同济大学《实验力学》教学大纲

实验力学实验教学大纲01.教学单位名称：机械科学与工程学院02.实验中心名称：力学实验中心03.课程名称：实验力学04.课程代码：41212205.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修07.课程学时：60学时，其中含实脸20学时。

08.课程学分：309.面向专业：工程力学10 .实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务和目的《实验力学》是一门重要的学科基础必修课，着重培养学生的实验技能，为学生用实验手段解决力学和工程实际问题打下基础。

其主要任务是使学生掌握用电测法及光测法进行应力测试的基本原理、方法及应力分析方面的基本知识和技能。

实验课是本课程的重要教学环节，其目的是使学生接受电测及光测应力测试、仪器使用及数据处理等实际技能的训练。

培养学生具有拟定测量方案和处理测量结果的能力。

教学要求通过电测应力分析实验，掌握应变片的粘贴和信号采集与处理，学会多点静态应变测量，了解动态应变测量方法；通过光测应力分析实验，了解条纹值测定和平面光弹。

11 .学生应掌握的实验技术及实验能力(1)掌握应变计对测量结果的影响；(2)掌握静态应力测量的基本原理与方法及测试精度；(3)掌握动态应力测定原理与方法；(4)掌握平面光弹性法的基本原理、方法、原始数据的采集、结果分析处理及仪器的正确使用操作；(5)在平面光弹性基础上初步掌握三维光弹性实验方法、结果处理及误差评定；(6)掌握光弹贴片法原理、测量技术及应用场合；(7)了解冻结实脸技术及其应用场合和所用仪器设备。

12.开设实验项目[1]张如一，《实验应力分析实验指导》，清华大学出版社，1980.0814.考核要求、考核方式及成绩评定标准本课程的总学时为60学时，其中实验为20学时，占总学时的33%。

实验报告学生自拟。

本课程实验为验证性实验。

要求学生课前预习有关内容，教师作针对性指导，具体实脸步骤、数据处理由学生自行完成。

实验课成绩占本课程总成绩的30%o根据学生做试验的记录和实验报告完成的质量确定，对缺实脸成绩者，本课程不予通过。

实验力学实验实验教学大纲
一、课程编号：0402041
二、实验课程名称：实验力学实验（Experiment Mechanics Test）
三、总学分：1学分实验学分：1学分实验时数：24学时
四、教学对象：工程力学专业本科生
五、开课实验室：力学实验中心
六、教材或实验指导书名称：
自编讲义《实验力学基础实验指导书》，2000年3月
《光弹性实验指导书》，1999年3月
七、实验的地位、作用和目的：
在学习掌握有关实验的基本原理和方法的同时，通过加强实验环节来达到巩固理论，提高实验技术水平的目的，培养同学综合运用所学知识的能力、动手操作能力、及创新思维能力。

八、实验内容简介与基本要求：
实验力学基础实验课以电测、光测为主，电测分静态测试和动态测试两部分。

教师讲清实验目的、仪器使用方法、实验原理等，通过实验课使学生了解实验是科研工作重要手段之一。

掌握电测基本知识和实验手段、了解实验仪器的使用方法及测试内容，光测仪器的原理、分析方法。

数据的处理方法和手段。

九、设备及器材配置：
动、静态应变仪、振动台、计算机、频率仪、电荷放大器、传感器（包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器等）、专用对中钻孔装置、超声波仪、光弹仪
十、考核方式：
以实验报告及平时在实验课上的表现为准进行考核
十一、实验项目与内容提要。

《现代力学实验实验》课程教学大纲课程编号：30S388Q适用专业：土建、机械课程层次及学位课否：大类专业基础学时数：16 学分数：执笔人：王正道编写日期：2004.12.18一．课程的任务和教学目标《现代力学实验实验》是一门以实验为主的专业基础课程。

本课程是在《工程力学实验》基础上，为机械、土建类高年级本科生开设的一门力学专业课程。

内容涉及断裂力学、损伤力学和纤维增强复合材料力学中典型参数的实验研究。

通过该课程的学习，让学生了解工程应用中涉及的一些实际力学问题和近代实验力学的一些重要测量方法，为其以后在相关领域的深入研究打下坚实的基础。

二．课堂教学内容和学时分配1．课堂教学：熟悉固体力学实验的基本要求和实验方法，了解工程应用中涉及的一些实际力学问题，掌握近代实验力学的一些重要测量方法及原理。

2．实验内容与基本要求：（1）平面断裂韧度的测量方法（建议4学时）了解断裂机理和三类基本裂纹型态，掌握平面应变断裂韧度K1C和平面应力断裂韧度K C的几种常用测量方法，了解脆性断裂和塑性断裂的区别；对典型裂纹型态的试件（张开型裂纹或滑移型裂纹）进行实测，熟悉测量步骤，观察各种材料在加载过程中表现的各种现象，分析破坏特点。

（2）损伤力学的基本测量方法（建议4学时）比较损伤和断裂的联系和研究角度的不同，掌握损伤破坏的基本机制、评价参数和常见的几种损伤破坏形式，以及脆性损伤和韧性损伤的区别，进行损伤变量的测量。

熟悉实验过程，观察各种材料在加载过程中的损伤破坏现象。

（3）疲劳破坏（建议2学时）分析比较断裂、损伤和疲劳破坏之间的内在联系和研究角度的区别，掌握金属材料和纤维复合材料疲劳破坏机理的不同，熟悉疲劳实验的一些参数指标，进行单向加载疲劳试验。

（4）光测断裂力学试验方法（建议4学时）学习光弹法、云纹法和散斑干涉法的基本原理和在断裂、损伤参数测量中的应用，利用动光弹仪进行动态断裂试验。

（5）纤维增强复合层压板层间剪切强度试验研究（建议2学时）比较三点弯曲、槽间剪切、双肩剪切和压剪耦合等几种典型测量纤维增强复合层压板层间剪切强度的方法，分析了解三点弯曲实验中随着跨距的增加，材料破坏形式由压缩破坏、剪切破坏到拉伸破坏的转变过程。

《理论力学》课程教学大纲课程编号：125003 学分：3 总学时：51 实验学时：8 大纲编制主笔人：董国华大纲审核人：韦林一、课程性质与目的课程性质：技术基础课（C1）《理论力学实验》是与《理论力学》课程相对应的实验课程。

《理论力学实验》是工程力学等专业的学科内基础课程（C1）。

本课程通过实验让学生验证《理论力学》课程中阐述的相关知识，巩固和加深对理论知识的理解。

同时，学生在实验中，学习理论力学实验的基本内容，学会实验实际操作。

本课程营造规范的实验氛围，培养学生实事求是、一丝不苟的科学实验理念和工作作风。

二、课程面向专业交通工程、交通运输工程、物流工程、建筑环境与设备工程、热能与动力工程。

三、实验基本要求通过本实验，要求达到以下目的：1.掌握理论力学（静力学、运动学、动力学部分）中的受力分析、运动分析和机械振动原理及其实验的基本技能。

2.熟悉并掌握一些基本仪器的用途、特点和使用方法。

培养学生的动手和创新能力。

3.通过对试验结果的分析和理论探讨，巩固所学的理论力学、材料力学等学科的基本知识和相关的专业知识。

4.通过整个实验过程，尤其是设计性实验,使学生初步了解科学研究的一般过程,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，启发学生的创新思维。

四、实验或上机基本内容1.理论力学创新应用实验演示(静力学13个、运动学10个、动力学9个)。

2.理论力学创新应用开放实验（有30多个理论力学创新应用实验模型或装置可供学生操作和体验）；3.单自由度系统振动实验内容：（1）求单自由度系统的振动频率；（2）区分自激振动现象与自由振动和强迫振动的区别；（3）用具有质量-弹簧系统的台秤和振动干扰源试验强迫振动现象。

4.转动惯量实验内容：（1）转动惯量的理论公式与三线摆实测周期计算转动惯量公式,并确定线长对测量误差的影响；（2）用等效方法求非均质(铝/铜/钢/记忆合金)发动机摇臂的转动惯量。

5.动力减振实验内容：（1）熟悉测试仪器设备的操作并用一个竖立的悬臂梁振动模型装置模拟一栋高层建筑的地震状态（调整激振频率，模拟结构物的风振）；（2）根据模型的外形结构、尺寸、质量分布及振动频率参数，设计一组或一个合理的单自由度减振系统；（3）加工制作一组或一个单自由度减振系统，并将之安装于模型上；（4）进行加装了单自由度减振系统后的振动模型装置模拟实验至达到消振或减振效果；（5）对比分析实验结果，写出实验报告。

同济大学《实验力学》教学大纲《实验力学》教学大纲课程编号：450040学分：2总学时：36大纲编制主笔人：杨国标大纲审核人：韦林一、课程性质与目的课程性质：专业基础/c1。

目的：液态力学就是研究液态在外界因素促进作用下而出现的变形、形变、快速反应以及毁坏的学科。

实验力学就是液态力学的一个分支，它就是用各种实验方法和手段对变形液态展开形变快速反应分析的一门学科。

通过学习，了解实验力学发展的新动态，重点掌握以现代光、电、振动力学为主的各种实验方法的原理、技术和应用；通过实验力学方法检查验证按固体力学理论在一定假设条件下所得到的理论分析结果和计算结果的可靠程度和可靠性；通过实验力学方法进行直接量测以提供一些用理论分析难以获得的力学参数，并通过观察、实验和量测，认识问题的本质，在此基础上，提供假设，建立力学模型和理论系统，给出材料的本构关系等；同时通过实验力学方法对某些力学规律的探讨，为细观力学、界面力学、断裂力学等新学科的发展提供实验依据，最终为解决工程技术领域中广泛存在的力学问题的提供有效途径。

二、面向专业工程力学。

三、实验基本要求1．掌控工程形变测试中常用的设备和设备的原理、结构和特点。

2．掌控工程形变测试中常用仪器的用途，采用方法和各仪器间的服务设施采用，以及实验基本技能，培育学生动手能力。

3．掌握光弹性材料的浇铸、光弹性材料的特性。

4．熟识掌控平面光弹性形变-光学定律、等色线、等倾线、剪应力差法、绑压法。

5.掌握电阻应变测量的基本原理，能动手贴应变片，掌握电阻应变仪器操作。

6.掌握测量电桥的半桥接法，和全桥接法。

7．掌控工程振动测试中常用的激振设备、测振传感器、放大器、记录器和分析设备的原理、结构和特点。

8．掌握正弦稳态激振、瞬态激振和和随机激振的基本原理和测试方法。

9．熟悉和掌握振动特性参数的常用测量方法以及对实验数据进行分析处理，得到结构动力特性参数。

10．通过整个教学实验过程，尤其就是综合性实验、设计性实验，并使学生介绍科研试验的通常过程，培育学生观测现象，分析问题和解决问题的能力，同时稳固所学的振动力学、实验力学课程的理论知识。

《力学实验》课程教学大纲物理学（师范）专业一．概述1、课程的目的和任务力学实验是物理学专业独立开设的一基础物理实验课程，是物理学专业的专业基础课。

力学实验内容主要包括：基本量，长度、质量、时间的测量。

运动学、力学，刚体力学、振动和波等理论中的基本定律的验证。

基础物理实验课的目的及基本要求，测量基本概念与读数规则，有效数字基本概念及其运算法则，误差的基本概念和基本处理方法，不确定度基本概念及其评定方法，测量结果的正确表示以及数据处理的基本方法等内容。

开设力学实验课的目的，一方面是使学生较系统地掌握基本测量方法和基本仪器的使用方法；培养学生实验基本技能；另一方面是通过实验培养学生的科学态度、科学方法和科学精神。

力学实验课的任务是：通过本课程的教学，应使学生对实验科学中讲究客观真实的要求有一定的认识，具有应用常规力学学实验仪器进行实验观测的能力，能正确处理实验数据和表示出实验结果，并作出其不确定度评定。

较为规范的书写出实验报告。

2、课程的基本要求通过实验室理论课教学，使学生初步熟悉有关测量测试的基本方法。

数据处理方法，如列表法、作图法等。

直接测量量和间接测量的数据处理，误差的种类和处理，实验结果的正确表示，不确定度评定，不确定度传递理论计算间接测量量的不确定度；基本力学实验仪器常识、实验注意事项等。

通过实验教学，使学生加深对力学基本理论和基本规律的认识；掌握基本量，长度、质量、时间的测量、能初步分析实验误差，正确表示出实验结果，并进行不确定度评定。

会用列表法、、作图法和逐差法最处理数据。

实验分组为2人一组。

通过综合性设计性实验教学，使学生了解设计实验方案的基本方法。

3、课程的学时安排总学时：学分 2大纲共列出18个实验，必做 12 个，选做 3 个，实验时每周4学时（预习1学时，实训3学时）总学时： 68 学时（理论8学时实验60 学时）4、授课对象物理与电子科学系、物理学（师范）本科专业5、先修课程力学、高等数学二．课程内容与学时分配第一篇．测量误差理论、数据处理和不确定度（8学时）1、测量；直接测量、间接测量，数据记录，有效数字。

《岩体力学/实验》课程教学大纲课程编号：0330137 学分：3 总学时：51+13(0.75周)实验：大纲执笔人：沈明荣大纲审核人：石振明本课程有配套实验课030027《岩体力学实验》，0学分，13（0.75周）学时。

一、课程性质与目的本课程属地质工程专业的专业基础课程，为限定选修课。

本课程的主要教学目的是：使学生掌握有关岩石、岩体的基本力学性能，了解岩石的动力学特性，熟练掌握有关的强度理论，岩体分类的基本方法，岩体初始应力状态及其规律，了解初始应力状态的测定方法，并在此基础上，熟练掌握岩体力学在峒室工程、边坡工程、岩基工程中的应用。

二、课程基本要求要求学生能够熟练地掌握有关岩石、结构面、岩体的力学特性，能够熟练应用岩石、结构面、岩体的强度理论，对其进行评价，并应用这些基本理论，评价峒室的二次应力状态和掌握围岩压力理论及其围岩的松动压力、形变压力的计算，初步了解新奥法的基本概念，了解边坡的破坏机理和稳定性评价的基本方法，熟悉岩基的破坏模式及其承载力的计算方法。

三、课程基本内容（一）绪言介绍岩体力学的定义及其不关的基本概念、简介目前常用的岩体分类方法，并根据岩体力学自身所具有的特性，要求掌握学习、研究岩体力学的方法。

（二）岩石的基本物理力学性质介绍岩石的基本物理、水理性质。

岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三向压缩应力作用下的强度和变形特性以及有关岩石常用的几种强度理论，简单叙述在各种应力作用下的试验方法及其相应各参数的求解方法。

（三）岩体的基本力学性能介绍描述结构面的方法，结构面在正应力、剪应力作用下的变形特性、常用的评价规则、不规则齿形结构面的抗剪强度理论及其正确地运用这些强度理论，评价具有结构面的岩体强度、以及由于结构面的存在，对岩体强度的影响。

（四）岩石的动力学基础简单介绍波动方程和超声波波速及其影响因素。

（五）工程岩体分类介绍工程岩体分类的基本原则以及分类的基本方法，熟悉几个简单的分类和我国的分类标准。

《流体力学》课程教学大纲Fluid Mechanics课程编号：学分：3 总学时： 54大纲执笔人：王振亚、王毅刚大纲审核人：杨志刚一、课程性质与目的性质：流体力学是汽车学院发动机方向和车身方向的一门重要技术基础课程，是必不可少的先修课程。

目的和意义：本课程的目的就是要通过各个教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识（基本概念、原理和研究方法）、有关的计算方法和必要的实验技能，具备应用流体力学知识对实际问题进行分析和计算的能力，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础。

二、课程面向专业车辆工程的发动机方向和车身与空气动力学方向。

三、课程基本要求学生学习本课程应达到下列基本要求：（1）正确理解流体力学中的一些基本概念和流动的基本特征；（2）掌握研究流体运动的一些基本方法；（2）熟练掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程，对工程中的一般流体流动问题具有分析和计算的能力；（4）正确理解量纲分析和相似原理对实验的指导意义以及掌握一定实验技能与方法，具有测量流动参数、分析实验数据和编写实验报告的能力；（5）正确理解理想不可压缩流体流动与不可压缩粘性流动的基本原理与它们之间的区别，掌握流体在管道中运动阻力和水头损失的计算，绕物体流动的流体边界层性质。

；（6）了解定常一元可压缩气流的基本知识。

四、实验基本要求掌握一定实验技能与方法，具有测量流动参数、分析实验数据和编写实验报告的能力五、课程基本内容绪论教学基本要求：（1）流体运动与流体力学；（2）流体力学与科学；（3）流体力学与工程技术；（4）流体力学的研究方法。

第一章流体及其主要物理性质教学基本要求：（1）掌握流体的惯性、黏性、压缩性、膨胀性等主要物理性质；（2）理解流体微团及质点的概念、连续介质模型及建立的条件；（3）了解作用在流体上的力（质量力和表面力）。

第二章流体静力学教学基本要求：（1）理解和掌握流体静压强及其特性；（2）了解流体平衡微分方程式，理解其物理意义；（3）掌握流体静压强的分布规律及点压强的计算（利用等压面），（4）掌握流体静压强的量测和表示方法，掌握相对平衡原理，解决等压面的形状特别是自由液面的形状问题，会计算旋转液体中各点的压强；（5）了解作用于平面壁和曲面壁上流体总压力的计算。

《理论力学实验》课程教学大纲课程编号：课程名称：理论力学实验英文名称：Theoretical Mechanics Experiment是否独立设课：否课程性质：必修√□选修□课程类别：基础□专业基础√□专业□实验项目数：4必做实验项目数：4 选做实验项目数：0开放实验项目数：综合性、设计性实验数：开课学期：第三学期开课院系：机电工程学院课程总学时：54 实验学时：4课程总学分：3.5 实验学分：一、本实验课程的教学目标与任务《理论力学》课程是机械类各专业的学科基础课。

其主要任务是使学生掌握物体机械运动的一般规律。

《理论力学实验》是本课程的实践环节和重要组成部分，其目的是通过这样一组实践教学环节的实施，加强《理论力学》的工程概念，了解这门课程与工程实际的紧密关系，培养和训练学生分析问题、解决问题的能力，培养和训练学生的实践动手能力，培养、锻炼学生的创新思维和科研能力。

二、本课程与其他课程的联系和分工《理论力学》是机械类各专业的第一门学科基础课，它的任务是研究经典力学的普遍规律，使学生比较系统地掌握经典力学的基础知识，培养学生解决力学问题的能力，为学习后续课程《材料力学》、《机械原理》、《振动分析》、《分析力学》等打好基础。

三、实验课程内容和基本要求本实验课程包含以下四个实验，要求学生在老师指导下实验准备、实验操作到撰写实验报告独立完成。

实验一、实验法求物体重量及重心（认识实验）实验二、动滑动摩擦因子的测量实验三、三线摆法求圆盘和物体的转动惯量实验四、等效法求不规则物体转动惯量（认识实验）四、教学安排及方式理论力学实验6人一组，实验课定时开放，每次实验一般安排3小时，每个学生要求完成4个实验。

其中实验一和实验四为认识实验，实验结束后要求写出实验体会或对此实验提出自己的改进方法。

实验二和三要求完成实验报告。

五、考核方式本实验课程要求完成实验报告，实验报告每人独立完成，至少在放假前15天将报告交上来；每人4次自做实验，缺少1次，实验成绩记为0分，本课程成绩为0分。