第一章 绪论 1
1.1 课程简介 1
1.2 现代力学实验技术内容 1
1.3 现代力学实验技术教学内容 1
1.4 课堂注意事项 2
1.5 课程要求 2
第二章 实验基本原理及相关知识 3
2.1 金属单向拉伸力学性能 3
2.1.1 金属单向拉伸应力—应变曲线 3
2.1.2 金属单向拉伸的力学性能指标 4
2.1.3 脆性材料的拉伸性能 6
2.2 金属扭转性能 7
2.2.1 等截面直圆柱试件在扭矩作用下的应力和应变 7
2.2.2 扭矩——扭角图和金属扭转性能指标 8
2.3 金属材料的抗弯强度 9
2.3.1 弯曲实验 9
2.3.2 脆性材料的抗弯强度 9
2.4 金属单向压缩的力学性能 10
2.5 复合材料的静态力学性能 10
2.5.1 单向复合材料的弹性性能 11
2.5.2 单向复合材料的偏轴应力—应变关系 14
2.5.3 平面应力下单向复合材料的强度和破坏准则 16
2.5.4 单向连续纤维增强复合材料力学性能的细观分析 19
2.5.5 单向复合材料的强度 23
2.6 变动载荷（应力）和疲劳破坏的特性 26
2.6.1 变动载荷（应力）及其描述参量 26
2.6.2 疲劳破坏特征和断口 27
2.6.3 低周疲劳 28
2.6.4 滞后曲线 28
2.6.5 循环硬化与循环软化 29
2.6.6 循环应力—应变曲线 30
2.6.7 应变—寿命曲线 31
2.7 高周疲劳 33
2.7.1 S-N曲线和疲劳极限 33
2.7.2 循环应力特性对S-N曲线的影响 38
2.7.3 表面几何因素对高周疲劳特性的影响 39
2.7.4 应力变动和累计损伤 41
第三章 材料力学性能测定实验 42
3.1 复合材料拉伸 42
3.2 断裂韧性测定 43
3.3 低周疲劳实验 46
3.4 示波冲击原理及实验 47
3.5 材料动态性能测试 50
3.5.1 金属材料波速测量 50
3.5.2 材料动态力学性能测试 52
第四章 现代光测实验 55
4.1 光纤测应变实验 55
4.2 激光全息干涉实验 56
4.3 散斑干涉测面内位移实验 57
4.4 云纹干涉测材料弹性常数 59
4.5 剪切电子散斑干涉实验 61
第五章 无损检测实验 64
5.1 低碳钢试件拉伸时的声发射信号测试 64
5.2 构件表面裂纹的磁粉检测 65
5.3 超声波测厚 68
第六章 实验基本原理及相关知识 72
6.1 复合材料力学性能简介 72
6.1.1 玻璃纤维增强塑料压缩性能实验方法 72
6.1.2 玻璃纤维增强塑料弯曲性能实验方法 73
6.1.3 玻璃纤维增强塑料层间剪切强度实验方法 74
6.2 平面应变下CT试样的动态断裂韧性测研究 75
6.2.1 基于弹簧质量的模型紧凑拉伸试样动态应力强度因子求解 76
6.2.2 基于CT试样的动态断裂韧性测试的SHPB实验装置改造 77
6.2.3 利用转换夹具的静态断裂韧性KIC的测试 77
6.2.4 动态断裂韧性测试 79
6.2.5 结论 82
6.3 高周疲劳与低周疲劳 82
6.3.1 材料的疲劳 82
6.3.2 低周疲劳实验方法介绍 83
6.3.3 电液伺服疲劳实验机原理 84
6.3.4 Instron FastTrackTM8800电液伺服疲劳实验机 85
6.4 SHPB实验装置原理 85
6.5 利用光纤测量应变的原理 88
6.5.1 布拉格光栅光纤传感器原理 88
6.5.2 光纤布拉格光栅传感器温度补偿基本原理 89
6.6 现代光测技术原理 90
6.6.1 概述 90
6.6.2 光弹性方法简介 91
6.6.3 全息光弹和全息干涉测试技术 92
6.6.4 电子散斑干涉原理 96
6.6.5 云纹法测试原理 107
6.6.6 数字图像相关技术 110
6.7 声发射检测技术原理 114
6.7.1 声发射检测技术原理 114
6.7.2 声发射信号特性参数 115
6.7.3 缺陷（声发射源）位置的确定 117
6.8 磁粉检测技术测试原理 122
6.8.1 磁粉检测技术简介 122
6.8.2 铁磁性材料的磁性及磁化 124
6.8.3 磁粉检测材料 129
6.8.4 磁粉检测工艺 130
6.9 超声波检测技术原理 132
6.9.1 概述 132
6.9.2 超声波的分类 134
6.9.3 超声场及介质的声参量 136
6.9.4 超声波检测方法分类 140
第七章 实验设备介绍 144
7.1 电子万能实验机 144
7.1.1 Instron5500电子万能材料实验机 144
7.1.2 WDW3100微控电子万能实验机 145
7.2 疲劳实验机 151
7.2.1 PLG-200C高频疲劳实验机 151
7.2.2 Instron 8801电液伺服疲劳实验机 151
7.3 PKP450示波冲击实验机 152
7.4 SHPB实验装置 153
7.4.1 CS-1D超动态电阻应变仪设备简介 153
7.4.2 波形存储器 154
7.5 TFBGD-9000光纤光栅解调仪 155
参考文献 159