇和材料力学篇。理论力学篇包括静力学、运动学、动力学的应用演示，理论力学的若干实验，理论力学的探究性实验等；材料力学篇包括材料力学的应用实例与演示，材料力学性能实验（含拉伸、压缩、扭转、冲击、疲劳等）、电测应力分析实验（含梁的弯曲正应力、弯曲变形、弯曲与扭转的组合变形、弹性模量E和泊松比m的测试、偏心拉伸、压杆稳定性等），材料力学的探究性实验，以及附录。

本书可作为高等学校工程力学实验课程教材，也可供教师和工程技术人员参考。

在教材《工程力学实验》（第1版）的基础上吸收同类院校实验教学之成果编写了这本教材。在编写过程中，力图体现以下原则：

1. 在编写指导思想上，坚持传授知识、培养能力、提高素质相协调，加强学生的探索精神和创新能力。在基本实验方面，实验步骤的叙述尽可能详尽，具有可操作性，使学生在了解仪器使用后能根据实验教材独立完成实验。在扩展实验方面，只提出设计任务，实验方案由学生自行拟定，培养学生自主学习、研究性学习的能力，进一步培养学生在实验中发现问题、解决问题的能力，为将来在科学研究或工程实践中解决实际问题提供初步训练。实验布置了思考题，让学生思考实验中可能遇到的问题，深化实验的基本原理的应用。

2. 实现实验标准化的要求。在实验教学的内容上结合当前执行的最新标准，使学生掌握标准中的测试要求。按照国家标准对实验的要求，完善了金属材料拉伸实验、金属材料扭转实验等各项实验的内容；促进了力学实验相关知识与国家标准的融合；实现了实验规范化和标准化。

3. 注重自制仪器的开发与应用。部分实验应用自制的实验仪器设备，编写实验内容，独立开发出可以广泛应用的实验项目。

4. 实验教学内容与科研、工程密切联系，形成良性互动。部分实验内容直接由科研成果转化而来，实验内容与实际工程应用联系紧密，有较强的工程应用背景。

5. 注重培养学生实验数据处理和软件应用的能力。独立开发了动应变实验教学软件，应用到加速度传感器灵敏系数标定实验和动荷系数测量实验，让学生掌握现代动态采集数据的方法和概念。在光弹实验中，让学生接触数字图像处理软件，掌握数字图像的处理基本方法。把实验内容和数据处理、软件应用的知识有机地结合起来，培养学生多种知识的综合应用与实验，极大地丰富了学生实验学习的内容，让学生掌握更多的实践技能。

本教材既可作为工科类各专业学生的工程力学实验指导书，又可供学生开设综合、设计实验时阅读，还可供工程技术人员在测定有关力学量时参考。本教材主要介绍了理论力学、材料力学课程的常做实验。第一篇为理论力学实验，若全做，约需8学时；第二篇为材料力学基本实验，大约需6～8学时；第三篇为选做实验，为提高性、设计性的实验。

本教材符合工科类工程力学教学基本要求，在实验内容的安排上，本着少而精的原则，与目前课程课时相一致。在实验方法以及有关力学量符号方面尽可能贯彻新的国家标准。每一个实验的编排分为实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤四部分。提出的实验目的清楚、明确；介绍实验设备时尽量包含现用的仪器、设备，既介绍了目前仍沿用的老设备，又介绍了较先进的电子仪器和设备；实验原理介绍简明扼要；实验步骤安排注重可操作性。