液压与气压传动实验指导书
襄樊学院机汽学院
2010年04月
实验要求
1、实验前必须进行准备，编写实验预习报告。
实验准备报告的主要内容如下：
1）实验项目；
2）拟定实验目的、内容、时间（日期和时间，如果必要，拟定该项实验分几次进行，每次日期和时间）和地点；
3）根据实验室的具体条件，拟定实验方案，绘出实验装置的液压系统原理图，并须附有实验方案的必要说明；
4）拟定实验步骤，每次实验所需测试的参数和点数，确定观察和测量的方法，并估计测量误差的来源（特别是影响较大的因素），如测量装置误差，环境误差、方法误差、人员误差等。编制实验记录数据的全部表格，（表格名称，编号，实验条件，实验中设定控制的参数和数值以及对应的待测参数和点数，列出各项含意，代号，各种实验读值的单位，测试次数等），并准备好画成相应曲线的图纸（决定规格和格式，标出坐标和分度单位）；
5）本组实验人员的具体的工作分配和轮换安排；
6）选定的数据处理方法等。
2、实验中，必须积极主动实验，记录实验过程和实验数据，并加以研究。实验完成后指导教师同意后方可离开。
3、实验后必须编写实验报告，分析实验和实验数据，完成思考题
众所周知，实验报告是实验的唯一成果，一个实验的价值在很大程度上取决于报告质量的高低，要强调工作成果和总结的重要关系。学生在校期间，通过实验教学的学习，对编写实验报告应给予充分的重视，高年级学生通过各种较为复杂的实验，可多次受到编写正式技术报告或科技论文的严格训练，这对培养一个科技人员所必备的思维能力，综合归纳能力，组织管理能力和总结写作能力是很有必要的。
实验分组及时间安排
本班分三组进行实验。实验地点N2-405
A组：学号01-31 B组：学号32-62，C组63及以后同学时间：第七周周六B组1,2节，C组3,4节，A组5,6节第八周周六A组1,2节，B组3,4节，C组5,6节
第九周周六A组1,2节，B组3,4节，C组5,6节。
实验一液压元件的拆装
目录
1．实验目的
2．实验内容
3．实验步骤和方法
4．实验注意事项
5．实验报告
1．实验目的
1.1 通过液压元件实物观察或拆装，深入了解液压元件的结构组成、元件内部油路的连接、工作原理、性能，以巩固课堂讲述的内容；
1.2 通过实物,学习和了解液压元件在系统中的联结方式、作用、材料等工程实际问题；
1.3 培养学生分析问题、解决问题的能力和动手能力。
2．实验内容
2.1 液压泵：齿轮泵、双作用叶片泵、柱塞泵；
2.2 液压控制阀：
压力控制阀—直动式溢流阀、先导式溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器；
方向控制阀—单向阀、电磁换向阀、手动换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等；
流量控制阀—节流阀、调速阀；
3．实验过程中思考的问题
3.1 液压泵
1）找出齿轮泵、双作用叶片泵、柱塞泵的密封工作容积，密封工作容积如何变化的，液压泵工作时液压油如何吸入和压出；
2）齿轮泵有哪几条内泄漏通道，怎样提高其容积效率？其困油现象是怎样产生的，在结构上如何改善？齿轮泵壳体端面的环形沟槽起什么作用？观察齿轮泵两个油口是否一样大、齿顶圆与壳体内孔间的间隙大小，说明为什么；
3）双作用叶片泵的定子内表面是由几部分组成的，各部分起什么作用？其叶片在槽中是如何伸出和缩回，叶片根部压力油如何引入？影响叶片泵输出压力的因素是什么，提高输出压力应采取什么措施？试分析双作用叶片泵是否有困油现象？
4）轴向柱塞泵是如何变量的？其柱塞头部中心小孔起什么作用？将小孔堵死是否可以；
5）试分析柱塞泵的输出压力为什么比齿轮泵和叶片泵的高。
3.2 液压控制阀
1）观察滑阀式方向控制阀，分析其换向原理、位置数和通路数、操纵方式，试说出其名称、型号。观察三位滑阀的中位机能。滑阀阀芯表面开有环形槽起什么作用？
2）观察单向阀的结构，分析其工作原理。并说明其弹簧刚度小的原因。
3）结合实物分析直动式溢流阀的工作原理，阀的弹簧腔为什么与阀的出口相连通？阀芯下端的小孔起什么作用？
4）观察先导式溢流阀的结构组成，分析其工作原理。为什么主阀的弹簧刚度比先导阀的刚度小？其主阀芯中的阻尼小孔起什么作用，是否可以将其去掉或变大？先导式溢流阀的远程控制口有什么作用？
5）为什么直动式溢流阀用在低压系统，而先导式溢流阀多用在中、高压系统？
6）找出控制减压阀阀芯的控制油路和控制边，分析其工作原理。直动式减压阀弹簧腔和先导式减压阀的先导阀弹簧腔的泄油路，为什么不能和阀的出油口连接？
7）试比较溢流阀和减压阀的功能、内部油路和工作原理有什么不同？
8）试比较顺序阀和溢流阀的功能、内部油路和工作原理有什么不同？
9）观察压力继电器结构，分析其工作原理。
10）观察节流阀的结构组成，分析其工作原理。若节流阀进出油口接错了，能否使用？有什么影响？
11）根据调速阀的实物，搞清楚阀内油路连接情况，分析其工作原理。调速阀能否做节流阀使用，如何改造？
4．实验注意事项
4.1 实验中要认真观察液压元件实物并结合课堂讲授的知识，搞清楚每一个思考题。
4.2 实验中要爱护液压元件，拆装时只能轻轻敲击，不能用力过大；液压元件中的零件不得损坏和丢失；需用拆装的元件，在实验结束前，把拆装的元件装好，不得将不同元件的零件装到一起和漏装。
4.3 实验结束后，将拆开的元件装好、实验桌上的元件和工具摆放整齐、地面打扫干净，经指导教师同意方得离开。
5．实验报告
1）外啮合齿轮泵工作原理简图
2）双作用叶片泵工作原理简图
3）轴向柱塞泵工作原理简图
4）直动式溢流阀工作原理简图
5）先导式溢流阀工作原理简图
6）减压阀工作原理简图
7）顺序阀工作原理简图
8）调速阀工作原理简图
9）换向阀
10）单向阀
实验二液压回路设计与安装调试
目录
1．实验台组成
2. 节流调速实验
2.1实验目的
2.2实验内容与实验原理
2.3实验步骤
2.4试验注意事项及操作规程
2.5实验数据处理
2.6思考题
一、实验台组成：
液压实验台由以下五部分组成：
（1）动力部分：主要包括油箱、电动机、油泵和滤油器。电动机和叶片泵装在油箱盖板上，油箱底部装有轮子，可以移动，它安放在实验台左后部。
（2）控制部分：主要包括溢流阀、电磁换向阀、节流阀、调速阀等，全部装在实验台的面板上。
（3）执行部分：包括工作缸和加载缸，自行安装于实验台面板上。
（4）电器部分：包括电器箱和电器按钮操作箱。电器箱中主要有接触器、热继电器、变压器、熔断器等，位于实验台后部的右下角。电器按钮操作箱主要包括各种控制按钮和旋钮以及红绿信号灯，位于实验面板上方。
（5）测量部分：主要包括压力表、温度计，它们安装在实验台面板上。
二、节流调速实验
2.1 实验目的
2.1.1通过实验深入了解进、出口节流调速系统调速原理、以巩固课堂讲述
的内容；
2.1.2掌握系统性能实验方法；
2.1.3培养学生分析问题、解决问题的能力和动手能力；
2.1.4了解所用测量设备和测量装置的工作原理和掌握其使用方法。
2.2 实验内容与实验原理
2.2.1 实验内容
（1）采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能实验；
（2）采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能实验；
（3）分析比较二种节流调速的性能；
（4）进行差动连接的拆装与性能测试。（选作）
2.2.2实验原理
1、进口节流调速回路
如图2-10所示，这种调速回路将节流阀安装在与溢流阀并联的旁支油路上，定量泵输q，其中一部分流量进入液压缸，推动活塞前进，另一部分则通过节流阀流出恒定的流量
p
位置。
将电磁阀3处于左位，慢慢调节节流阀的开度，使工作缸活塞运动速度适中，反复切换电磁阀，使工作缸活塞往复运动，检查系统是否正常。
(2) 调定液压泵1的供油压力, 调节回路节流阀的开度A T。
注意：节流阀的开度由大到小进行调整，记录实验数据。
（3）流量控制阀的开度A T 调定，调节溢流阀，记录实验数据。
2、节流阀出口节流调速回路
重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。
3、节流阀旁路节流调速回路
重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。
4、调速阀进口节流调速回路
重复1（1）、1（2）、1（3）步骤，至本实验结束，将以上数据记录到实验记录表格中。
为便于对比上述四种调速回路的实验结果，在调节2、3、4个项的节流阀开度A T时，应该与1中的中开度尽可能一致。
2.4试验注意事项及操作规程
2.4.1 在做实验之前，仔细详看指导书和实验台上标注的操作规程。
2.4.2 操作实验台之前，检查实验台。
2.4.3 实验台工作时，禁止用手加载液压缸。
2.4.4 电气按钮说明：
（1）启动上电按钮，上电指示灯有显示。
（2）启动油泵电机，指示灯有显示，表示油泵电机正常运行工作。
（3）启动换向阀按钮，实现液压缸的进退。
（5）遇到紧急情况可按“停止”按钮。
（6）做完实验后按下上电按钮，切断电源。
2.5 实验数据整理
1．根据实验数据计算结果，并根据计算结果绘制速度—负载特性曲线
2．实验结果的分析（根据实验结果并结合思考题进行总结）。
实验数据参考表格
实验2－1 节流阀进油调速回路
实验2－2 节流阀回油调速回路
实验2-3 节流阀旁路调速回路
实验2-4 调速阀进口节流调速回路
2.6 思考题
①节流阀进、回、和旁油路节流调速回路，当节流阀的开度变化时，它们各自的速度—负载特性如何？
②在四种节流调速回路中，溢流阀所起的作用是否相同？各起什么作用?
③结合实验数据说明调速阀进口节流调速回路在一定的负载范围内速度为何不变?
④分析造成实验误差的原因
实验三气压回路设计与调试
一．实验目的
1．掌握气压元件在气动控制回路中的应用,
2．通过装拆气压回路了解调速回路和手动循环控制回路的组成及性能。
3．能利用现有气压元件拟订其他方案，并进行比较。
二．实验内容
1．认识气动元件，组装具有调速功能的手动循环控制气动回路。
2．组合具有单循环和全自动循环的气动回路。
三．实验装置
气压传动回路实验台。
四．实验原理
1、见系统原理图。图3－1为用二位五通双气控换向阀1V3控制气缸1A1运动，手动换向阀1S1和1S2控制1V3阀换位，气缸运动速度可用单向节流阀
1V1和1V2调节。
图3－1
2、自行设计具有单循环和全自动循环的气动回路。
五．实验步骤
1．按需要选择气压元件；
2．根据系统原理图联接管道；
3．接通压缩空气源；
4．实现所要求的调速功能和循环动作；
5．拆卸，并将元件放好。
六．实验报告
1．画出回路图；
2．叙述实验所用气动元件的功能特点；
3．叙述气动回路的工作原理；
4. 叙述单循环和全自动循环气动回路的工作原理。
5. 回答思考题。
七．思考题
1．气动系统中为何要有三联件？
2．单向节流阀在气路中如何安装？
3．用单气控换向阀与双气控换向阀控制双作用气缸有什么不同特点？。
数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程，也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法，并做了相应的性能分析和比较，课程内容丰富，理论系统。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大的难度： 1）理论艰深，方法灵活，给学习带来困难； 2）内容丰富，涉及的知识较多，学习有一定的难度； 3）侧重于知识的实际应用，要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力，因而加大了学习的难度； 根据《数据结构》课程本身的特性，通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生分析问题，组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容，检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面： （1）加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实验题中的问题比平时的习题复杂得多，也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变" 活" ，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时，觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出
现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法，而实验题是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题，从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境，学习上机调试程序一个程序从编辑，编译，连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件，软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行 程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握程序的开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序，运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，也应遵循以下五个步骤来完成实验题目： 1) 问题分析和任务定义 在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的
矿压测试技术实验指导书 学号： 班级： 姓名： 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室
实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介： 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。
二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法： 孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高 峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小 格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下 移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每 移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条 下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得
土力学实验指导书淮海工学院土木工程学院
实验一含水率实验 一、实验目的 测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。 二、试验方法 烘干法、酒精燃烧法、炒干法。本试验用烘干法。 三、试验原理 土的含水量是土在温度105～110O C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干土质量的比值，以百分数表示。 四、试验设备 烘箱：保持温度105～110O C的自动控制的电热烘箱、电子分析天平、铝制秤量盒、削土刀等。 五、操作步骤 1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。 2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约15～30g或用切环刀土样时余下的试样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g，将数值g1填入表1中。 3、打开盒盖，放入烘箱中在温度105～110O C下烘至恒重，烘干时间对粘性土、粉土不得少于8h,对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在65～70O C的恒温下烘至恒重。取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将数值g2填入表1中。 六、计算含水率 W=(g1-g2)/(g2-g0)×100% 其中W—含水率g0——铝盒重量，单位为g。 g1——铝盒加湿土的重量，单位为g。g2——铝盒加干土的重量，单位为g。 七、注意事项： 本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%。取两个侧值的平均值，以百分数表示。
（液压与气压传动）实验指导书 必修实验 实验一液压泵拆装 一、实验目的 液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对液压泵的拆装可加深对泵结构及工作原理的了解。并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。 二、实验用工具及材料 内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、各类液压泵、液压阀及其它液压元件 三、实验内容及步骤 拆解各类液压元件，观察及了解各零件在液压泵中的作用，了解各种液压泵的工作原理，按一定的步骤装配各类液压泵。 1.轴向柱塞泵 型号：cy14—1型轴向柱塞泵（手动变量） 结构见图1—1 图1-1 （1）实验原理 当油泵的输入轴9通过电机带动旋转时，缸体5随之旋转，由于装在缸体中的柱塞10的球头部分上的滑靴13被回程盘压向斜盘，因此柱塞10将随着斜盘的斜面在缸体5中作往复运动。从而实现油泵的吸油和排油。油泵的配油是由配油盘6实现的。改变斜盘的倾斜角度就可以改变油泵的流量输出。 （2）实验报告要求 A.根据实物，画出柱塞泵的工作原理简图。 B.简要说明轴向柱塞泵的结构组成。
（3）思考题 a.cy14---1型轴向柱塞泵用的是何种配流方式？ b.轴向柱塞泵的变量形式有几种？ c.所谓的“闭死容积”和“困油现象”指的是什么？如何消除。 2.齿轮泵 型号：CB---B型齿轮泵 结构图见图1—2 图1-2 （1）工作原理 在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有效容积不断增大，完成吸油过程。在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，实现排油过程。 （2）实验报告要求 a.根据实物，画出齿轮泵的工作原理简图。 b.简要说明齿轮泵的结构组成。 (3)思考题 a.卸荷槽的作用是什么？ b.齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？ 3.双作用叶片泵 型号：YB---6型叶片泵 结构图见图1---3
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实验内容： 1、编写一个程序建立存放学生成绩的有序链表并实现相关操作，要求如下： （1）设学生成绩表中的数据元素由学生姓名和学生成绩字段组成，实现这样的线性表的链式存储表示。 （2）键盘输入10个（或若干个，特殊数据来标记输入数据的结束）数据元素，利用链表的基本操作建立学生成绩单链表，要求该表为有序表 并带有头结点。（用于比较的字段为分数）。 （3）输入关键字值x，打印出表中所有关键字值<=x的结点。（用于比较的关键字字段为分数）。 （4）输入关键字值x，删除表中所有关键字值<=x的结点。（用于比较的关键字字段为分数）。 （5）输入关键字值x，并插入到表中，使所在的链表仍为有序表。（用于比较的字段为分数）。 实验三栈的应用 实验目的： 熟悉栈的逻辑特性、存储表示方法和栈的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉栈的逻辑特性、顺序和链式存储表示方法和栈的基本操作的实现和应用。 实验内容： (1)判断一个表达式中的括号（仅有一种括号，小、中或大括号） 是否配对。编写并实现它的算法。 (2)用不同的存储方法，求解上面的问题。 (3)* 若表达式中既有小括号，又有大括号（或中括号），且允许 互相嵌套，但不能交叉，写出判断这样的表达式是否合法的算 法。如 2+3*（4-{5+2}*3）为合法；2+3*（4-{5+2 * 3} 、 2+3*（4-[5+2 * 3）为不合法。
土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业：土木工程周淼 编 班级：：学 号： 理工大学 2018 年9 月
实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。 三、试验装置
目录 实验一静水压强实验???????????????????????????????????????????1实验二伯努利方程式的验证?????????????????????????????????????3实验三雷诺实验??????????????????????????????????????????????6实验四管道沿程阻力实验??????????????????????????????????????9实验五管道局部阻力系数的测定????????????????????????????????12
实验一静水压强实验 （一）实验目的 1、测定静止液体中某点的静水压强，加深对静压公式p=p0+γh的理解； 2、测定有色液体的重度，并通过实验加深理解位置水头，压强水头及测压管水 头的基本概念，观察静水中任意两点测压管水头Z+p/γ=常数。 p=p0+γh 式中：P——被测点的静水压强； P0——水箱中水面的表面压强； γ——液体重度； h——被测点在表面以下的竖直深度。 可知在静止的液体内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以该点在液面下的竖直深度。 （四）实验步骤 1、打开密封水箱E顶上空气阀门a，此时水箱内水面上的压强p0=p a。观察各测压连通管内液面是否平齐，如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。
2、读取A点、B点的位置高度Z A、Z B。 3、关闭空气阀门a，转动手柄，抬高长方形小水箱F至一定高度，此时表面压力P0＞P a，待水面稳定后读各测压管中水位标高▽=▽I（I=1、2、3、 4、5），并记入表中。 4、在保持P0＞P a的条件下，改变长方形小水箱F高度，重复进行2-3次。 5、打开空气阀门a，使水箱内的水面上升，然后关闭空气阀门a，下降长方形小水箱。 6、在P0＜P a的条件下，改变水箱水位重复进行2-3次。 （五）对表中数据进行分析 单位：mm
试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法 一、试验目的及要求 1.掌握电阻应变片的选用原则、方法及其粘贴技术； 2.熟悉静态应变仪的操作规程； 3.掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理； 4.学会电阻应变仪的半桥测量接线方法。 二、试验设备及仪表 电桥 兆欧表 万用电表 粘结剂 电阻应变片 电烙铁及其它工具 导线若干 Bz-2206型静态电阻应变仪 标准钢梁（等强度梁） 三、试验内容及原理 1. 电阻应变片的粘贴技术 （1）、外观检查；用放大镜仔细检查应变片结构，检查丝栅有无短路、有无锈蚀斑痕、有无弯折；测试应变片的阻值，检查其阻值是否和提供的电阻应变片阻值相符； （2）、贴片前表面的处理：将欲贴应变片部位表面用砂纸打光，并将其表面打出与等强度梁轴线成450的细纹，然后用药棉沾丙酮将表面擦洗干净，细至药棉上无污迹为止； （3）、画线定位：在贴片处，根据测量方向定位画线（如图2）； （4）、在粘贴应变片处滴一小滴502胶（注意应变片正反面），将应
变片贴在预定位置上，用一小块塑料布盖在应变片上，用手轻轻挤压应变片，将多余的胶水挤出（注意不要让胶水粘在手上）； （5）、检查贴片质量：先观察应变片下是否有气泡、漏粘现象，检查引出线是否粘在试件上，再用万用表检查应变片的绝缘度，绝缘度要求大于100MΩ，若不符合要求，则用吹风机烘烤（注意温度不能超过600），若仍不能达到要求，则需要重新贴片； （6）、接线：先贴端子，将应变片的引线、导线分别焊在端子的对应接头上； （7）、在导线的一端进一步检查片子的绝缘度及阻值； （8）、防潮处理：用凡士林把应变片、端子封好； 2. 静态电阻应变仪的操作原理 静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值εi有下列关系： ε仪=ε1-ε2-ε3+ε4 半桥接线与测量 如果应变片R1接于应变仪AB接线柱，温度补偿片R2接于BC接线柱，则构成外半桥，如图3；内半桥由应变仪内部两个精密无感绕线电阻组成，应变仪读出的数值为ε仪=ε1。 四、试验步骤 1. 按要求粘贴应变片（轴线上），测量等强度梁的厚度及各部分尺寸； 2. 按半桥接法接通桥路，预调应变仪，使所接测点读数为零，如果实在不能调零，则记下初始读数。 3. 加载试验：分级加载5N、10N、15N、20N、25N、30N共6级。逐级记取读数。 4. 重复上述步骤3次，取每级荷载下应变的平均值。并在每一次试验后记下残余应变值。 五、数据处理与分析
土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月
目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题
实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。
材料力学实验指导书 §5 梁弯曲正应力电测实验指导书 1、概述 梁是工程中常用的受弯构件。梁受弯时，产生弯曲变形，在结构设计和强度计算中经常要涉及到梁的弯曲正应力的计算，在工程检验中，也经常通过测量梁的主应力大小来判断构件是否安全，也可采用通过测量梁截面不同高度的应力来寻找梁的中性层。 2、实验目的 1、用应变电测法测定矩形截面简支梁纯弯曲时，横截面上的应力分布规律。 2、验证纯弯梁的弯曲正应力公式。 3、观察纯弯梁在双向交变加载下的应力变化特点。 3、实验原理 梁纯弯曲时，根据平面假设和纵向纤维之间无挤压的假设，得到纯弯曲正应力计算公式为： Z I My =σ 式中：M —弯矩 Z I —横截面对中性层的惯性矩 y —所求应力点的纵坐标（中性轴为坐标零点）。 由上式可知梁在纯弯曲时，沿横截面高度各点处的正应力按线性规律变化，根据纵向纤维之间无挤压的假设，纯弯梁中的单元体处于单纯受拉或受压状态，由单向应力状态的胡克定律E *εσ=可知，只要测得不同梁高处的ε，就可计算出该点的应力σ，然后与相应点的理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。 4、实验方案 4.1实验设备、测量工具及试件： YDD-1型多功能材料力学试验机（图1.8）、150mm 游标卡尺、四点弯曲梁试件（图5.1）。 YDD-1型多功能材料力学试验机由试验机主机部分和数据采集分析两部分组成，主机部分由加载机构及相应的传感器组成，数据采集部分完成数据的采集、分析等。 图5.1实验中用到的纯弯梁，矩形截面，在梁的两端有支撑圆孔，梁的中间段有四个对称半圆形分配梁加载槽，加载测试时，两半圆型槽中间部分为纯弯段，在纯弯段中间不同梁高部位、在离开纯弯段中间一定距离的梁顶及梁底、在加工有长槽孔部位的梁顶及梁底均粘贴电阻应变片。 4.2 装夹、加载方案 安装好的试件如图5.2所示。试验时，四点弯曲梁通过销轴安装在支座的长槽孔内，形成滚动铰支座。梁向下弯曲时，荷载通过分配梁等量地分配到梁上部两半圆形加载槽，梁向上弯曲时，荷载通 过分配梁等量地分配到梁下部两半圆形加载槽，分配梁的两个加载支滚，一个为滚动铰支座，一个为 图5.1 四点弯曲梁试件
实验一 液压泵的特性实验 一、实验准备知识 预习思考题 1．液压泵的功能和种类 2．液压泵的特性 3．液压泵的动态特性和静态特性分别指的是什么？ 实验基础知识 液压泵是一种能量转换装置，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，供液压系统使用。 液压泵（液压马达）按其在单位时间内所能输出（所需输入）油液体积可否调节而分为定量泵（定量马达）和变量泵（变量马达）两类；按结构形成可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。 液压泵或液压马达的工作压力是指泵（马达）实际工作时的压力。对泵来说，工作压力是指它的输出压力；对马达来说，则是指它的输入压力。液压泵（液压马达）的额定压力是指泵（马达）在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。 液压泵（液压马达）的排量（用V 表示）是指泵（马达）轴每转一转，由其密封容腔几何尺寸变化所算得的排出（输入）液体体积，亦即在无泄漏的情况下，其轴转一转所能排出（所需输入）的液体体积。 液压泵（液压马达）的理论流量（用q t 表示）是指泵（马达）在单位时间内由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出（输入）的液体体积。泵（马达）的转速为n 时，泵（马达）的理论流量为 q t =Vn 。 实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的．因此输出功率小于输入功率。两者之间的差值即为功率损失，功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。 容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩（主要是内泄漏）而造成的流量上的损失。对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量q 减小。设泵的流量损失为q t ，则泵的容积损失可用容积效率ην来表征。 ην =t t t t q q q q q q q 111-=-= 泵内机件间的泄漏油液的流态可以看作为层流，可以认为流量损失q 1和泵的输出压力P 成正比，即 q 1 = k 1P
《数据结构》实验指导书 贵州大学 电子信息学院 通信工程
目录 实验一顺序表的操作 (3) 实验二链表操作 (8) 实验三集合、稀疏矩阵和广义表 (19) 实验四栈和队列 (42) 实验五二叉树操作、图形或网状结构 (55) 实验六查找、排序 (88) 贵州大学实验报告 (109)
实验一顺序表的操作 实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的和要求 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。 2、以线性表的各种操作（建立、插入、删除等）的实现为重点。 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现。 二、实验内容及步骤要求 1、定义顺序表类型，输入一组整型数据，建立顺序表。 typedef int ElemType; //定义顺序表 struct List{ ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; 2、实现该线性表的删除。 3、实现该线性表的插入。 4、实现线性表中数据的显示。 5、实现线性表数据的定位和查找。 6、编写一个主函数，调试上述算法。 7、完成实验报告。 三、实验原理、方法和手段 1、根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2、编译运行程序，观察运行情况和输出结果。 四、实验条件 运行Visual c++的微机一台 五、实验结果与分析 对程序进行调试，并将运行结果进行截图、对所得到的的结果分析。 六、实验总结 记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等，并将其写入实验报告中。
【附录----源程序】 #include 北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 （试行） 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8 实验报告 课程名称计算机绘图（CAD） 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日 专业基础实验三 流体力学与液压传动实验指导书 年级_____________ 班级_____________ 姓名_____________ 学号_____________ 实验小组号_____________ 实验日期_____________ 同济大学机械工程学院 机械工程综合实验中心 2014 . 9 目录 前言--------------------------------------------------------------------------------------------------1注意事项--------------------------------------------------------- --------------------------------2一、装拆实验 实验一：CB—B齿轮泵的装拆实验--------------------------------------------------------3实验二：CB—H齿轮泵的装拆实习--------------------------------------------------------- --4 实验三：DTB型叶片泵的装拆实习------------------------------------------------------------5实验四：CY14—1型向轴柱塞泵的装拆实习----------------------------------------------6实验五：中压，高压先导式溢流阀的装拆实习------------------------------------------7 二、液压元件性能实验 实验六：液压泵性能实验-------------------------------------------------------------------------8试验七：溢流阀静态性能实验---------------------------------------------------------15 实验八：节流调速特性实验---------------------------------------------------------------------22 《数据结构》实验指导书 专业：____________班级：_______________组序：_____________ 学号：______________姓名：_______________ 中国矿业大学管理学院 2014 年9 月 上篇程序设计基础 实验一 Java编程环境 【实验目的】 1．掌握下载Java sdk软件包、Eclipse软件的安装和使用方法 2．掌握设置Java程序运行环境的方法 3．掌握编写与运行Java程序的方法 4．了解Java语言的概貌 【实验内容】 一 JDK下载与安装 1. 下载JDK 为了建立基于SDK的Java运行环境，需要先下载免费SDK软件包。SDK包含了一整套开发工具，其中包含对编程最有用的是Java编译器、Applet查看器和Java解释器。下载链接 https://www.doczj.com/doc/d51520979.html,。 2.安装SDK 运行下载的JDK软件包，在安装过程中可以设置安装路径及选择组件，默认的组件选择是全部安装，安装成功后，其中bin文件夹中包含编译器（javac.exe）、解释器（java.exe）、Applet查看器（appletviewer.exe）等可执行文件，lib文件夹中包含了所有的类库以便开发Java程序使用，demo文件夹中包含开源代码程序实例。 安装成功后，文件和子目录结构如图1所示。其中bin文件夹中包含编译器（javac.exe）、解释器（java.exe）、Applet查看器（appletviewer.exe）等可执行文件，lib文件夹中包含了所有的类库以便开发Java程序使用，sample文件夹包含开源代码程序实例，src压缩文件中包含类库开源代码。 图1 二．设置环境变量 《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月 前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实 验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。 实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1．实验装置： 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子 第一章绪论 §1.1 工程力学实验的内容 实验是进行科学研究的重要方法，科学史上许多重大发明是依靠科学实验而得到的，许多新理论的建立也要靠实验来验证。例如材料力学中应力应变的线性关系就是虎克于1668年到1678年间作了一系列的弹簧实验之后建立起来的。不仅如此，实验对材料力学有着更重要的一面。因为材料力学的理论是建立在将真实材料理想化，实际构件典型化，公式推导假设化基础之上的，它的结论是否正确以及能否在工程中应用，都只有通过实验验证才能断定。在解决工程设计的强度，刚度等问题时，首先要知道材料的力学性能和表达力学性能的材料常数。这些常数只有靠材料试验测试才能得到。有时实际工程中构件的几何形状和载荷都十分复杂，构件中的应力单纯靠计算难以得到正确的数据，这种情况下必须借助于实验应力分析的手段才能解决。因此，材料力学实验是学习材料力学课程不可缺少的重要环节。材料力学实验包括以下三个方面的内容： 1.测定材料的力学性能材料的力学性能是指在力或能的作用下，材料在变形、强 度等方面表现出的一些特性，如弹性极限、屈服极限（屈服强度）、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。这些强度指标或参数都是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而它们一般要通过实验来测定。此外，材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。随着材料科学的发展，各种新型合金材料、合成材料不断涌现，力学性能的测定，是研究每一中新型材料的重要任务。 2.验证理论公式的正确性材料力学的一些理论是以某些假设为基础的，例如杆件 的弯曲理论就以平面假设为基础。用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加深对理论的认识和理解。至于新建立的理论和公式，用实验来验证更是必不可少的。实验是验证、修正和发展理论的必要手段。 3.实验应力分析某些情况下，例如因构件几何形状不规则，受力复杂或精确的边 界条件难以确定等，应力分析计算难于获得准确结果。这时，用诸如电测、光弹性等实验应力分析方法直接测定构件的应力，便成为有效的方法。对经过较大简化后得出的理论计算或数值计算，其结果的可靠性更有赖于实验应力分析的验证。§1.2 材料力学试验的标准、方法和要求 材料的强度指标如屈服极限、强度极限、持久极限等，虽是材料的固有属性，但往往与试样的形状、尺寸、表面加工精度、加载速度、周围环境（温度、介质）等有关。为使实验结果能相互比较，国家标准对试样的取材、形状、尺寸、加工精度、试验手段和方法以及数据处理都作了统一规定。 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10 电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一．实验目的： 1．熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况； 2．学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形； 二．实验原理： 根据库伦定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号为斥力，异号为吸力，它们之间的力F 满足： R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知： R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中，由以上公式算出各点的电势U ，电场强度E 后，可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三．实验内容： 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取 常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。CAD上机实验指导书及实验报告
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