簡介：第5章粘性流體動力學基本方程組51粘性流體動力學基本方程流體運動所遵循的規(guī)律是由物理學三大守恒定律規(guī)定的，即質(zhì)量守恒定律，動量守恒定律和能量守恒定律。這三大定律對流體運動的數(shù)學描述就是動力學基本方程組。但這個方程組是不封閉的，要使其封閉還需加上輔助的物性關(guān)系等。一般情況下，現(xiàn)在還求不出這個方程組的解析解，但研究這個方程組的性質(zhì)卻具有極其重要的意義，因為所有的流動現(xiàn)象都是由這個方程組所規(guī)定的。粘性流動的一個基本特征是流動的有旋性。因此研究渦的產(chǎn)生、輸運和擴散就是很重要的了。這些性質(zhì)也都是由流體動力學基本方程組所規(guī)定的。對流體運動的描述有兩種方法，即拉格朗日法和歐拉法；對基本定理的數(shù)學表述也有兩種方法，即積分形式和微分形式。本章將采用歐拉法和微分形式來表述基本方程。511質(zhì)量守恒定律連續(xù)方程連續(xù)方程是質(zhì)量守恒定律在運動流體中的數(shù)學表達式。由于不涉及力的問題，因此粘性流體力學與非粘性流體方程完全相同，在非粘性流體中所做的推導和討論在這里全部有效。考察流體通過一微元體的界面所引起的微元體內(nèi)質(zhì)量的變化問題。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，單位體積上通過微元體界面流出的質(zhì)量流量即矢量U的散度U，它應等于微元體內(nèi)單位時間單位體積所減少的質(zhì)量0TU511展開后得0UVWTXYZ512連續(xù)方程表示單位時間內(nèi)流人流出微元體的質(zhì)量必與密度變化相平衡。對于定常流，此式可變?yōu)?UVWXYZ5130U514對于不可壓縮流，512式變?yōu)?UVWXYZ即IIUX0515由張量分析的知識可知，IIUX是應變量張量的主對角線上三元素之和，恒為常數(shù)，表示微元體的體積變化率。式515表示總的體積變化率為零，與流體的不可壓縮一致。DDDYXYZYP，DDDZXYZZP于是可得作用于單位容積的表面力的合力向量為DDDDDDDDDDDDYXZYXZXYZXYZXYZXYZXYZXYZPPPPPPP5111式中XP，YP和ZP都是向量，還可以把它們沿三個坐標方向分解，即分解為正應力和平行于各微元面的切應力。例如，作用于與X軸垂直的微元面上的應力XP可分解為（圖51）XXXYXZPIJK5112A同理有YYXYYZPIJK5112BZZXZYZPIJK5112C式中注足是這樣規(guī)定的正應力的注足代表應力的方向，切向力的第一個注足代表與切應力所在平面垂直的方向，第二個注足代表切應力的方向。例如，XY表示作用在與X軸垂直的平面上沿Y向的切應力。由式5112可見，要完全描述微元體上應力P需要九個標量。這九個標量就組成了應力張量，表示為ZXYXXZYYXYZYZXZ5113容易證明這個張量是對稱的，由式5111，5112和5113可寫出如下的單位容積的表面力公式。YXXZXXYZPIX方向分量XYYZYXYZJY方向分量5114YZXZZXYZKZ方向分量將5114式代入516式則得YZ面上的量ZX面上的量XY面上的量

簡介：誠信應考誠信應考考試作弊將帶來嚴重后果考試作弊將帶來嚴重后果華南理工大學期中測驗華南理工大學期中測驗材料力學測驗材料力學測驗2015520155注意事項注意事項11考前請將密封線內(nèi)填寫清楚；考前請將密封線內(nèi)填寫清楚；22所有答案請直接答在試卷上；所有答案請直接答在試卷上；3考試形式閉卷；考試形式閉卷；44本試卷共本試卷共六大題，滿分大題，滿分100100分，分，考試時間考試時間120120分鐘分鐘。題號一二三四五六總分得分評卷人評卷人一、判斷題（正確打“一、判斷題（正確打“”，錯誤大“”，錯誤大“”，每題，每題1分，共分，共10分）分）1拉桿分段受力時，其最大應變等于各段應變之和。（）2拉桿屈服的原因是桿內(nèi)的最大切應力超過剪切極限。（）3空心軸扭轉(zhuǎn)時，截面上內(nèi)孔處的切應力為零。（）4若平面圖形有一個對稱軸，且其慣性矩等于另一垂直于該軸的軸的慣性矩，則通過這兩軸交點的任一軸都是主慣性軸（）5直梁彎曲時，截面高度方向的中間位置所對應的材料層，稱為中性層（）6直梁純彎曲時，根據(jù)平面假設、胡克定律和截面法中對中性軸轉(zhuǎn)動平衡方程，可以推導出梁微段兩截面間的單位長相對轉(zhuǎn)角與截面的彎矩成正比，與梁的抗彎剛度成反比。（）7直梁在荷載作用下，由于截面發(fā)生翹曲，截面上的縱向?qū)ΨQ軸彎曲成連續(xù)、光滑的曲線，稱為撓曲線（）8在有中間鉸連接處，兩邊的梁在連接處存在撓度相等的連續(xù)條件、但不存在轉(zhuǎn)角相等的光滑連續(xù)條件（）9若空心圓截面的內(nèi)外徑之比為二分之一，則其對某直徑的慣性半徑等于該圓外半徑的八分之根號五倍（）10在冬天嚴寒天氣下，水管中的水會因受凍而結(jié)冰，根據(jù)低溫下水管和冰的受力情況可知，水管會先破壞而并冰保持完好（）_____________________姓名學號學院專業(yè)座位號密封線內(nèi)不答題密封線線4如圖圖示邊長為圖示邊長為的大正方形挖去一個邊長為的大正方形挖去一個邊長為的小正方形，則該截面的慣性矩的小正方形，則該截面的慣性矩A2AZI等于等于（C）XYZA；B；4516ZAI4413481922ZAAIC；D。41764ZAI441331922ZAAI5圖示梁承受一力偶作用，其力偶矩為。試分析判斷四種撓度曲線中哪一種是正確的M（B）2AABAMABCMADCCABMBCABMCABMC

簡介：材料力學任務1桿件軸向拉伸（或壓縮）時的內(nèi)力計算填空題（請將正確答案填在空白處）1材料力學主要研究構(gòu)件在外力作用下的、與的規(guī)律，在保證構(gòu)件能正常、安全工作的前提下最經(jīng)濟地使用材料，為構(gòu)件選用，確定。變形受力破壞合理的材料合理的截面形狀和尺寸2構(gòu)件的承載能力，主要從、和等三方面衡量。（強度剛度穩(wěn)定性）3構(gòu)件的強度是指在外力作用下構(gòu)件的能力；構(gòu)件的剛度是指在外力作用下構(gòu)件的能力；構(gòu)件的穩(wěn)定性是指在外力作用下構(gòu)件的能力。（抵抗塑性變形或斷裂抵抗過大的彈性變形保持其原來直線平衡狀態(tài)）4桿件是指尺寸遠大于尺寸的構(gòu)件。（縱向橫向）5桿件變形的四種基本形式有、、、。（拉伸與壓縮變形剪切變形扭轉(zhuǎn)變形彎曲變形）6受軸向拉伸或壓縮的桿件的受力特點是作用在直桿兩端的力，大小，方向，且作用線同桿件的重合。其變形特點是沿桿件的方向伸長或縮短。（相等相反軸線軸線）7在材料力學中，構(gòu)件所受到的外力是指和。（主動力約束反力）8構(gòu)件受到外力作用而變形時，構(gòu)件內(nèi)部質(zhì)點間產(chǎn)生的稱為內(nèi)力。內(nèi)力是因而引起的，當外力解除時，內(nèi)力。（抵抗變形的“附加內(nèi)力”外力隨之消失）9材料力學中普遍用截面假想地把物體分成兩部分，以顯示并確定內(nèi)力的方法，稱為。應用這種方法求內(nèi)力可分為、和三個步驟。（截面法截開代替平衡）10拉（壓）桿橫截面上的內(nèi)力稱為，其大小等于該橫截面一側(cè)桿段上所有的代數(shù)和。為區(qū)別拉、壓兩種變形，規(guī)定了軸力FN正負。拉伸時軸力為，橫截面；壓縮時軸力為，橫截面。（軸力外力正背離負指向）選擇題（請在下列選項中選擇一個正確答案并填在括號內(nèi)）1在圖211中，符合拉桿定義的圖是（）。ABC圖211（A）2材料力學中求內(nèi)力的普遍方法是（）A幾何法B解析法C投影法D截面法（D）3圖212所示各桿件中的AB段，受軸向拉伸或壓縮的是（）。A）B）圖216參考答案解圖A1求11截面的內(nèi)力1）截開沿11截面將桿件假想分成兩部分。2）代替取右端為研究對象（可簡化計算）畫受力圖，如下圖A所示。3）平衡根據(jù)靜力學平衡方程式求內(nèi)力FN1為由∑FX＝0得－4F－FN1＝0FN1＝－4F（壓力）2求22截面的內(nèi)力同理，取22截面右端為研究對象畫受力圖（如下圖A所示），可得FN2＝3F－4F＝－F（壓力）圖B1求11截面的內(nèi)力截開沿11截面將桿件假想分成兩部分。代替取左端為研究對象（可簡化計算）畫受力圖，如下圖B所示。平衡根據(jù)靜力學平衡方程式求內(nèi)力FN1為由∑FX＝0得F＋FN1＝0FN1＝－F（壓力）同理，取22截面左端為研究對象畫受力圖如下圖B所示，可得FN2＝2F－F＝F（拉力）取33截面右端為研究對象畫受力圖如下圖B所示，可得FN3＝－F（壓力）AB圖216參考答案2如圖217所示三角架中，在B處允許吊起的最大載荷G為25KN。試求AB，BC兩桿上內(nèi)力的大小。圖217參考答案

簡介：02任務_0003試卷總分100測試時間試卷得分0一、單項選擇題（共一、單項選擇題（共1010道試題，共道試題，共3030分。）分。）得分得分30301下圖所示結(jié)構(gòu)的彎矩圖形狀應為ABCD滿分3分2求圖示結(jié)構(gòu)AB兩點的相對線位移，虛設力狀態(tài)為圖（A）ABCD滿分3分3圖示懸臂梁中間截面的彎矩為（）ABCD滿分3分4圖示多跨靜定梁支座截面C的彎矩等于A折線B圓弧C雙曲線D拋物線滿分3分10圖示結(jié)構(gòu)當支座B有沉降時產(chǎn)生A內(nèi)力B反力C位移D變形滿分3分二、判斷題（共二、判斷題（共1010道試題，共道試題，共3030分。）分。）得分得分30301圖示多跨靜定梁僅FD段有內(nèi)力。A錯誤B正確滿分3分2圖示兩個單跨梁，同跨度同荷載。但橫截面形狀不同，故其內(nèi)力也不相同。A錯誤B正確滿分3分3圖示剛架CD部分的內(nèi)力為零A錯誤B正確滿分3分4圖示懸臂梁截面A的彎矩值是QL2。

簡介：2121試繪出下列各桿的軸力圖。22（B）答MPA100CM80KN82NABABABAFMPA950CM209KN12NBCBCBCAFMPA716CM120KN22NCDCDCDAFMPA950MAX23答以B點為研究對象，由平面匯交力系的平衡條件KN1212KN1497BCABFFMPA112MPA5137BCAB22求下列結(jié)構(gòu)中指定桿內(nèi)的應力。已知A圖中桿的橫截面面積A1A21150MM2；解（1）分析整體，作示力圖0IBFMF2FFN2FFNAECDBFAFBFABFBCWB3N2612010400MPA30MM3010BBF3N2612010300MPA40MM4010AAF桿件最大正應力為400MPA，發(fā)生在B截面。2424一直徑為15MM，標距為200MM的合金鋼桿，比例極限內(nèi)進行拉伸試驗，當軸向荷載從零緩慢地增加584KN時，桿伸長了09MM，直徑縮小了0022MM，確定材料的彈性模量E、泊松比Ν。解加載至584KN時，桿件橫截面中心正應力為3N245841033048MPA15104FA中線應變333Δ0910451020010LL彈性模量3333048MPA73410MPA4510E側(cè)向線應變3104671150220＝，泊松比03262626圖示短柱，上段為鋼制，長200MM，截面尺寸為100100MM2；下段為鋁制，長300MM，截面尺寸為200200MM2。當柱頂受F力作用時，柱子總長度減少了04MM，試求F值。已知E鋼200GPA，E鋁70GPA。解柱中的軸力都為F，總的變形（縮短）為120203ΔGLFFLEAEA12399Δ0203041002032001001017010020219310KNGLLFEAEA

簡介：第二部分第二部分填空題填空題1構(gòu)件的承載能力包括、、。2材料力學的基本假設是、、。3材料力學研究的變形的范圍是。4材料力學的基本變形包括軸向拉伸（壓縮）、、、。5承受軸向拉伸（壓縮）的桿件，只有在長度范圍內(nèi)，變形才是均勻的。6根據(jù)強度條件可以進行、、三方面的強度計算。7低碳鋼材料由于冷作硬化，會使提高，可使降低。8鑄鐵試件的壓縮破壞和有關(guān)。9構(gòu)件由于截面的會發(fā)生應力集中現(xiàn)象。10低碳鋼拉伸的應力應變曲線的第四個階段是，會發(fā)生現(xiàn)象。11圓桿扭轉(zhuǎn)時，根據(jù)原理，起縱截面上也存在剪應力。12鑄鐵圓桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞的破斷線如圖，試畫出圓桿所受外力偶方向。13畫出圓桿扭轉(zhuǎn)時，兩種截面的剪應力分布圖。14鑄鐵材料的（抗壓，抗拉，抗剪）能力最強，鑄鐵材料圓桿扭轉(zhuǎn)破壞時的破斷面與軸線約成角。15組合圖形對某一軸的靜矩等于的代數(shù)和。16圖形對任意一對正交軸的慣性聚之和，恒等于圖形對。17圖形對于若干相互平行軸的慣性矩中，其中數(shù)值最小的是對軸的慣性矩。18如果一對正交軸中有一根是圖形的對稱軸，則這一對軸為圖形的。19過圖形形心且的一對軸為圖形的形心主慣性矩。20當簡支梁只受集中力和集中力偶作用時，則最大剪力必發(fā)生在。21兩梁的跨度、承受載荷及支承相同，但材料和橫截面面積不同，則兩梁的剪力圖和彎矩（相同，不同）。22梁在中間鉸鏈處，鉸鏈任何一側(cè)的外力對鉸鏈處力矩之和為。23應用公式時，必須滿足的兩個條件是和。YIMZMM條件為。32應用疊加原理求梁橫截面的撓度、轉(zhuǎn)角時，需要滿足的條件是。33兩個二向應力疊加后是一個應力狀態(tài)。34在平面應力狀態(tài)下，單元體相互垂直平面上的正應力之和等于。35一點沿某一方向的正應力為零，則沿該方向的線應變（填“為零”或“不為零”）。36強度理論是關(guān)于的假說。37在三向等值壓縮時，脆性材料的破壞形式為。38低碳鋼材料在三向等值拉伸時，應選用強度理論作強度校核。39比較第三和第四強度理論，按設計的軸的直徑小。40在復雜應力狀態(tài)下，應根據(jù)和選擇合適的強度理論。41斜彎曲、拉伸（壓縮）與彎曲組合變形的危險點都處于應力狀態(tài)；拉伸（壓縮）與扭轉(zhuǎn)、彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的危險點都處于應力狀態(tài)。42拉伸（壓縮）與彎曲組合變形時中性軸一定截面形心（填“通過”或“不通過”）。43斜彎曲時中性軸一定截面形心（填“通過”或“不通過”）。44兩根材料、長度、截面面積和約束條件都相同的壓桿，其臨界力也必定（填“相同”或“不同”）。45對于不同柔度的塑性材料壓桿，其最大臨界應力將不超過材料的。46一兩端鉸支壓桿的截面為矩形，當其失穩(wěn)時，撓曲線位于平面內(nèi)。47等截面直梁在彎曲變形時，撓曲線最大曲率發(fā)生在處。48對鋼制圓軸作扭轉(zhuǎn)校核時，發(fā)現(xiàn)強度和剛度均比規(guī)定的要求低了20，若安全系數(shù)不變，改用屈服極限提高了30的鋼材，則圓軸的強度，剛度（填“足夠”或“不夠”）。49圖示空間折桿，AB段是變形BC段是變形。50斜彎曲時，桿的和不在同一平面內(nèi)。ABCDFAFBC2L2L2L2LA

簡介：EΝ與KG的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下213EK（72）12EG當Ν值接近05的時候不能盲目的使用公式35，因為計算的K值將會非常的高，偏離實際值很多。最好是確定好K值利用壓縮試驗或者P波速度試驗估計，然后再用K和Ν來計算G值。表71和72分別給出了巖土體的一些典型彈性特性值。巖石的彈性（實驗室值）（GOODMAN1980）表71干密度KGM3EGPAΝKGPAGGPA砂巖19303826870粉質(zhì)砂巖263022156108石灰石2090285029226111頁巖221025701110298843大理石2700558025372223花崗巖738022439302土的彈性特性值（實驗室值）（DAS1980）表72干密度KGM3彈性模量EMPA泊松比Ν松散均質(zhì)砂土147010260204密質(zhì)均質(zhì)砂土1840346903045松散含角礫淤泥質(zhì)砂土1630密實含角礫淤泥質(zhì)砂土19400204硬質(zhì)粘土17306140205軟質(zhì)粘土1170149023015025黃土1380軟質(zhì)有機土610820凍土2150各向異性彈性特性作為各向異性彈性體的特殊情況，橫切各向同性彈性模型需要5中彈性常量E1E3Ν12Ν13和G13；正交各向異性彈性模型有9個彈性模量E1E2E3Ν12Ν13Ν23G12G13和G23。這些常量的定義見理論篇。均質(zhì)的節(jié)理或是層狀的巖石一般表現(xiàn)出橫切各向同性彈性特性。一些學者已經(jīng)給出了在無流動情況下，飽和體積模量為（75）NKKKFU不排水的泊松比為（76））G3K22G3KUUU這些值應該和排水常量和作比較，來估計壓縮的效果。重要的是，在FLAC3DK中，排水特性是用在機械連接的流變計算中的。對于可壓縮顆粒，比奧模量對壓縮模型的影響比例與流動。7373固有的強度特性固有的強度特性在FLAC3D中，描述材料破壞的基本準則是摩爾庫侖準則，這一準則把剪切破壞面看作直線破壞面（77）S13N2CNF其中SIN1SIN1NΦ最大主應力壓縮應力為負1最小主應力3摩擦角C粘聚力當時進入剪切屈服。這里的兩個強度常數(shù)Φ和C是由實驗室的三軸實驗獲得0FS的。當主應力變?yōu)槔r，摩爾庫侖準則就將失去其物理意義。簡單情況下，當表面的在拉應力區(qū)域發(fā)展到等于單軸抗拉強度的點時，，這個次主應力不會達到拉伸強度3T例如；（78）T3TF當時進入拉伸屈服。巖石和混凝土的抗拉強度通常有由西實驗獲得。注意，抗0FT拉強度不能超過Σ3這是和摩爾庫侖關(guān)系的頂點的限制是一致的。最大的值由下式給出（79）TANCTMAX表74列出了一系列具有代表性的典型的巖石標本的粘聚力、摩擦角和抗拉強度值。土體的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值見表75。土體強度用無側(cè)限抗壓強度表示，與粘聚力C和摩擦角的關(guān)系由下式確定UQUQ（710）22CTAN45QU

簡介：第十章第十章質(zhì)點動力學的基本方程質(zhì)點動力學的基本方程一、選擇題（每題一、選擇題（每題3分。請將答案的序號填入劃線內(nèi)。分。請將答案的序號填入劃線內(nèi)。）1、汽車以勻速率、汽車以勻速率在不平的道路上行駛，當汽車通過在不平的道路上行駛，當汽車通過A、B、C三個位置時，汽車對路面的壓力分別為三個位置時，汽車對路面的壓力分別為NA、NB、NC，則下，則下述關(guān)系式﹍﹍﹍﹍﹍﹍成立。述關(guān)系式﹍﹍﹍﹍﹍﹍成立。①NA＝NB＝NC②NA＜NB＜NC③NA＞NB＞NC④NA＝NC＞NB。2、求解質(zhì)點動力學問題時，質(zhì)點的初條件是用來﹍﹍﹍﹍、求解質(zhì)點動力學問題時，質(zhì)點的初條件是用來﹍﹍﹍﹍﹍。﹍。①分析力的變化規(guī)律分析力的變化規(guī)律②建立質(zhì)點運動微分方程建立質(zhì)點運動微分方程③確定積分常數(shù)確定積分常數(shù)④分離積分變量。分離積分變量。3、已知物體的質(zhì)量為、已知物體的質(zhì)量為M彈簧的剛度為彈簧的剛度為K，原長為，原長為L。，靜伸，靜伸長為長為，則對于彈簧靜伸長未端為坐標原點、鉛直向下的坐標，則對于彈簧靜伸長未端為坐標原點、鉛直向下的坐標STOX，重物的運動微分方程為﹍﹍﹍﹍。，重物的運動微分方程為﹍﹍﹍﹍。①KXMGXM②KXXM③KXXM④。KXMGXM4、質(zhì)量為、質(zhì)量為M的物體自高的物體自高H處水平拋出，運動中受到與速度處水平拋出，運動中受到與速度一次方成正比的空氣阻力一次方成正比的空氣阻力作用，作用，，K為常數(shù)。則其為常數(shù)。則其RKMR運動微分方程為﹍﹍﹍﹍。運動微分方程為﹍﹍﹍﹍。①MGYKMYMXKMXM②MGYKMYMXKMXM③MGYKMYMXKMXM④。MGYKMYMXKMXM度為﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍度為﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍繩子受的拉力繩子受的拉力T為﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。為﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。5、質(zhì)量相同的兩個質(zhì)點，在半徑相同的兩圓弧上運動，設、質(zhì)量相同的兩個質(zhì)點，在半徑相同的兩圓弧上運動，設質(zhì)點在圖示（質(zhì)點在圖示（A）B位置時具有相同的速度，則此時約束反力位置時具有相同的速度，則此時約束反力N1＝﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍＝﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍N2＝﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。＝﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。三、計算題（本題三、計算題（本題15分）分）質(zhì)量為質(zhì)量為M的質(zhì)點在水平面內(nèi)運動時受到圖示與的質(zhì)點在水平面內(nèi)運動時受到圖示與X軸垂直的軸垂直的引力作用，該引力大小為引力作用，該引力大小為K為常數(shù)。開始時質(zhì)點位于為常數(shù)。開始時質(zhì)點位于2MYKFY點，初速度點，初速度水平。求該質(zhì)點的運動軌跡、速度的最水平。求該質(zhì)點的運動軌跡、速度的最0HMOO大值以及達此速度所需的時間。大值以及達此速度所需的時間。

簡介：判斷判斷虎克定律虎克定律1、桿件在拉伸變形后，橫向尺寸會縮短，是因為桿內(nèi)有橫向應力存在。答案此說法錯誤答疑桿件內(nèi)沒有橫向應力存在，是由于縱向應力使桿件產(chǎn)生橫向變形。2、虎克定律適用于彈性變形范圍內(nèi)。答案此說法錯誤答疑虎克定律適用于線彈性變形范圍，當應力超過比例極限后，應力－應變關(guān)系不再呈線性關(guān)系3、“拉壓變形時桿件的橫向變形Ε’和軸向應變Ε之間的關(guān)系為Ε’＝－ΜΕ”錯誤答疑當變形處于彈性范圍內(nèi)時，桿件的橫向變形Ε’和軸向應變Ε之間的關(guān)系為Ε’＝－ΜΕ選擇題選擇題虎克定律虎克定律CADCCCADCCBCDABBCDAB1、均勻拉伸的板條表面上畫兩個正方形，如圖所示。受力后會成形狀。AA正方形、B正方形；BA正方形、B菱形；CA矩形、B菱形DA矩形、B正方形答疑正方形A的左右兩對邊之間的縱向纖維的原長相等，在均勻拉力作用下伸長量相等；上下兩對邊之間的橫向纖維尺寸變小，且縮短量相等，固變形后成為矩形。正方形B的任意兩條縱向纖維之間的原長不等，受力后的伸長量也不相等，中間纖維的伸長量最大，向上、向下依次變形量減小，固變形后成為菱形。2、受軸向拉伸的圓截面桿件的橫截面上畫兩個圓，拉伸后會變成什么形狀AA圓、B圓；BA圓、B橢圓；CA橢圓、B圓；DA橢圓、B橢圓；答疑橫截面上只存在與橫截面垂直的正應力且正應力在橫截面上均勻分布，沿徑向無應力存在。由于橫截面上拉應力的存在使得兩圓的半徑減小，但形狀不變。答疑桿件的BC段的軸力為零，固桿件中間截面的鉛垂位移等于AB段的伸長量，而AB段的軸力為P，伸長量為PAEA。8、圖示中，拉桿的外表面有一條斜線，當拉桿變形時，斜線將。A平動；B轉(zhuǎn)到；C不動D平動加轉(zhuǎn)動答疑斜線代表一斜截面，斜截面與左側(cè)端面之間的縱向纖維在拉力的作用下將伸長，使得斜線產(chǎn)生位移；另一方面，斜截面與左側(cè)端面之間的縱向纖維的伸長量不相等，使得斜線發(fā)生轉(zhuǎn)動。9、空心圓軸受軸向拉伸時，受力在彈性范圍內(nèi)，它的。A內(nèi)外徑都減?。籅外徑減小，內(nèi)徑增大；C內(nèi)外徑都增大；D外徑增大，內(nèi)徑減小。答疑在軸向拉力的作用下，橫截面上橫向尺寸減小。10、圖示中各桿件的材料相同、橫截面A1＝A22桿件的長度均為L載荷均為P。C1與C2點在鉛垂方向的位移分別為Δ1、Δ2。那么有AΔ1＝Δ2；BΔ1Δ2；CΔ1Δ2；答疑Δ1ΔLCOS30NLEA1COS30PL15EA1、Δ2＝PLEA2PL2EA1填空填空虎克定律虎克定律1、承受集中力的軸向拉壓桿件，只有在長度范圍內(nèi)變形才是均勻的。答案在距端截面的距離大于橫向尺寸的答疑根據(jù)圣維南原理，在離開桿端一定距離大于桿件橫向尺寸的范圍之外，橫截面上各點的應力才是均勻的。2、圖示中桿件，AB＝BC＝CD＝L。如果截面的抗拉壓剛度為EA，在四個相等的P力作用下，桿件的總變形為，BC段的變形為。

簡介：第三章復習思考題答案,地下水動力學,,1自然界什么條件可以形成地下水承壓含水層和潛水含水層一維穩(wěn)定流動自然界中可以形成地下水承壓含水層一維穩(wěn)定流動的條件均質(zhì)、等厚、等寬、隔水底板水平的承壓含水層，若存在兩條平行且切穿含水層的河流，當水位穩(wěn)定足夠時間后，地下水可形成一維穩(wěn)定流動。自然界中也有可能形成地下水潛水含水層一維穩(wěn)定流動。,2自然界什么條件可以形成地下水承壓含水層和潛水含水層剖面二維X，Z穩(wěn)定流動自然界中可以形成地下水承壓含水層剖面二維穩(wěn)定流動的條件均質(zhì)、等厚、等寬、隔水底板傾斜或彎曲的承壓含水層，若存在兩條平行且切穿含水層的河流，當水位穩(wěn)定足夠時間后，地下水可形成剖面二維穩(wěn)定流動。自然界中可以形成地下水潛水含水層剖面二維穩(wěn)定流動的條件均質(zhì)、等厚、等寬的潛水含水層，地下水可形成剖面二維穩(wěn)定流動。,3什么條件下的穩(wěn)定流水頭線或浸潤曲線與滲透系數(shù)無關(guān)為什么均質(zhì)各向同性承壓含水層中地下水穩(wěn)定流的水頭線或浸潤曲線由,及其邊界條件確定。顯然水頭線方程與滲透系數(shù)無關(guān)。,及其邊界條件確定。顯然，當W0，即無蒸發(fā)、無入滲條件下，均質(zhì)各向同性潛水含水層中地下水穩(wěn)定流的水頭線或浸潤曲線與滲透系數(shù)無關(guān)；而當W≠0，即蒸發(fā)或入滲條件下，均質(zhì)各向同性潛水含水層中地下水穩(wěn)定流的水頭線或浸潤曲線與滲透系數(shù)有關(guān)。,均質(zhì)各向同性潛水含水層中地下水穩(wěn)定流的水頭線或浸潤曲線由,可知沿流向?qū)⒆兇?。所以水頭線H為一上凸的曲線。,4試分析底坡I0、I0和I0條件下均質(zhì)潛水含水層二維流，滲流寬度不變，而滲流厚度H沿流向可能變小、不變或變大。根據(jù)滲流連續(xù)性原理，可知Q常量。那么，由裘布依微分方程,5試建立圖331所示的均質(zhì)、等厚承壓含水層，平面流線輻射形平面二維流穩(wěn)定流的流量和水頭線方程。,圖331承壓含水層平面輻射流,首先，建立如圖所示的坐標系。根據(jù)偏微分形式的達西定律，任意斷面的流量,其中,1,2,那么式1可變?yōu)?對式2進行分離變量，并由斷面1到斷面2作積分，得,式中Q、K、M、B1、B2、L都是常數(shù)。那么，對上式進行積分后，得流量方程為,求水頭線方程，可利用12斷面和1X斷面分別寫為Q1和Q2的流量方程，再根據(jù)水均衡原理，QQ1Q2，則得到水頭線方程,6如何得到欲修建水庫水位的極限高度值HMAX不發(fā)生滲漏其大小與哪些水文地質(zhì)條件有關(guān)欲修建水庫的水位的極限高度值HMAX不發(fā)生滲漏由下式確定,即,1,由式1可知，HMAX的大小與下述水文地質(zhì)條件有關(guān)K愈大，愈容易發(fā)生滲漏；滲流途徑L越小，即水庫與臨河之間距越短，越容易發(fā)生滲漏；入滲補給量W愈小，愈容易滲漏；臨河水位H臨愈小，愈容易滲漏。,7在式3122與3123之間有一段文字，“若引進裘布依假定實際上，此條件下并非處處滿足裘布依假定”讀者如何理解何處不滿足裘布依假定由于裘布依假定是在滲流的垂直分流速遠遠小于水平分流速條件下，而忽略垂直分流速所獲得的。因此，裘布依假定不能用在垂直分流速比較大而不能忽略的情況。在地下水分水嶺處的鉛直面十分接近流面或者就是流面，當然就不可能將其假定為等水頭面。因此，地下水分水嶺附近不滿足裘布依假定。另外，在地下水排入河流的河床壁面上，在河水位之上存在“出滲面”，這里的水頭比較彎曲，也不滿足裘布依假定。,當，水庫發(fā)生滲漏。,當，水庫發(fā)生滲漏。,8水庫是否通過河間地塊向鄰谷滲漏，利用Q1和A來判斷有無區(qū)別,水庫是否通過河間地塊向鄰谷滲漏，利用Q1判斷,水庫是否通過河間地塊向鄰谷滲漏，利用A來判斷,水庫是否通過河間地塊向鄰谷滲漏，利用Q1和A來判斷，二者的區(qū)別在于利用A來判斷時，必須保證W≠0；如果W0，則不能利用A來判斷。利用Q1來判斷，則無要求。,9試用水均衡法Q1WA來推導A的方程。斷面1的單寬流量方程為,而根據(jù)水均衡原理，可知Q1WA,1,2,聯(lián)立式1、2，可得,∴,10試解圖332所示條件的承壓無壓流的單寬流量Q和水頭線H方程,建立如圖的坐標系；利用串聯(lián)式分段法求解1M承壓滲流段的流量公式為,圖332承壓無壓流,2M無壓滲流段的流量公式為,根據(jù)水流連續(xù)性原理QQ1Q2,2,1,3,,,H,X,解由式1、2、3組成的方程組，可得L1。,把L1代入式1或2，則得承壓無壓流的單寬流量方程Q,承壓無壓流的水頭線方程,11試解圖332所示條件的非均質(zhì)河間地段地下水分水嶺的位置A，假定WC，H1H2，K1K2，并與均質(zhì)河間地段的分水嶺位置作一對比。,圖333非均質(zhì)河間地段地下水流,建立如圖的坐標系；利用串聯(lián)式分段法求解1中滲流段右側(cè)的單寬流量為,2中滲流段左側(cè)的單寬流量為,根據(jù)水流連續(xù)性原理QQ1Q2,2,1,3,而且H1H2,4,求解由式1、2、3、4組成的方程組，得,5,把式5代入式1，得,6,∵K1K2∴K1/K1K21/2K2/K1K2KV平行非均質(zhì)界面流動的平均滲透系數(shù)KH,垂直非均質(zhì)界面流動的平均滲透系數(shù)KV,顯然，垂直非均質(zhì)界面流動的平均滲透系數(shù)KV的大小主要取決于滲透系數(shù)最小即阻力最大的分層。,2,1,對于層狀非均質(zhì)含水層系統(tǒng)，水流平行界面時的滲透系數(shù)KH最大，水流垂直界面流動時的平均滲透系數(shù)KV最小。顯然，平行非均質(zhì)界面流動的平均滲透系數(shù)KH總是大于垂直非均質(zhì)界面流動的平均滲透系數(shù)KV。證明如下設層狀巖層由N層組成。首先考慮第1和2層，利用式1和2，可得出,然后把第1層和第2層的等效層作為第一層，第三層作為一層，同理，可證明,依次類推，把第1層和第N1層作為一層，第N層作為另一層，最后得到KHKV。,13圖323雙層非均質(zhì)含水層系統(tǒng)利用等效厚度法時，為什么不把它折算成滲透系數(shù)為K2的均質(zhì)含水層由于在滲透系數(shù)為K1的均質(zhì)含水層中過水斷面是變化的，而且是未知的。因此，不容易把它折算成滲透系數(shù)為K2的均質(zhì)含水層。,14試用吉林斯基勢函數(shù)法求解圖332所示的承壓無壓流問題。求解單寬流量根據(jù)吉林斯基勢函數(shù)定義，第一斷面的勢為,而第二斷面的勢為,則,15試繪制圖334、5條件下的水頭線形狀，并說明理由。,,可知沿流向?qū)⒊示€性由小變大。所以水頭線H為一上凸且逐漸變彎的曲線。,由圖334可知，滲透系數(shù)線性由大變?。欢腋鶕?jù)滲流連續(xù)性原理，可知Q常量。那么，由達西定律的微分方程,圖334滲透系數(shù)K沿流向變化圖由大至小,,可知沿流向?qū)⒊示€性變小。所以水頭線H為一下凹且逐漸變平的曲線。,由圖335可知，滲透系數(shù)線性由小變大；而且根據(jù)滲流連續(xù)性原理，可知Q常量。那么，由達西定律的微分方程,圖335滲透系數(shù)K沿流向變化圖由小至大,16圖323潛水含水層可否用分段法來解決采用分段法有什么限制條件可以采用分段法解決。,圖323等效厚度算例圖,采用分段法的限制條件各分滲流段的滲流狀況與總滲流相應部分相一致，即分段后不能“走樣”，否則各分滲流段之和不等于原滲流。每一分滲流段應有現(xiàn)成的解答或者解答容易求得，否則分段法就沒有優(yōu)越性了。,

簡介：第一章復習思考題參考答案,地下水動力學,11何謂滲流實際的地下水水流僅存在空隙空間，其余部分則是固體的巖石。但為了研究方便，我們用一種假想的水流來代替實際的水流。這種假想水流的物理性質(zhì)如密度、粘滯性等和真實的地下水相同，但它充滿了整個多孔介質(zhì)包括空隙和固體部分的連續(xù)體；而且這種假想水流的阻力與實際水流在任意巖石空隙體積內(nèi)中所受的阻力相同；它的任意一點壓強P和任一斷面的流量Q與實際水流在該點周圍一個小范圍內(nèi)的平均值相等。這就是在滲透阻力、滲透壓強以及滲透流量保持等效的原則下，把實際滲流速度平均到包括固體顆粒骨架在內(nèi)的整個滲流場中。這種假想水流稱為滲透水流，簡稱滲流。滲流是用一種假想的宏觀水平的地下水流。,,12為什么要通過滲流來研究真實的地下水流實際的水流通道的空間形態(tài)與方向是相當復雜的。這就使得地下水沿程流動時水質(zhì)點運動的速度的大小與方向都在不斷地變化著，那么在滲流場中的運動要素不是時間和空間的連續(xù)函數(shù)，所以不可利用一般流體力學中研究液體運動的方法來分析滲流問題。顯然若從微觀水平上研究地下水的運動是很困難的，實際上也無必要。因此，人們不去直接研究單個地下水質(zhì)點的運動特征，而利用平均化的方法研究地下水運動的宏觀規(guī)律。由于實際的地下水流僅存在于空隙空間，其余部分則是固體的巖石。為此要設計一個假想的流場，那么這個流場首先不能將水約束在空隙之中，否則不僅涉及復雜固體表面邊界的刻畫，而且水流在空間是不連續(xù)的，使得一切基于連續(xù)函數(shù)的微積分手段都不能利用。因此，我們必須引進一個假想的水流代替真實的水流。,以孔隙為例來闡明假設P是多孔介質(zhì)中的一數(shù)學點圖1附2，以P為形心取一體積V，則依孔隙率的定義,其中VΥ是V中的孔隙體積。那么，V究竟取多大時，才能真正反映滲流場內(nèi)各物理量的特征的呢,,P,,圖1附2孔隙率的定義圖,２1什么是典型體元,圖111典型單元體的定義,當V取值由一個顆?；蛞粋€孔隙體積而逐漸放大時，N值會因隨機劃進的顆?；蚩紫扼w積而產(chǎn)生明顯的波動，但隨著V取值的增大，N值波動逐漸減小。當V值取至某個體積V0時，孔隙率趨于某一平均值N時，此時的V0稱為典型體元。若再增大V，使其大于V0時，則有可能將P點外圍的非均質(zhì)區(qū)也劃進來，這顯然不能表示P點的孔隙率，此時N值可能又產(chǎn)生明顯的變化圖111。,,P,,以P為中心的單元體V0中的孔隙體積，定義為P點的孔隙度。同理，P點的其它物理量，無論是標量還是矢量，也用P點為中心的典型單元體內(nèi)該物理量的平均值來定義。這樣，通過典型單元體，就能以假想的連續(xù)體代替實際的多孔介質(zhì)。,２2為什么要引入典型體元,在滲流研究中，要涉及到某一點的物理量，如某一點的孔隙度、壓力、水頭等，這對一個真實的連續(xù)水流，如河水、湖水，它們的物理含義是很明確的。但對多孔介質(zhì)來說則不然。為了對多孔介質(zhì)中地下水確運動作連續(xù)性近似，為此需要引進“典型體元”的概念。,31什么是地下水質(zhì)點流速、實際流速和滲透流速地下水的質(zhì)點流速是微觀水平上的真實的地下水質(zhì)點的流動速度。,若將空隙中地下水質(zhì)點流速矢量U′在整個典型單元體V0上取平均值，即,則VP為多孔介質(zhì)連續(xù)體中P點的滲透流速矢量。,若將空隙中地下水質(zhì)點流速矢量U′在整個典型單元體空隙部分V0V上取平均值，即,則UP為多孔介質(zhì)連續(xù)體中P點的孔隙平均流動滲透流速矢量。,地下水質(zhì)點流速矢量U′、孔隙平均流速U和滲透流速V三者之間的關(guān)系見圖112B，而且VNEU。,圖112B地下水各種流速關(guān)系概圖,32三者有何關(guān)系,41地下水一維、二維、三維流的劃分原則。根據(jù)滲透流速與空間坐標軸的關(guān)系，可把地下水流分為一維流動、二維流動、三維流動只沿一個坐標方向運動的稱為一維流動；沿兩個坐標方向有分流速的稱為二維流動；而沿三個坐標方向都有分流速的則稱三維流動。,42結(jié)合自然界情況試表示平面二維流和剖面二維流的圖式。平面二維流的圖式見P18的圖143C。剖面二維流的圖式見P17的圖141。,5水力坡度和有何差別,表示滲流段內(nèi)的水力坡度均相等，滲流速度與水力坡度呈正比。,表示滲流段內(nèi)的水力坡度不是常量，沿流向可以變大也可以變小。,６1達西實驗的條件是什么達西實驗的條件均勻、各向同性介質(zhì)；一維穩(wěn)定流。,６2均質(zhì)、非均質(zhì)，各向同性與各向異性，穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流等達西定律的適用條件是什么達西定律的適用條件當RE某些粘性土存在一個起始的水力坡度J0。若實際水力坡度JJ0時，滲流才服從達西定律。,7滲透系數(shù)的概念。為什么在地下水計算中，通常用K來表征地層的透水性能，而在油區(qū)或高溫的熱水區(qū)就必須用K來表示。滲透系數(shù)是一個反映巖土體的透水性能的重要水文地質(zhì)參數(shù)，它是地下水運動定量計算中一個不可缺少的指標。,滲透系數(shù)的大小主要取決于巖石的物理性質(zhì)，還取決于流體的物理性質(zhì),從上式可知K與Γ成正比，與Μ成反比。在礦化度和地下水溫變化不大時，可忽略流體的物理性質(zhì)對巖石透水性的影響。而在油區(qū)或高溫的熱水區(qū)則必須考慮流體的物理性質(zhì)對巖石透水性的影響，此時用K來表示巖石的滲透性能比較方便。,8有人說“地下水總是從高處流向低處”。也有人說“地下水總是從高壓處向低壓處流動”。你作何評價，試舉例說明。地下水總是從水頭高的地方流向水頭低的地方。從分析。,9對于K1、K2互層的土層，試作其剖面流線流線既不垂直也不平行層界面。,流線折射現(xiàn)象,,,,,,9對于K1、K2互層的土層，試作其剖面流線流線既不垂直也不平行層界面。,K2,K1,K2,K1,10從地下水折射機理上說明，為什么當流線垂直一側(cè)界面時不發(fā)生折射，而不垂直層界面時則必發(fā)生折射從地下水折射機理上可知，當K1≠K2時，若當流線垂直一側(cè)界面時，即Α10時，則Α20。也就是說，當水流垂直層界面時，流線不發(fā)生折射而仍然垂直于層界面流動。從地下水折射機理上可知，當K1≠K2，且A1≠0時，為了滿足滲流連續(xù)性原理，而改變滲流斷面的面積，即流線不垂直層界面時必發(fā)生折射現(xiàn)象。,11你如何體會各向異性介質(zhì)的流網(wǎng)不同于各向同性介質(zhì)在各向同性介質(zhì)中，滲透流速和水力坡度具有相同的方向，而水力坡度與等水頭線正交，因此各向同性介質(zhì)中的流線與等水頭線正交。在各向異性介質(zhì)中，由于KXX、KYY、KZZ不相等，因此一般情況下流速方向與水力坡度方向是不相同的，即流線與等水頭線不正交；只有當水頭線與各向異性主方向一致時，流線才與等水頭線正交；當流向與水力坡度方向不一致時，流速方向傾向主滲透系數(shù)大值的方向。,12試畫出潛水面附近的流網(wǎng)。條件包括有、無垂向入滲補給，有無垂向蒸發(fā)排泄與地下水屬于穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流的各種組合條件。,無垂向補排的穩(wěn)定流條件,垂向補給的穩(wěn)定流條件,垂向排泄的非穩(wěn)定流條件,垂向補給的非穩(wěn)定流條件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

簡介：1,第六章土的抗剪強度,2,3,四大古典材料強度理論最大拉應力理論（第一強度理論）最大伸長線應變理論（第二強度理論）最大剪應力理論（第三強度理論）形狀改變比能理論（第四強度理論）,61概述,應力是材料發(fā)生破壞的根本原因在應力作用下，材料發(fā)生破壞的形式主要有兩類（1）流動破壞；（2）斷裂破壞。（材料力學劉鴻文主編，P302）,,,（1）流動破壞,（2）斷裂破壞,4,土力學的基本理論之一土體穩(wěn)定問題分析的基礎(chǔ)土是由于受剪而產(chǎn)生破壞土的強度問題實質(zhì)上就是土的抗剪強度問題,屈服流動土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生弱化，并產(chǎn)生塑性變形。,剪切流動土中某點由外力所產(chǎn)生的剪應力達到土的抗剪強度，土沿著剪應力作用方向產(chǎn)生相對滑動。,,,土的破壞形式,土的抗剪強度理論,土的滲透破壞,,5,①土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性（如土壩、邊坡等）,與土的強度有關(guān)的工程問題,②土壓力問題（擋土墻）,③地基的承載力問題,6,,,,,,,,,,,,,,,O,應變硬化段,應變軟化段,彈性段,,B,A,C,B,,①理想彈塑性,③正常固結(jié)土或松砂,②超固結(jié)土或密實砂,土的應力應變關(guān)系曲線（一種圍壓下的）,B點為峰值強度,,B點過后為殘余強度，應變軟化階段,土的屈服與破壞過程,62土的抗剪強度和破壞理論,7,,,,,,Σ3100KPA,Σ3200KPA,Σ3300KPA,莫爾庫侖破壞理論,土的應力應變關(guān)系曲線,土的破壞理論,①廣義特萊斯卡（TRESCA）理論,②廣義米塞斯（VONMISES）理論,（最大剪應力理論）,（最大變形能理論）,最大變形能,8,法國軍事工程師在摩擦、電磁方面奠基性的貢獻1773年發(fā)表土壓力方面論文，成為土的經(jīng)典理論。,③莫爾庫侖破壞理論,庫侖（CACOULOMB）17361806,9,庫侖定律（COULOMB,CA1776年提出的）,,根據(jù)砂土試驗結(jié)果得到?F?TAN?,對于粘性土，通過試驗給出的表達式?FC?TAN?,有效應力的表達式?FC???TAN??C???UTAN??,?F－土的抗剪強度，KPA；?－作用在剪切面上的法向應力，KPA；?－土的內(nèi)摩擦角；C－土的粘聚力，KPA；,土體破壞時，破裂面上法向應力與抗剪切強度之間滿足?FF?,庫侖定律抗剪強度包線假定為線性關(guān)系,③莫爾庫侖破壞理論,10,試驗測試曲線,B點臨界破壞狀態(tài)A點不會發(fā)生剪切破壞C點已發(fā)生破壞（不存在的）,,?FC?TAN?,莫爾庫侖破壞包絡線,?F′C′?′TAN?′,11,物體內(nèi)一個點的應力狀態(tài),,,,,,,應力分量,,,,,,M,土的極限平衡條件,12,土中任意一點的應力狀態(tài)可表示為（平面問題，主應力）,應力分量,,摩爾圓作圖法,應力狀態(tài)坐標轉(zhuǎn)換,（?1，?3）,,,,2Θ,13,土中任意一點在某一平面上的法向應力和剪切應力表達式（主應力）,,,,,,,,（?，Τ）,,?1,?,?3,Τ,O,,,,,,2Α,A,,,,14,極限平衡狀態(tài)土中任意一點在某一平面上的剪應力達到土的抗剪強度。,?FC?TAN?（破壞判斷準則）,,判斷式,,破壞面不是發(fā)生在剪應力最大的面上。,,與大主應力面夾角,15,摩爾－庫侖關(guān)于土的抗剪強度理論特點，歸納為（1）土的抗剪強度隨剪切面上法向應力的大小不同而變化；（2）摩爾應力圓與與抗剪強度曲線相切時表明土產(chǎn)生了剪切破壞；（3）主剪切破壞面的法向與最大主應力面的夾角為45＋?/2；（4）土的抗剪強度與中間主應力無關(guān)；,16,例1地面以下某點的最大主應力?1580KPA，最小主應力?3190KPA。土的內(nèi)摩擦角?22?，粘聚力C20KPA。（1）繪摩爾應力圓；（2）求最大剪應力及作用方向；（3）與最小主應力作用面成?85?斜面上的正應力和剪應力；（4）判斷該點是否破壞；（5）破壞面與最大主應力作用面的夾角。,17,解（1）摩爾應力圓如圖,,破壞面與最大主應力作用面的夾角為,（2）求出最大剪應力與方向,18,,（3）與最小主應力作用面成?85?斜面上的正應力和剪應力,,,,與小主應力作用面夾角285?,,,,,,,,與大主應力作用面夾角2（90?85?）,19,先假定最小主應力?3190KPA則求出最主應力為,假定極限平衡狀態(tài)（相切）,,,（4）判斷該點是否破壞,小于已知值580KPA，破壞狀態(tài)也可先假定?1，計算破壞時?3F，結(jié)果一樣。,20,（5）破壞面與最大主應力的夾角為,,,,21,63土的抗剪強度的測定方法,（1）直接剪切試驗（2）三軸壓縮試驗（3）無側(cè)限抗壓強度試驗（4）十字板剪切試驗,,,室內(nèi)試驗,現(xiàn)場試驗,22,一、直剪試驗,測定土的抗剪強度最簡單的方法,試驗儀器直剪儀,試驗方式應變控制式；應力控制式,,23,直剪儀,24,剪切盒,,,,,,,,土樣,,25,試驗步驟（1）對試樣施加某一法向應力?（2）再施加水平剪切應力?，將下盒推動；（3）測定剪切位移和剪切應力（4）繪制???曲線（5）進行不同?下多個土樣的試驗（6）確定破壞剪應力?F，繪制?F??曲線。,,26,破壞剪應力?F的確定,,（1）峰值時的剪應力作為破壞剪應力?F如較為堅實的粘土及密砂（2）無峰值出現(xiàn)時，取4MM剪變形量的剪應力作為?F如軟粘土和松砂,27,（1）快剪強度指標用CQ、?Q表示。QQUICK。水平剪切速度08MM/S、35分鐘完成。（2）固結(jié)快剪強度指標用CCQ、?CQ表示。CCONSOLIDATION（3）慢剪（固結(jié)）強度指標用CS、?S表示。SSLOW。水平剪切速度002MM/S。固結(jié)變形小于0005MM。,按照剪切速度的不同，直剪試驗可分為三種情況,28,,,,（5）不能嚴格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力。,,剪切過程,優(yōu)點簡單、快捷缺點（1）剪切面限定在上下盒之間，不是沿土樣最薄弱面；（2）剪切面上剪應力分布不均勻；（3）上下盒之間的縫隙中易嵌入砂粒，使試驗結(jié)果偏大；（4）剪切過程中，土樣剪切面逐漸縮小；,剪切后的面積,29,二、三軸剪切試驗,試驗儀器三軸剪力儀（三軸壓縮儀）三軸壓縮試驗較為完善的試驗方法三軸壓縮儀的主要組成主機壓力室、軸壓系統(tǒng)穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)壓力泵量測系統(tǒng)排水管、體變管,30,三軸壓縮儀,31,32,壓力室結(jié)構(gòu)簡圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,試樣,,壓力室,,圍壓力進水,,排水管,,,閥門,,軸向加壓桿,,橡皮套,,透水石,,接排水玻璃管或測孔隙水壓力,,,,,33,試樣為軸對稱應力狀態(tài)。垂直應力?1是大主應力；水平向應力相等（?2?3）試樣首先施加靜水壓力（圍壓）?1?2?3。然后通過活塞桿施加應力差△?（?1?3）。,土樣應力狀態(tài)分析,34,試驗步驟（1）將土樣切成圓柱體套在橡膠膜內(nèi)，放在壓力室中；（2）施加周圍壓力?3（?2??）；（3）施加豎向壓力（偏差應力?????），使試件受剪破壞。,35,（4）破壞時大主應力為?1，小主應力為?3。（5）進行不同圍壓三軸試驗，繪制破壞狀態(tài)的應力摩爾圓。（6）畫出公切線強度包線，得到強度指標C與?。,,36,三軸試驗的排水條件不同，分三種情況,不固結(jié)不排水試驗（UU）關(guān)閉排水閥門，施加圍壓??；施加軸向應力（?????）直至破壞。土中含水量始終保持不變，孔隙水壓力也不能消散（UB,UA）。固結(jié)不排水試驗（CU）打開排水閥門，施加圍壓??充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；關(guān)閉排水閥門，施加軸向應力（?????）直至破壞。測出孔隙水壓，計算有效應力抗剪強度指標UA）。固結(jié)排水試驗（CD）打開排水閥門，施加圍壓??充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；排水閥門繼續(xù)打開，施加軸向應力（?????）直至破壞。排出的水為土樣減小體積。測得的強度指標為有效應力抗剪強度指標。,37,記號,固結(jié)排水試驗（CD）CONSOLIDATEDDRAINEDTRIAXIALTESTCDCD?D（C?，??）固結(jié)不排水試驗（CU）CONSOLIDATEDUNDRAINEDTRIAXIALTESTCUCCU?CU（C?，??）不固結(jié)不排水試驗（UU）UNCONSOLIDATEDUNDRAINEDTRIAXIALTESTUUCUU?UU（C?，??）,剪切前固結(jié)條件,剪切中排水條件,固結(jié)CONSOLIDATED,排水DRAINED,1固結(jié)排水試驗（CD）,2固結(jié)不排水試驗（CU）,固結(jié)CONSOLIDATED,不排水UNDRAINED,不固結(jié)UNCONSOLIDATED,不排水UNDRAINED,,,,,,,,3不固結(jié)不排水試驗（UU）,三種三軸試驗,39,三軸試驗的優(yōu)點能夠控制排水條件；可以量測土樣中孔隙水壓力的變化；三軸試驗中試件的應力狀態(tài)比較明確；剪切破壞時的破裂面在試件的最弱處；缺點設備相對復雜，無法直接進行現(xiàn)場試驗。,三軸試驗比較可靠，是土工試驗不可缺少的儀器設備,40,三、無側(cè)限壓縮試驗,三軸壓縮試驗的特殊情況（?30），又稱單軸試驗。,試驗儀器無側(cè)限壓力儀,也可用單軸壓縮儀。,41,無側(cè)限抗壓強度破壞時的軸向壓力（QU）,?30,一個方程可以求出（C，?）,,42,對于飽和粘性土,不固結(jié)不排水條件下，可認為?U0，此時CUQU/2。,故,43,四、十字板剪切試驗,常用的原位測試方法無需鉆孔取得原狀土樣，而使土少受擾動排水條件、受力狀態(tài)與實際條件接近特別適用于難于取樣和高靈敏度的飽和軟粘土,十字板剪切示意圖十字板,44,,?V,?H,,,,,,,,,H,D,,45,抗剪強度確定,圓柱體側(cè)面上的抗扭力矩,圓柱體上、下表面上的抗扭力矩,,,46,最大扭矩與抗扭力矩相等,故,可以求出（C，?）,,,47,正常固結(jié)粘土和超固結(jié)粘土排水剪切過程中,64土在剪切過程中的性狀,軸應變增大，體積減小，剪縮,軸應變增大，體積增大，剪脹,48,粘性土殘余強度、靈敏度和觸變性,飽和粘性土靈敏度的定義在含水量不變的條件下，原狀土不排水強度與徹底擾動后的土（重塑土）的不排水強度之比。,根據(jù)靈敏度將粘性土分成六大類。,,49,粘性土觸變性的定義在含水量不變的條件下，土經(jīng)擾動后強度下降，靜置一段時間，強度會隨時間回復的現(xiàn)象。,強度再生,50,（1）三軸試驗指標與直剪試驗指標,根據(jù)實際工程問題確定重大工程要求三軸試驗指標,65實際工程中土體抗剪強度指標的選擇,51,（2）峰值強度指標還是殘余強度指標,一般問題峰值強度滑坡殘余強度,,,,,,,52,（3）有效應力指標還是總應力指標,無超靜孔壓時，用總應力指標可確定超靜孔壓時，用有效應力指標,土的抗剪強度的有效應力指標C?,??,?C???TG?????U,符合土的破壞機理，但有時孔隙水壓力U無法確定,土的抗剪強度的總應力指標C,?,?C?TG?,便于應用,但U不能產(chǎn)生抗剪強度，不符合強度機理，應用時要符合工程條件,強度指標,抗剪強度,簡單評價,,,,,兩種強度指標的比較,53,,,?1?,??’,?,??,??,?,,,???,,??,PP’,Q,,?,,,U,??,,,KF,KF?,,,,?F,?F?,U,松砂及正常固結(jié)粘土CU,強度包線與破壞主應力線,有效應力指標還是總應力,54,（A）固結(jié)排水剪強度指標,粘土地基上分層慢速施工的填方,穩(wěn)定滲流期的土壩,（4）應根據(jù)實際排水條件確定,下面給出幾個典型實例,55,（B）固結(jié)不排水剪強度指標,在1層土固結(jié)后，施工2層,庫水位從1驟降到2,在天然土坡上快速填方,56,（C）不排水剪強度指標,軟土地基上快速施工的填方,土壩快速施工，心墻未固結(jié),粘土地基上快速施工的建筑物,57,例2飽和無粘性土試樣進行三軸固結(jié)排水剪切試驗，測得總應力抗剪強度指標為CD0，?D285?。如果對同一種試樣進行三軸固結(jié)不排水剪試驗，施加周圍壓力?3200KPA，試樣破壞時的軸向偏應力為?1??3F160KPA。計算（1）固結(jié)不排水抗剪強度指標?CU（2）破壞時的孔隙水壓力UF。,58,解?1F200160360KPA，?3F200KPA，CCU0,由極限平衡條件,得?CU165?,此外，??＝?D285?,由有效應力表示的極限平衡條件,59,聯(lián)立上述兩個式子可得??1F2476KPA，??3F876KPA。,破壞時的孔隙水壓力UF＝?1F???1F36024761124KPA,,得出,,由于,60,本章小結(jié),土的破壞形式（剪切、蠕變）土的極限平衡條件（庫侖定律）土的剪切強度測試（直剪、三軸剪、十字剪）工程中剪切強度指標的選擇,61,感謝大家的蒞臨,

簡介：水泥物理力學性能檢測的幾點心得水泥物理力學性能檢測的幾點心得在建設工程使用的眾多材料中，水泥是最基本、最重要的原材料，也是實驗室材料檢測中比較重要的一個在建設工程使用的眾多材料中，水泥是最基本、最重要的原材料，也是實驗室材料檢測中比較重要的一個檢測項目，其檢測工作質(zhì)量的高低直接影響施工現(xiàn)場中水泥的正確使用和施工質(zhì)量。因此，必須重視水泥檢測項目，其檢測工作質(zhì)量的高低直接影響施工現(xiàn)場中水泥的正確使用和施工質(zhì)量。因此，必須重視水泥的檢測，嚴把質(zhì)量關(guān)。常做的水泥物理力學性能檢測有水泥膠砂強度、標準稠度用水量、水泥細度、比的檢測，嚴把質(zhì)量關(guān)。常做的水泥物理力學性能檢測有水泥膠砂強度、標準稠度用水量、水泥細度、比表面積、凝結(jié)時間、安定性等，本文主要對這些試驗中經(jīng)常出現(xiàn)的問題提出一點個人的心得。表面積、凝結(jié)時間、安定性等，本文主要對這些試驗中經(jīng)常出現(xiàn)的問題提出一點個人的心得。一、前言一、前言水泥是無機水硬性膠凝材料，是重要的建筑材料之一，在建筑工程中有著廣泛的作用。本文主要以個水泥是無機水硬性膠凝材料，是重要的建筑材料之一，在建筑工程中有著廣泛的作用。本文主要以個人從事多年的水泥檢測工作的實踐中，遇到的影響水泥檢測結(jié)果準確性的因素，提出自己的幾點解決方人從事多年的水泥檢測工作的實踐中，遇到的影響水泥檢測結(jié)果準確性的因素，提出自己的幾點解決方法，供大家參考交流。法，供大家參考交流。二、水泥膠砂強度二、水泥膠砂強度1原材料、樣品、試驗儀器一定要和試驗室溫濕度保持一致，試驗室環(huán)境嚴格控制在溫度原材料、樣品、試驗儀器一定要和試驗室溫濕度保持一致，試驗室環(huán)境嚴格控制在溫度202℃，℃，濕度濕度≥50。2水泥稱量準確，必須在標準允許誤差范圍內(nèi)。水要用飲用水，仲裁試驗用蒸餾水。強制使用中國水泥稱量準確，必須在標準允許誤差范圍內(nèi)。水要用飲用水，仲裁試驗用蒸餾水。強制使用中國ISO標準砂，有一些單位考慮到成本問題，會使用一些散砂，這種砂子在顆粒分布和濕含量上很難符合國標準砂，有一些單位考慮到成本問題，會使用一些散砂，這種砂子在顆粒分布和濕含量上很難符合國家標準要求，從而影響檢驗結(jié)果。家標準要求，從而影響檢驗結(jié)果。3在制備膠砂時對于火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質(zhì)混合材在制備膠砂時對于火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥一定要先做膠砂流動度，調(diào)整水灰比使其流動度不小于料的普通硅酸鹽水泥一定要先做膠砂流動度，調(diào)整水灰比使其流動度不小于180MM時的用水量，為做膠時的用水量，為做膠砂強度的用水量。在刮平過程中橫向鋸割的動作不要太用力，也不要太快，避免造成試體膠砂密度不一砂強度的用水量。在刮平過程中橫向鋸割的動作不要太用力，也不要太快，避免造成試體膠砂密度不一致，進而導致試體尺寸不標準，或高或低。此外如果抹面次數(shù)過多會導致試體膠砂中的水分過多的由內(nèi)部致，進而導致試體尺寸不標準，或高或低。此外如果抹面次數(shù)過多會導致試體膠砂中的水分過多的由內(nèi)部向表層滲透，使試體表面泌水脫皮，影響表層密實度，最終影響強度檢驗結(jié)果。向表層滲透，使試體表面泌水脫皮，影響表層密實度，最終影響強度檢驗結(jié)果。4試模涂油不均勻或涂油過多，就會造成試體表面存在許多的小孔，這是因為水泥膠砂在振動成型試模涂油不均勻或涂油過多，就會造成試體表面存在許多的小孔，這是因為水泥膠砂在振動成型時，試模上殘存著小油珠，不能和水泥漿體混合而嵌入試體表面，試體脫模后，油珠破裂所以殘留了小孔時，試模上殘存著小油珠，不能和水泥漿體混合而嵌入試體表面，試體脫模后，油珠破裂所以殘留了小孔洞，如果空洞較大并且多而集中就會使強度檢測結(jié)果偏低。另外如果涂油過少又會造成脫模困難，強制脫洞，如果空洞較大并且多而集中就會使強度檢測結(jié)果偏低。另外如果涂油過少又會造成脫模困難，強制脫模的話極易造成試體受損，所以在涂油時一定要適量；此外試模的任何一個公差超過規(guī)定要求時，就要更模的話極易造成試體受損，所以在涂油時一定要適量；此外試模的任何一個公差超過規(guī)定要求時，就要更換，因此要及時校驗試模的尺寸。換，因此要及時校驗試模的尺寸。5在養(yǎng)護過程中要嚴格控制標準養(yǎng)護箱和水養(yǎng)箱的養(yǎng)護條件，標準養(yǎng)護箱要及時添加加濕器中的水，在養(yǎng)護過程中要嚴格控制標準養(yǎng)護箱和水養(yǎng)箱的養(yǎng)護條件，標準養(yǎng)護箱要及時添加加濕器中的水，以保證養(yǎng)護箱中的濕度，水養(yǎng)護箱要嚴格控制其溫度，過高或過低的溫度直接影響水泥水化反應，從而使以保證養(yǎng)護箱中的濕度，水養(yǎng)護箱要嚴格控制其溫度，過高或過低的溫度直接影響水泥水化反應，從而使強度的增長速度加快或減緩，對早期的強度影響尤為明顯。養(yǎng)護中途及時加水保持適當?shù)乃?，但不能全強度的增長速度加快或減緩，對早期的強度影響尤為明顯。養(yǎng)護中途及時加水保持適當?shù)乃?，但不能全部換水。部換水。6水泥強度試驗機應讓計量單位定期對其進行校驗，以保證實驗結(jié)果的準確性。水泥強度試驗機應讓計量單位定期對其進行校驗，以保證實驗結(jié)果的準確性。此外嚴格控制抗折和抗壓強度的測試時間，如此外嚴格控制抗折和抗壓強度的測試時間，如3天強度的試驗必須控制在天強度的試驗必須控制在72H45MIN進行，所以，進行，所以，在試件標識時記錄水泥加水攪拌的具體時間并插小條至水養(yǎng)箱的盒外用來控制試驗時間。在試件標識時記錄水泥加水攪拌的具體時間并插小條至水養(yǎng)箱的盒外用來控制試驗時間。三、標準稠度用水量三、標準稠度用水量1在試驗前潤濕鍋底和葉片，連續(xù)進行試驗時要控制鍋底和葉片的濕度，嚴格控制用水量。試驗中如在試驗前潤濕鍋底和葉片，連續(xù)進行試驗時要控制鍋底和葉片的濕度，嚴格控制用水量。試驗中如果發(fā)現(xiàn)同樣的用水量兩次的試驗結(jié)果有很大的差別，可能是連續(xù)試驗過程中在結(jié)束第一次試驗后有殘余的果發(fā)現(xiàn)同樣的用水量兩次的試驗結(jié)果有很大的差別，可能是連續(xù)試驗過程中在結(jié)束第一次試驗后有殘余的水留在鍋底，沒有擦凈，導致試驗實際用水量大于試驗估計用水量，因而造成了兩次試驗結(jié)果差異很大。水留在鍋底，沒有擦凈，導致試驗實際用水量大于試驗估計用水量，因而造成了兩次試驗結(jié)果差異很大。2攪拌結(jié)束后，立即取適量凈漿一次性裝入已置于玻璃底板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約攪拌結(jié)束后，立即取適量凈漿一次性裝入已置于玻璃底板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約25MM的直邊刀輕輕拍打超出試模的漿體的直邊刀輕輕拍打超出試模的漿體5次，以排除漿體中的空隙，然后在試模上表面約三分之一次，以排除漿體中的空隙，然后在試模上表面約三分之一處，分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊沿輕抹頂部一次，使試模表面光滑，注意不要壓實凈漿。在處，分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊沿輕抹頂部一次，使試模表面光滑，注意不要壓實凈漿。在實際裝模的過程中，大家都有這樣的體會，凈漿會嵌在試模上方，不會下沉，拍打也不起作用，而且試模實際裝模的過程中，大家都有這樣的體會，凈漿會嵌在試模上方，不會下沉，拍打也不起作用，而且試模證。按照儀器和設備檢定計劃表需要注意的是，不僅要對天平、水泥凈漿攪拌機、水泥膠砂攪拌機、振動證。按照儀器和設備檢定計劃表需要注意的是，不僅要對天平、水泥凈漿攪拌機、水泥膠砂攪拌機、振動臺（振實臺）、抗折試驗機、膠砂流動度測定儀、壓力試驗機、負壓篩、沸煮箱等主要儀器和設備進行檢臺（振實臺）、抗折試驗機、膠砂流動度測定儀、壓力試驗機、負壓篩、沸煮箱等主要儀器和設備進行檢定和校準，而且還要對膠砂試模、抗壓夾具、標準稠度與凝結(jié)時間測定儀、雷氏夾等配套儀器進行認真的定和校準，而且還要對膠砂試模、抗壓夾具、標準稠度與凝結(jié)時間測定儀、雷氏夾等配套儀器進行認真的自校和校準，自校記錄的精度及數(shù)據(jù)范圍應對照標準進行核對確認，儀器和設備滿足其標準規(guī)定要求后方自校和校準，自校記錄的精度及數(shù)據(jù)范圍應對照標準進行核對確認，儀器和設備滿足其標準規(guī)定要求后方可使用。可使用。另外，影響水泥檢測結(jié)果的因素很多，我們可以通過多次組織實驗室之間的比對試驗，來查找自己在另外，影響水泥檢測結(jié)果的因素很多，我們可以通過多次組織實驗室之間的比對試驗，來查找自己在哪方面存在欠缺。哪方面存在欠缺。以上便是自己在水泥物理力學性能檢測中的一些心得，不夠全面，希望自己在以后的工作中能繼續(xù)發(fā)以上便是自己在水泥物理力學性能檢測中的一些心得，不夠全面，希望自己在以后的工作中能繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，更好的去解決問題。身為檢測人員的我們要不斷提高檢測水平，在日常檢測工作中加現(xiàn)問題，提出問題，更好的去解決問題。身為檢測人員的我們要不斷提高檢測水平，在日常檢測工作中加強各個環(huán)節(jié)的控制和協(xié)調(diào)，以保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和公正性。強各個環(huán)節(jié)的控制和協(xié)調(diào)，以保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和公正性。參考文獻參考文獻1GB1752007通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥2GBT176711999水泥膠砂強度檢驗方法水泥膠砂強度檢驗方法3GBT13462011水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法4GBT13452005水泥細度檢驗方法水泥細度檢驗方法篩析法篩析法5GBT80742008水泥比表面積測定方法水泥比表面積測定方法勃氏法勃氏法

簡介：材料力學材料力學1課程實驗教學大綱課程實驗教學大綱新格式新格式121317材料力學1課程實驗教學大綱新格式121317材料力學（Ⅰ）課程實驗教學大綱編號課程總學時實驗學時8課程總學分實驗學分先修課程高等數(shù)學理論力學等適用專業(yè)機械設計制造及其自動化、機械電子工程一、本課程實驗的主要目的與任務實驗是材料力學教學中的一個重要環(huán)節(jié)，與理論課教學互相滲透，相輔相成，旨在加強學生的感性知識，提高學生的動手能力，培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新精神，讓學生學會使用實驗方法和手段去研究和解決力學問題。對學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。本實驗課程的任務是1通過實驗加深對材料力學有關(guān)理論知識的感性認識和理解。2培養(yǎng)和提高學生科學實驗能力，其中包括（1）能夠通過閱讀實驗指導書作好實驗前的準備，能夠借助教材或設備說明書正確使用大型試驗設備和常用儀器；（2）驗證力學知識，掌握材料力學性能的測試方法，運用實驗平臺正確設計實驗方案。解釋兩種材料不同的破壞機理；（2）掌握低碳鋼的剪切屈服極限，剪切強度極限以及鑄鐵的剪切強度極限的測定方法；（3）熟悉扭轉(zhuǎn)試驗機及游標卡尺的使用。3電阻應變片的接橋方法實驗（1）掌握電阻應變片的工作原理和應變測量的原理；（2）掌握電橋的工作原理及測量電路時電橋的連接方法；（3）學會幾種常見應力狀態(tài)下的布片方式及應力計算。4純彎曲實驗（1）熟悉電測法基本原理和電阻應變儀的使用；（2）測定梁純彎曲段橫截面上的正應力分布規(guī)律，并將實測值與理論計算值進行比較。5電測主應力實驗（1）利用直梁橫力彎曲段的貼片點和彎扭組合變形裝置圓筒中間某一截面上、下點的平面應力狀態(tài)，設計不同的測試方案、測點位置和各種可能的接橋方式；（2）使學生進一步掌握主應力的概念及其測試方法。6沖擊實驗（1）觀察分析并比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料在常溫沖擊下的破壞情況和斷口形貌；（2）測定低碳鋼和鑄鐵的沖擊韌度。7測定材料的彈性模量和泊松比（1）測定材料的彈性模量E和泊松比Μ；驗證胡克定律。（2）學習電測法原理和多點測量技術(shù)。

簡介：目錄第二章,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算23生產(chǎn)機械的機械特性24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,,,,目錄第二章,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算23生產(chǎn)機械的機械特性24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,,,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,①掌握機電傳動系統(tǒng)的運行方程式，學會用它來分析與判別機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)；②了解在多軸拖動系統(tǒng)中，為了列出系統(tǒng)的運動方程式，必須將轉(zhuǎn)矩等進行折算，掌握其折算的基本原則和方法；③了解幾種典型生產(chǎn)機械的機械特性N＝FTL；④掌握機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件，并學會用它來分析與判別系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,運用運動方程式分別判別機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)；運用穩(wěn)定運行的條件來判別機電傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行點。,根據(jù)機電傳動系統(tǒng)中TM、TL、N的方向，確定TM、TL是拖動轉(zhuǎn)矩還是制動轉(zhuǎn)矩，從而判別出系統(tǒng)的運行狀態(tài)，是處于加速、減速還是勻速；在機械特性上判別系統(tǒng)穩(wěn)定工作點時，如何找出TM、TL。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,機電傳動系統(tǒng)是一個由電動機拖動，并通過傳動機構(gòu)帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的機電運動的動力學整體。,機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,盡管電動機種類繁多、特性各異，生產(chǎn)機械的負載性質(zhì)也可以各種各樣，但從動力學的角度來分析時，都服從動力學的統(tǒng)一規(guī)律。即在同一傳動軸上，電動機轉(zhuǎn)矩TM、負載轉(zhuǎn)矩TL、轉(zhuǎn)軸角速度Ω三者之間，符合下面的關(guān)系,TM－TL＝J,或用轉(zhuǎn)速N代替角速度Ω，則為,TM－TL＝,,,運動方程的實用形式,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,,機電傳動系統(tǒng)的運動方程式是描述機電系統(tǒng)機械運動規(guī)律的最基本方程式，它決定著系統(tǒng)的運行狀態(tài)。,當TD＝0時，A＝0，表示系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，系統(tǒng)為勻速運動。當TD≠0時，A≠0，表示系統(tǒng)處于動態(tài)，TD＞0時，拖動轉(zhuǎn)矩＞制動轉(zhuǎn)矩，A為正，系統(tǒng)加速運動；TD＜0時，拖動轉(zhuǎn)矩＜制動轉(zhuǎn)矩，A為負，系統(tǒng)減速運動。,,,動態(tài)轉(zhuǎn)矩TD＝TM－TL；加速度A＝,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,,,正方向約定電動機轉(zhuǎn)矩TM取與N相同的方向為正向；負載轉(zhuǎn)矩TL取與N相反的方向為正向。,若TM或TL與N方向相同，則TM或TL為拖動轉(zhuǎn)矩；若TM或TL與N方向相反，則TM或TL為制動轉(zhuǎn)矩。,若TM與N符號相同，則TM為拖動轉(zhuǎn)矩；若TM與N符號相反，則TM為制動轉(zhuǎn)矩。若TL與N符號相同，則TL為制動轉(zhuǎn)矩；若TL與N符號相反，則TL為拖動轉(zhuǎn)矩。,根據(jù)上述約定，判定TM和TL的性質(zhì),無方向約定按照矢量分析判定TM和TL的性質(zhì),第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,,,綜合上述內(nèi)容，主要有如下三部分①判定TM和TL的方向，列寫機電傳動系統(tǒng)的運動方程式TM取與N相同的方向為正向；TL取與N相反的方向為正向。②判定TM和TL的性質(zhì)若TM或TL與N方向相同，則TM或TL為拖動轉(zhuǎn)矩；若TM或TL與N方向相反，則TM或TL為制動轉(zhuǎn)矩。③判定機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)拖動轉(zhuǎn)矩＝制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)勻速運動；拖動轉(zhuǎn)矩＞制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)加速運動；拖動轉(zhuǎn)矩＜制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)減速運動。,TM－TL＝,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,21機電傳動系統(tǒng)的運動方程式,,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,,,機電傳動系統(tǒng)運動方程式中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量及飛輪轉(zhuǎn)矩等，均分別為同一軸上的數(shù)值。若運動系統(tǒng)為多軸系統(tǒng)，則必須將上述各量折算到同一轉(zhuǎn)軸上才能列出整個系統(tǒng)的運動方程式。由于一般均以傳動系統(tǒng)的電動機軸為研究對象，因此，一般都是將它們折算到電動機軸上。轉(zhuǎn)矩折算應依據(jù)系統(tǒng)傳遞功率不變的原則。轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩折算應依據(jù)系統(tǒng)貯存的動能不變的原則。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,221負載轉(zhuǎn)矩的折算依據(jù)系統(tǒng)傳遞功率不變的原則,多軸旋轉(zhuǎn)拖動系統(tǒng),,,,,實際負載功率折算后的負載功率,速比傳動效率,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,多軸直線運動系統(tǒng),221負載轉(zhuǎn)矩的折算,,,,,（下放重物）,,,,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,222轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算依據(jù)動能守恒原則，折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為,電機軸、中間軸、負載軸上的轉(zhuǎn)動慣量；電動機軸與中間傳動軸之間的速比；電機軸與負載軸之間的速度比；電機軸、中間軸、負載軸上的角速度中間軸、電機軸上的齒數(shù)。,,,,,（旋轉(zhuǎn)型）,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,222轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算依據(jù)動能守恒原則，折算到電機軸上的總飛輪矩為,電機軸、中間軸、生產(chǎn)機械軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩。,式中，,（旋轉(zhuǎn)型）,經(jīng)驗公式,,,,,,,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,直線運動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量、飛輪矩為,多軸系統(tǒng)的運動方程式,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,例22Z2/Z13，Z4/Z35，,解（1）,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ)22轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,,解（2）飛輪矩的折算,近似計算,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,23生產(chǎn)機械的機械特性,,電動機拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個電力拖動系統(tǒng)，其工作狀況不僅取決于電動機的特性，同時也取決于作為負載的生產(chǎn)機械的特性。負載的機械特性生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。負載的機械特性由負載性質(zhì)決定，按生產(chǎn)機械在運動中所受阻力的性質(zhì)不同，分成幾種類型①恒轉(zhuǎn)矩負載恒轉(zhuǎn)矩型機械特性②泵與風機類負載通風機型機械特性③恒功率負載恒功率型機械特性④直線型負載直線型機械特性,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,23生產(chǎn)機械的機械特性,,按生產(chǎn)機械在運動中所受阻力的性質(zhì)不同，分成幾種類型的負載。,通風機型機械特性,直線型機械特性,恒功率型機械特性,負載的轉(zhuǎn)矩特性即機械特性,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,,23生產(chǎn)機械的機械特性,,1反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩方向總是和轉(zhuǎn)速方向相反，永遠是阻轉(zhuǎn)矩。如機床加工過程中切削力產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩。2勢能性恒轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩方向不隨轉(zhuǎn)速方向改變。如卷揚機起吊重物時重力產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩。,1、恒轉(zhuǎn)矩型機械特性負載轉(zhuǎn)矩的大小為常量，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,23生產(chǎn)機械的機械特性,,2、通風機型機械特性如水泵，離心式鼓風機等。負載轉(zhuǎn)矩的大小基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比。3、恒功率型機械特性如機床加工過程中的進刀。負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速乘積為一常數(shù)，即負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。4、直線型機械特性如他勵直流發(fā)電機作實驗模擬負載負載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速成正比。,通風機型機械特性,直線型機械特性,恒功率型機械特性,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,在機電傳動系統(tǒng)中，電動機與生產(chǎn)機械連成一體，為了使系統(tǒng)運行合理，就要使電動機與生產(chǎn)機械兩者的機械特性盡量相配合。特性配合好的一個基本要求是系統(tǒng)要能穩(wěn)定運行。1、機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的含義一是系統(tǒng)應能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)，即電動機軸上的拖動轉(zhuǎn)矩TM和折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩TL大小相等，方向相反，相互平衡，這是必要條件。二是系統(tǒng)受某種外部干擾作用如電壓波動、負載轉(zhuǎn)矩波動等而使運行速度稍有變化時，應保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復到原來的運行速度，這是充分條件。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,2、穩(wěn)定工作點的判別①電動機和生產(chǎn)機械的機械特性曲線N＝FTM和N＝FTL有交點即拖動系統(tǒng)的平衡點。②給該點施加干擾，使轉(zhuǎn)速變化，然后取消干擾，如果轉(zhuǎn)速能恢復，則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。當轉(zhuǎn)速大于平衡點所對應的轉(zhuǎn)速時，必須有TM＜TL。即若干擾使轉(zhuǎn)速上升，當干擾消除后應有TM－TL＜0，才能使系統(tǒng)減速而回到平衡點。當轉(zhuǎn)速小于平衡點所對應的轉(zhuǎn)速時，必須有TM＞TL。即若干擾使轉(zhuǎn)速下降，當干擾消除后應有TM－TL＞0，才能使系統(tǒng)加速而回到平衡點。,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,3、判別穩(wěn)定工作點的實用方法在交點的轉(zhuǎn)速以上存在TM＜TL（轉(zhuǎn)速以下存在TM＞TL）則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。,當干擾出現(xiàn)使TL→TL′，TM暫時不變，有TM＞TL′，使N→N′，TM→TM′，即使A點→A′點，TL′＝TM′；當干擾消除使TL′→TL，TM′暫時不變，有TM′＜TL，使N′→N，TM′→TM，即使A′點→A點，TL＝TM；,“1”電動機的機械特性N＝FTM“2”生產(chǎn)機械的機械特性N＝FTL,第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎(chǔ),,,24機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,,4、舉例,“1”異步電動機的機械特性N＝FTM,“2”恒轉(zhuǎn)矩型生產(chǎn)機械的機械特性N＝FTL,A點是穩(wěn)定平衡點，B點不是穩(wěn)定平衡點。,