第七章 散斑法和云纹法

塑形力学概况与研究进展姓名：潘清学号：SQ10018014033一、塑性力学的概况塑性力学又称塑性理论，是固体力学的一个分支，它主要研究固体受力后处于塑性变形状态时，塑性变形与外力的关系，以及物体中的应力场、应变场以及有关规律，及其相应的数值分析方法。

物体受到足够大外力的作用后，它的一部或全部变形会超出弹性范围而进入塑性状态，外力卸除后，变形的一部分或全部并不消失，物体不能完全恢复到原有的形态。

要注意的是塑性力学考虑的永久变形只与应力和应变的历史有关，而不随时间变化，永久变形与时间有关的部分属于流变学研究的范畴。

一般将塑性力学分为数学塑性力学和应用塑性力学，其含义同将弹性力学的分为数学弹性理论和应用弹性力学是类似的。

前者是经典的精确理论，后者是在前者各种假设的基础上，根据实际应用的需要，再加上一些补充的简化假设而形成的应用性很强的理论。

从数学上看，应用塑性力学粗糙一些，但从应用的角度看，它的方程和计算公式比较简单，并且能满足很多结构设计的要求。

从学科建立过程来看，塑性力学是以实验为基础，从实验中找出受力物体超出弹性极限后的变形规律，据以提出合理的假设和简化模型，确定应力超过弹性极限后材料的本构关系，从而建立塑性力学的基本方程。

解出这些方程，便可得到不同塑性状态下物体中的应力和应变。

塑性力学的基本实验主要分两类：单向拉伸实验和静水压力实验。

通过单向拉伸实验可以获得加载和卸载时的应力-应变曲线以及弹性极限和屈服极限的值；在塑性状态下，应力和应变之间的关系是非线性的且没有单值对应关系。

由静水压力实验得出，静水压力只能引起金属材料的弹性变形且对材料的屈服极限影响很小（岩土材料则不同）。

为简化计算，根据实验结果，塑性力学采用的基本假设有：①材料是各向同性和连续的。

②平均法向应力不影响材料的屈服，它只与材料的体积应变有关，且体积应变是弹性的，即静水压力状态不影响塑性变形而只产生弹性的体积变化。

这个假定主要根据是著名的Brid-gman试验。

BZ反应||Belousov-Zhabotinski reaction, BZ reactionFPU问题||Fermi-Pasta-Ulam problem, FPU problemKBM方法||KBM method, Krylov-Bogoliubov-Mitropolskii method KS[动态]熵||Kolmogorov-Sinai entropy, KS entropyKdV 方程||KdV equationU形管||U-tubeWKB方法||WKB method, Wentzel-Kramers-Brillouin method[彻]体力||body force[单]元||element[第二类]拉格朗日方程||Lagrange equation [of the second kind] [叠栅]云纹||moiré fringe; 物理学称“叠栅条纹”。

[叠栅]云纹法||moiré method[抗]剪切角||angle of shear resistance[可]变形体||deformable body[钱]币状裂纹||penny-shape crack[映]象||image[圆]筒||cylinder[圆]柱壳||cylindrical shell[转]轴||shaft[转动]瞬心||instantaneous center [of rotation][转动]瞬轴||instantaneous axis [of rotation][状]态变量||state variable[状]态空间||state space[自]适应网格||[self-]adaptive meshＣ0连续问题||C0-continuous problemＣ1连续问题||C1-continuous problemＣＦＬ条件||Courant-Friedrichs-Lewy condition, CFL condition ＨＲＲ场||Hutchinson-Rice-Rosengren fieldＪ积分||J-integralＪ阻力曲线||J-resistance curveＫＡＭ定理||Kolgomorov-Arnol'd-Moser theorem, KAM theoremＫＡＭ环面||KAM torusｈ收敛||h-convergenceｐ收敛||p-convergenceπ定理||Buckingham theorem, pi theorem阿尔曼西应变||Almansis strain阿尔文波||Alfven wave阿基米德原理||Archimedes principle阿诺德舌[头]||Arnol'd tongue阿佩尔方程||Appel equation阿特伍德机||Atwood machine埃克曼边界层||Ekman boundary layer埃克曼流||Ekman flow埃克曼数||Ekman number埃克特数||Eckert number埃农吸引子||Henon attractor艾里应力函数||Airy stress function鞍点||saddle [point]鞍结分岔||saddle-node bifurcation安定[性]理论||shake-down theory安全寿命||safe life安全系数||safety factor安全裕度||safety margin暗条纹||dark fringe奥尔-索末菲方程||Orr-Sommerfeld equation奥辛流||Oseen flow奥伊洛特模型||Oldroyd model八面体剪应变||octohedral shear strain八面体剪应力||octohedral shear stress八面体剪应力理论||octohedral shear stress theory巴塞特力||Basset force白光散斑法||white-light speckle method摆||pendulum摆振||shimmy板||plate板块法||panel method板元||plate element半导体应变计||semiconductor strain gage半峰宽度||half-peak width半解析法||semi-analytical method半逆解法||semi-inverse method半频进动||half frequency precession半向同性张量||hemitropic tensor半隐格式||semi-implicit scheme薄壁杆||thin-walled bar薄壁梁||thin-walled beam薄壁筒||thin-walled cylinder薄膜比拟||membrane analogy薄翼理论||thin-airfoil theory保单调差分格式||monotonicity preserving difference scheme 保守力||conservative force保守系||conservative system爆发||blow up爆高||height of burst爆轰||detonation; 又称“爆震”。

2.6典型局部应力2.6.1概述（1）局部应力的客观存在（2）局部应力的危害压力容器=壳体+接管+附件 较小时危害不大； 较大时→疲劳破坏 失去安定性局部应力的产生（3）局部应力的确定理论计算（难以得到解析解）：薄膜解+弯曲解应力集中系数法数值法实测法经验公式2.6.2受内压壳体与接管连接处的局部应力应力集中系数的影响因素：★接管与壳体连接方式：平齐式与内插式 斜接、正交、切向★开孔系数：ρ正比于应力集中开孔越大，应力集中越厉害。

★接管厚度：反比于应力集中系数。

★壳体厚度：反比于应力集中系数。

2.6.2.2应力指数法----为同时考虑三向应力（壳体接管处的径向、经向和环向应力σr ，σt ，σn ），并求得各向应力的最大值，故引入下式：maxii I θσσ=r 接管平均半径， R 壳体平均半径， T 壳体壁厚（i=r,t,n ）■应力指数法已列入中国、美国、日本等国家压力容器分析设计标准如：JB4732-1997（P159）2.6.2.3经验公式01,,,r D d t K f T D T t ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1）Rodavaugh 公式0.1480.1820.3670.38201 2.8r D d t K T D T t --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭适用范围： D/T ＜1000.09≤t/T ≤4.3; 0.5＜r 0/t ＜12.5 对d/D 无要求。

（2）Decock公式K=t适用范围： 1.4≤D/T≤240;0.048≤t/T≤2.5;0.04≤d/D≤1.02.6.2.4数值计算应力数值计算的方法比较多，如：差分法变分法边界元法有限单元法：目前使用最广泛2.6.2.5应力测试（实验应力分析方法）----直接测量计算部位的应变，通过换算（可由仪器完成）得到应力。

----是验证计算结果可靠性的有效方法。

----常用方法：电测法光弹性法云纹法、全息法、散斑法等2.6.3降低局部应力的措施2.6.3.1合理的结构设计（1）减少两连接件的刚度差（2）尽量采用圆弧过渡（32.6.3.2减小附件传递的局部载荷管道、阀门等设置支架或支撑，可降低其重量对壳体的影响；对接管设热补偿元件，可降低热胀冷缩的热负荷。

材料力学实验任永臻编集美大学机械工程学院机械基础实验室2007年3月目录第一章绪论 (1)§1.1 材料力学实验的内容 (1)§1.2 材料力学实验的标准及方法 (1)§1.3 材料力学实验规则及要求 (2)第二章材料的力学性能测定 (3)§2.1 液压式万能材料试验机 (3)§2.1.1 WE-60、WE-100A型液压式万能试验机 (3)§2.1.2 WEC-600B型微机显示液压万能试验机 (5)§2.2机械式引伸仪 (6)§2.3 低碳钢、铸铁的拉伸实验 (7)§2.4 低碳钢、铸铁压缩演示实验 (12)§2.5 低碳钢弹性模量E的测定 (14)§2.6 扭转试验机 (16)§2.6.1 NN-100A型扭力试验机 (16)§2.6.2 NDS-0.5型扭转试验机 (17)§2.7 扭转实验 (18)§2.8 低碳钢剪变模量G的测定 (21)§2.9 冲击实验 (23)§2.10 疲劳实验 (25)第三章电测应力分析 (29)§3.1概述 (29)§3.2组合式材料力学多功能实验台 (30)§3.3电阻应变片 (31)§3.4应变电桥 (33)§3.5电阻应变仪 (35)§3.6应用 (45)§3.7弯曲正应力实验 (47)§3.8弯扭组合变形的主应力的测定 (49)§3.9叠梁/复合梁弯曲正应力实验 (52)§3.10 材料弹性模量E、泊松比µ的测定 (54)§3.11 偏心拉伸实验 (57)§3.12 压杆稳定实验 (60)§3.13 电阻应变片灵敏系数标定 (63)§3.14 悬臂梁实验 (66)附录Ⅰ实验数据的线性拟和 (69)附录Ⅱ有效数后第一位数的修约规定的关系 (72)附录Ⅲ力学量国际单位制单位及换算 (73)第一章绪论§1.1 材料力学实验的内容材料力学实验是材料力学的重要组成部分，包含以下三方面的内容：一、材料的力学性能的测定材料的力学性能是指在外力的作用下，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（屈服点）、强度极限、弹性模量、疲劳极限、冲击韧性等。

应力集中检测什么是应力?当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。

材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力（Stress）。

或物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。

在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力（Stress）。

按照应力和应变的方向关系，可以将应力分为正应力σ和切应力τ，正应力的方向与应变方向平行，而切应力的方向与应变垂直。

按照载荷（Load）作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。

使材料产生扭转变形时所施加的力，单位N·m。

在测材料的扭转刚度或扭转模量等力学量时，在以扭转方式测材料动态力学性能时，都需对试样施加扭力。

特别在动态力学的许多测量仪器上，因为比较容易实现自由振荡或强迫振荡的扭力施加形式，所以采用是比较广泛的。

如扭摆分析仪、扭辫分析仪、旋转流变仪等对试样都是施加的扭力。

所谓“扭力”就是一个物体所受到轴向扭转力与反作用力，常用扭力扳手来计量，单位是牛顿·米。

常见的受扭力作用的物体有，螺杆螺母副传动轴等等。

所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」，因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」，也就从此流传下来，为导正视听。

扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了，定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公制单位为牛顿-米(N-m)，除以重力加速度9.8m/sec2之后，单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。

英制单位则为磅-呎(lb-ft)，在美国车的型录上较为常见，若要转换成公制，只要将lb-ft的数字除以7.22即可。

什么是应力集中？应力集中科技名词定义中文名称：应力集中英文名称：stress concentration 定义1：结构或构件承受载荷时，在其形状与尺寸突变处所引起应力显著增大的现象。

结构力学结构力学structural mechanics 结构分析structural analysis 结构动力学structural dynamics 拱Arch 三铰拱three-hinged arch 抛物线拱parabolic arch 圆拱circular arch 穹顶Dome 空间结构space structure 空间桁架space truss 雪载[荷] snow load 风载[荷] wind load 土压力earth pressure 地震载荷earthquake loading 弹簧支座spring support 支座位移support displacement 支座沉降support settlement 超静定次数degree of indeterminacy 机动分析kinematic analysis 结点法method of joints 截面法method of sections 结点力joint forces 共轭位移conjugate displacement 影响线influence line 三弯矩方程three-moment equation 单位虚力unit virtual force 刚度系数stiffness coefficient 柔度系数flexibility coefficient 力矩分配moment distribution 力矩分配法moment distribution method 力矩再分配moment redistribution 分配系数distribution factor 矩阵位移法matri displacement method 单元刚度矩阵element stiffness matrix 单元应变矩阵element strain matrix 总体坐标global coordinates 贝蒂定理Betti theorem 高斯--若尔当消去法Gauss-Jordan elimination Method 屈曲模态buckling mode 复合材料力学mechanics of composites 复合材料composite material 纤维复合材料fibrous composite 单向复合材料unidirectional composite 泡沫复合材料foamed composite 颗粒复合材料particulate composite 层板Laminate 夹层板sandwich panel 正交层板cross-ply laminate 斜交层板angle-ply laminate 层片Ply 多胞固体cellular solid 膨胀Expansion 压实Debulk 劣化Degradation 脱层Delamination 脱粘Debond 纤维应力fiber stress 层应力ply stress 层应变ply strain 层间应力interlaminar stress 比强度specific strength 强度折减系数strength reduction factor 强度应力比strength -stress ratio 横向剪切模量transverse shear modulus 横观各向同性transverse isotropy 正交各向异Orthotropy 剪滞分析shear lag analysis 短纤维chopped fiber 长纤维continuous fiber 纤维方向fiber direction 纤维断裂fiber break 纤维拔脱fiber pull-out 纤维增强fiber reinforcement 致密化Densification 最小重量设计optimum weight design 网格分析法netting analysis 混合律rule of mixture 失效准则failure criterion 蔡--吴失效准则Tsai-W u failure criterion 达格代尔模型Dugdale model 断裂力学fracture mechanics 概率断裂力学probabilistic fracture Mechanics 格里菲思理论Griffith theory 线弹性断裂力学linear elastic fracture mechanics, LEFM 弹塑性断裂力学elastic-plastic fracture mecha-nics, EPFM 断裂Fracture 脆性断裂brittle fracture 解理断裂cleavage fracture 蠕变断裂creep fracture 延性断裂ductile fracture 晶间断裂inter-granular fracture 准解理断裂quasi-cleavage fracture 穿晶断裂trans-granular fracture 裂纹Crack 裂缝Flaw 缺陷Defect 割缝Slit 微裂纹Microcrack 折裂Kink 椭圆裂纹elliptical crack 深埋裂纹embedded crack [钱]币状裂纹penny-shape crack 预制裂纹Precrack 短裂纹short crack 表面裂纹surface crack 裂纹钝化crack blunting 裂纹分叉crack branching 裂纹闭合crack closure 裂纹前缘crack front 裂纹嘴crack mouth 裂纹张开角crack opening angle,COA 裂纹张开位移crack opening displacement, COD 裂纹阻力crack resistance 裂纹面crack surface 裂纹尖端crack tip 裂尖张角crack tip opening angle, CTOA 裂尖张开位移crack tip opening displacement, CTOD 裂尖奇异场crack tip singularity Field 裂纹扩展速率crack growth rate 稳定裂纹扩展stable crack growth 定常裂纹扩展steady crack growth 亚临界裂纹扩展subcritical crack growth 裂纹[扩展]减速crack retardation 止裂crack arrest 止裂韧度arrest toughness 断裂类型fracture mode 滑开型sliding mode 张开型opening mode 撕开型tearing mode 复合型mixed mode 撕裂Tearing 撕裂模量tearing modulus 断裂准则fracture criterion J积分J-integral J阻力曲线J-resistance curve 断裂韧度fracture toughness 应力强度因子stress intensity factor HRR场Hutchinson-Rice-Rosengren Field 守恒积分conservation integral 有效应力张量effective stress tensor 应变能密度strain energy density 能量释放率energy release rate 内聚区cohesive zone 塑性区plastic zone 张拉区stretched zone 热影响区heat affected zone, HAZ 延脆转变温度brittle-ductile transition temperature 剪切带shear band 剪切唇shear lip 无损检测non-destructive inspection 双边缺口试件double edge notched specimen, DEN specimen 单边缺口试件single edge notched specimen, SEN specimen 三点弯曲试件three point bending specimen, TPB specimen 中心裂纹拉伸试件center cracked tension specimen, CCT specimen 中心裂纹板试件center cracked panel specimen, CCP specimen 紧凑拉伸试件compact tension specimen, CT specimen 大范围屈服large scale yielding 小范围攻屈服small scale yielding 韦布尔分布Weibull distribution 帕里斯公式paris formula 空穴化Cavitation 应力腐蚀stress corrosion 概率风险判定probabilistic risk assessment, PRA 损伤力学damage mechanics 损伤Damage 连续介质损伤力学continuum damage mechanics 细观损伤力学microscopic damage mechanics 累积损伤accumulated damage 脆性损伤brittle damage 延性损伤ductile damage 宏观损伤macroscopic damage 细观损伤microscopic damage 微观损伤microscopic damage 损伤准则damage criterion 损伤演化方程damage evolution equation 损伤软化damage softening 损伤强化damage strengthening 损伤张量damage tensor 损伤阈值damage threshold 损伤变量damage variable 损伤矢量damage vector 损伤区damage zone 疲劳Fatigue 低周疲劳low cycle fatigue 应力疲劳stress fatigue 随机疲劳random fatigue 蠕变疲劳creep fatigue 腐蚀疲劳corrosion fatigue 疲劳损伤fatigue damage 疲劳失效fatigue failure 疲劳断裂fatigue fracture 疲劳裂纹fatigue crack 疲劳寿命fatigue life 疲劳破坏fatigue rupture 疲劳强度fatigue strength 疲劳辉纹fatigue striations 疲劳阈值fatigue threshold 交变载荷alternating load 交变应力alternating stress 应力幅值stress amplitude 应变疲劳strain fatigue 应力循环stress cycle 应力比stress ratio 安全寿命safe life 过载效应overloading effect 循环硬化cyclic hardening 循环软化cyclic softening 环境效应environmental effect 裂纹片crack gage 裂纹扩展crack growth, crack Propagation 裂纹萌生crack initiation 循环比cycle ratio 实验应力分析experimental stress Analysis 工作[应变]片active[strain] gage 基底材料backing material 应力计stress gage 零[点]飘移zero shift, zero drift 应变测量strain measurement 应变计strain gage 应变指示器strain indicator 应变花strain rosette 应变灵敏度strain sensitivity 机械式应变仪mechanical strain gage 直角应变花rectangular rosette 引伸仪Extensometer 应变遥测telemetering of strain 横向灵敏系数transverse gage factor 横向灵敏度transverse sensitivity 焊接式应变计weldable strain gage 平衡电桥balanced bridge 粘贴式应变计bonded strain gage 粘贴箔式应变计bonded foiled gage 粘贴丝式应变计bonded wire gage 桥路平衡bridge balancing 电容应变计capacitance strain gage 补偿片compensation technique 补偿技术compensation technique 基准电桥reference bridge 电阻应变计resistance strain gage 温度自补偿应变计self-temperature compensating gage 半导体应变计semiconductor strain Gage 集流器slip ring 应变放大镜strain amplifier 疲劳寿命计fatigue life gage 电感应变计inductance [strain] gage 光[测]力学Photomechanics 光弹性Photoelasticity 光塑性Photoplasticity 杨氏条纹Young fringe 双折射效应birefrigent effect 等位移线contour of equal Displacement 暗条纹dark fringe 条纹倍增fringe multiplication 干涉条纹interference fringe 等差线Isochromatic 等倾线Isoclinic 等和线isopachic 应力光学定律stress- optic law 主应力迹线Isostatic 亮条纹light fringe 光程差optical path difference 热光弹性photo-thermo -elasticity 光弹性贴片法photoelastic coating Method 光弹性夹片法photoelastic sandwich Method 动态光弹性dynamic photo-elasticity 空间滤波spatial filtering 空间频率spatial frequency 起偏镜Polarizer 反射式光弹性仪reflection polariscope 残余双折射效应residual birefringent Effect 应变条纹值strain fringe value 应变光学灵敏度strain-optic sensitivity 应力冻结效应stress freezing effect 应力条纹值stress fringe value 应力光图stress-optic pattern 暂时双折射效应temporary birefringent Effect 脉冲全息法pulsed holography 透射式光弹性仪transmission polariscope 实时全息干涉法real-time holographic interferometry 网格法grid method 全息光弹性法holo-photoelasticity 全息图Hologram 全息照相Holograph 全息干涉法holographic interferometry 全息云纹法holographic moire technique 全息术Holography 全场分析法whole-field analysis 散斑干涉法speckle interferometry 散斑Speckle 错位散斑干涉法speckle-shearing interferometry, shearography 散斑图Specklegram 白光散斑法white-light speckle method 云纹干涉法moire interferometry [叠栅]云纹moire fringe [叠栅]云纹法moire method 云纹图moire pattern 离面云纹法off-plane moire method 参考栅reference grating 试件栅specimen grating 分析栅analyzer grating 面内云纹法in-plane moire method 脆性涂层法brittle-coating method 条带法strip coating method 坐标变换transformation of Coordinates 计算结构力学computational structural mechanics 加权残量法weighted residual method 有限差分法finite difference method 有限[单]元法finite element method 配点法point collocation 里茨法Ritz method 广义变分原理generalized variational Principle 最小二乘法least square method 胡[海昌]一鹫津原理Hu-Washizu principle 赫林格-赖斯纳原理Hellinger-Reissner Principle 修正变分原理modified variational Principle 约束变分原理constrained variational Principle 混合法mixed method 杂交法hybrid method 边界解法boundary solution method 有限条法finite strip method 半解析法semi-analytical method 协调元conforming element 非协调元non-conforming element 混合元mixed element 杂交元hybrid element 边界元boundary element 强迫边界条件forced boundary condition 自然边界条件natural boundary condition 离散化Discretization 离散系统discrete system 连续问题continuous problem 广义位移generalized displacement 广义载荷generalized load 广义应变generalized strain 广义应力generalized stress 界面变量interface variable 节点node, nodal point [单]元Element 角节点corner node 边节点mid-side node 内节点internal node 无节点变量nodeless variable 杆元bar element 桁架杆元truss element 梁元beam element 二维元two-dimensional element 一维元one-dimensional element 三维元three-dimensional element 轴对称元axisymmetric element 板元plate element 壳元shell element 厚板元thick plate element 三角形元triangular element 四边形元quadrilateral element 四面体元tetrahedral element 曲线元curved element 二次元quadratic element 线性元linear element 三次元cubic element 四次元quartic element 等参[数]元isoparametric element 超参数元super-parametric element 亚参数元sub-parametric element 节点数可变元variable-number-node element 拉格朗日元Lagrange element 拉格朗日族Lagrange family 巧凑边点元serendipity element 巧凑边点族serendipity family 无限元infinite element 单元分析element analysis 单元特性element characteristics 刚度矩阵stiffness matrix 几何矩阵geometric matrix 等效节点力equivalent nodal force 节点位移nodal displacement 节点载荷nodal load 位移矢量displacement vector 载荷矢量load vector 质量矩阵mass matrix 集总质量矩阵lumped mass matrix 相容质量矩阵consistent mass matrix 阻尼矩阵damping matrix 瑞利阻尼Rayleigh damping 刚度矩阵的组集assembly of stiffness Matrices 载荷矢量的组集consistent mass matrix 质量矩阵的组集assembly of mass matrices 单元的组集assembly of elements 局部坐标系local coordinate system 局部坐标local coordinate 面积坐标area coordinates 体积坐标volume coordinates 曲线坐标curvilinear coordinates 静凝聚static condensation 合同变换contragradient transformation 形状函数shape function 试探函数trial function 检验函数test function 权函数weight function 样条函数spline function 代用函数substitute function 降阶积分reduced integration 零能模式zero-energy mode P收敛p-convergence H收敛h-convergence 掺混插值blended interpolation 等参数映射isoparametric mapping 双线性插值bilinear interpolation 小块检验patch test 非协调模式incompatible mode 节点号node number 单元号element number 带宽band width 带状矩阵banded matrix 变带状矩阵profile matrix 带宽最小化minimization of band width 波前法frontal method 子空间迭代法subspace iteration method 行列式搜索法determinant search method 逐步法step-by-step method 纽马克法Newmark 威尔逊法Wilson 拟牛顿法quasi-Newtonmethod 牛顿-拉弗森法Newton-Raphson method 增量法incremental method 初应变initial strain 初应力initial stress 切线刚度矩阵tangent stiffness matrix 割线刚度矩阵secant stiffness matrix 模态叠加法mode superposition method 平衡迭代equilibrium iteration 子结构Substructure 子结构法substructure technique 超单元super-element 网格生成mesh generation 结构分析程序structural analysis program 前处理pre-processing 后处理post-processing 网格细化mesh refinement 应力光顺stress smoothing 组合结构composite structure。

固体力学英语词汇翻译(2)裂纹面 crack surface裂纹尖端 crack tip裂尖张角 crack tip opening angle, ctoa裂尖张开位移 crack tip opening displacement, ctod 裂尖奇异场 crack tip singularity field裂纹扩展速率 crack growth rate稳定裂纹扩展 stable crack growth定常裂纹扩展 steady crack growth亚临界裂纹扩展 subcritical crack growth裂纹[扩展]减速 crack retardation止裂 crack arrest止裂韧度 arrest toughness断裂类型 fracture mode滑开型 sliding mode张开型 opening mode撕开型 tearing mode复合型 mixed mode撕裂 tearing撕裂模量 tearing modulus断裂准则 fracture criterionj积分 j-integralj阻力曲线 j-resistance curve断裂韧度 fracture toughness应力强度因子 stress intensity factorhrr场 hutchinson-rice-rosengren field守恒积分 conservation integral有效应力张量 effective stress tensor应变能密度 strain energy density能量释放率 energy release rate内聚区 cohesive zone塑性区 plastic zone张拉区 stretched zone热影响区 heat affected zone, haz延脆转变温度 brittle-ductile transition temperature剪切带 shear band剪切唇 shear lip无损检测 non-destructive inspection双边缺口试件 double edge notched specimen, den specimen 单边缺口试件 single edge notched specimen, sen specimen 三点弯曲试件 three point bending specimen, tpb specimen 中心裂纹拉伸试件center cracked tension specimen, cct specimen中心裂纹板试件 center cracked panel specimen, ccp specimen 紧凑拉伸试件 compact tension specimen, ct specimen大范围屈服 large scale yielding小范围攻屈服 small scale yielding韦布尔分布 weibull distribution帕里斯公式 paris formula空穴化 cavitation应力腐蚀 stress corrosion概率风险判定 probabilistic risk assessment, pra损伤力学 damage mechanics损伤 damage连续介质损伤力学 continuum damage mechanics细观损伤力学 microscopic damage mechanics累积损伤 accumulated damage脆性损伤 brittle damage延性损伤 ductile damage宏观损伤 macroscopic damage细观损伤 microscopic damage微观损伤 microscopic damage损伤准则 damage criterion损伤演化方程 damage evolution equation 损伤软化 damage softening损伤强化 damage strengthening损伤张量 damage tensor损伤阈值 damage threshold损伤变量 damage variable损伤矢量 damage vector损伤区 damage zone疲劳 fatigue低周疲劳 low cycle fatigue应力疲劳 stress fatigue随机疲劳 random fatigue蠕变疲劳 creep fatigue腐蚀疲劳 corrosion fatigue疲劳损伤 fatigue damage疲劳失效 fatigue failure疲劳断裂 fatigue fracture疲劳裂纹 fatigue crack疲劳寿命 fatigue life疲劳破坏 fatigue rupture疲劳强度 fatigue strength疲劳辉纹 fatigue striations疲劳阈值 fatigue threshold交变载荷 alternating load交变应力 alternating stress应力幅值 stress amplitude应变疲劳 strain fatigue应力循环 stress cycle应力比 stress ratio安全寿命 safe life过载效应 overloading effect循环硬化 cyclic hardening循环软化 cyclic softening环境效应 environmental effect裂纹片 crack gage裂纹扩展 crack growth, crack propagation 裂纹萌生 crack initiation循环比 cycle ratio实验应力分析 experimental stress analysis 工作[应变]片 active[strain] gage基底材料 backing material应力计 stress gage零[点]飘移 zero shift, zero drift应变测量 strain measurement应变计 strain gage应变指示器 strain indicator应变花 strain rosette应变灵敏度 strain sensitivity机械式应变仪 mechanical strain gage直角应变花 rectangular rosette引伸仪 extensometer应变遥测 telemetering of strain横向灵敏系数 transverse gage factor横向灵敏度 transverse sensitivity焊接式应变计 weldable strain gage平衡电桥 balanced bridge粘贴式应变计 bonded strain gage粘贴箔式应变计 bonded foiled gage粘贴丝式应变计 bonded wire gage桥路平衡 bridge balancing电容应变计 capacitance strain gage补偿片 compensation technique补偿技术 compensation technique基准电桥 reference bridge电阻应变计 resistance strain gage温度自补偿应变计 self-temperature compensating gage 半导体应变计 semiconductor strain gage集流器 slip ring应变放大镜 strain amplifier疲劳寿命计 fatigue life gage电感应变计 inductance [strain] gage光[测]力学 photomechanics光弹性 photoelasticity光塑性 photoplasticity杨氏条纹 young fringe双折射效应 birefrigent effect等位移线 contour of equal displacement暗条纹 dark fringe条纹倍增 fringe multiplication干涉条纹 interference fringe等差线 isochromatic等倾线 isoclinic等和线 isopachic应力光学定律 stress- optic law主应力迹线 isostatic亮条纹 light fringe光程差 optical path difference热光弹性 photo-thermo -elasticity光弹性贴片法 photoelastic coating method光弹性夹片法 photoelastic sandwich method动态光弹性 dynamic photo-elasticity空间滤波 spatial filtering空间频率 spatial frequency起偏镜 polarizer反射式光弹性仪 reflection polariscope残余双折射效应 residual birefringent effect应变条纹值 strain fringe value应变光学灵敏度 strain-optic sensitivity应力冻结效应 stress freezing effect应力条纹值 stress fringe value应力光图 stress-optic pattern暂时双折射效应 temporary birefringent effect脉冲全息法 pulsed holography透射式光弹性仪 transmission polariscope实时全息干涉法 real-time holographic interferometry网格法 grid method全息光弹性法 holo-photoelasticity全息图 hologram全息照相 holograph全息干涉法 holographic interferometry全息云纹法 holographic moire technique全息术 holography全场分析法 whole-field analysis散斑干涉法 speckle interferometry散斑 speckle错位散斑干涉法speckle-shearing interferometry,shearography散斑图 specklegram白光散斑法 white-light speckle method云纹干涉法 moire interferometry[叠栅]云纹 moire fringe[叠栅]云纹法 moire method云纹图 moire pattern离面云纹法 off-plane moire method参考栅 reference grating试件栅 specimen grating分析栅 analyzer grating面内云纹法 in-plane moire method脆性涂层法 brittle-coating method条带法 strip coating method坐标变换 transformation of coordinates计算结构力学 computational structural mechanics 加权残量法 weighted residual method有限差分法 finite difference method有限[单]元法 finite element method配点法 point collocation里茨法 ritz method广义变分原理 generalized variational principle最小二乘法 least square method胡[海昌]一鹫津原理 hu-washizu principle赫林格-赖斯纳原理 hellinger-reissner principle修正变分原理 modified variational principle约束变分原理 constrained variational principle混合法 mixed method杂交法 hybrid method边界解法 boundary solution method有限条法 finite strip method半解析法 semi-analytical method协调元 conforming element非协调元 non-conforming element混合元 mixed element杂交元 hybrid element边界元 boundary element强迫边界条件 forced boundary condition 自然边界条件 natural boundary condition 离散化 discretization离散系统 discrete system连续问题 continuous problem广义位移 generalized displacement广义载荷 generalized load广义应变 generalized strain广义应力 generalized stress界面变量 interface variable节点 node, nodal point[单]元 element角节点 corner node边节点 mid-side node内节点 internal node无节点变量 nodeless variable杆元 bar element桁架杆元 truss element梁元 beam element二维元 two-dimensional element一维元 one-dimensional element三维元 three-dimensional element轴对称元 axisymmetric element板元 plate element壳元 shell element厚板元 thick plate element三角形元 triangular element四边形元 quadrilateral element四面体元 tetrahedral element曲线元 curved element二次元 quadratic element线性元 linear element三次元 cubic element四次元 quartic element等参[数]元 isoparametric element超参数元 super-parametric element亚参数元 sub-parametric element节点数可变元 variable-number-node element 拉格朗日元 lagrange element拉格朗日族 lagrange family巧凑边点元 serendipity element巧凑边点族 serendipity family无限元 infinite element单元分析 element analysis单元特性 element characteristics刚度矩阵 stiffness matrix几何矩阵 geometric matrix等效节点力 equivalent nodal force节点位移 nodal displacement节点载荷 nodal load位移矢量 displacement vector载荷矢量 load vector质量矩阵 mass matrix集总质量矩阵 lumped mass matrix相容质量矩阵 consistent mass matrix阻尼矩阵 damping matrix瑞利阻尼 rayleigh damping刚度矩阵的组集 assembly of stiffness matrices 载荷矢量的组集 consistent mass matrix质量矩阵的组集 assembly of mass matrices单元的组集 assembly of elements局部坐标系 local coordinate system局部坐标 local coordinate面积坐标 area coordinates体积坐标 volume coordinates曲线坐标 curvilinear coordinates静凝聚 static condensation合同变换 contragradient transformation形状函数 shape function试探函数 trial function检验函数 test function权函数 weight function样条函数 spline function代用函数 substitute function降阶积分 reduced integration零能模式 zero-energy modep收敛 p-convergenceh收敛 h-convergence掺混插值 blended interpolation等参数映射 isoparametric mapping双线性插值 bilinear interpolation小块检验 patch test非协调模式 incompatible mode节点号 node number单元号 element number带宽 band width带状矩阵 banded matrix变带状矩阵 profile matrix带宽最小化 minimization of band width 波前法 frontal method子空间迭代法 subspace iteration method 行列式搜索法 determinant search method 逐步法 step-by-step method纽马克法 newmark威尔逊法 wilson拟牛顿法 quasi-newton method牛顿-拉弗森法 newton-raphson method 增量法 incremental method初应变 initial strain初应力 initial stress切线刚度矩阵 tangent stiffness matrix割线刚度矩阵 secant stiffness matrix模态叠加法 mode superposition method 平衡迭代 equilibrium iteration子结构 substructure子结构法 substructure technique超单元 super-element网格生成 mesh generation结构分析程序 structural analysis program 前处理 pre-processing后处理 post-processing网格细化 mesh refinement应力光顺 stress smoothing组合结构 composite structure。

弹性力学弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。

它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。

弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。

绝对弹性体是不存在的。

物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。

弹性力学的发展简史人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了，比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。

当时人们还是不自觉的运用弹性原理，而人们有系统、定量地研究弹性力学，是从17世纪开始的。

弹性力学的发展初期主要是通过实践，尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。

英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律，后被称为胡克定律。

牛顿于1687年确立了力学三定律。

同时，数学的发展，使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备，从而推动弹性力学进入第二个时期。

在这个阶段除实验外，人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。

这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点，有些甚至是完全错误的。

在17世纪末第二个时期开始时，人们主要研究梁的理论。

到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。

柯西在1822～1828年间发表的一系列论文中，明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念，建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律，从而奠定了弹性力学的理论基础，打开了弹性力学向纵深发展的突破口。

第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。

这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。

同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理，并提出了许多有效的计算方法。

1855～1858年间法国的圣维南发表了关于柱体扭转和弯曲的论文，可以说是第三个时期的开始。

内容简介为适应实验技术的发展和实验设备的更新，本书把材料力学实验分为材料的力学性能实验、电测实验、综合性和设计性实验和光弹性实验四个部分。

材料的力学性能实验主要是破坏性实验，其中包括材料拉伸弹性模量测定的机测实验；电测实验部分主要为电测实验方法和配合更新的实验设备所做的常用的电测实验，其中包括用电测方法测定拉伸弹性模量和泊松比的实验；综合性和设计性实验主要介绍复合材料的基本实验方法、电测实验的应用和残余应力的测试技术；光弹性实验主要介绍光学实验的基础知识。

本书可作为高等学校工科本科材料力学课程的配套教材，作为不单独开设实验课学校使用，也可用于开放实验室，作为独立开课的学校选用。

前言为提高本科大学生的实验技能和工作实践能力，适应教育部关于工科高等学校基础课力学实验教学，也为力学实验课独立开课作准备，编写了这本教材。

全书共分五章和附录。

第一章为绪论，阐述材料力学实验的任务和地位以及今后的发展方向。

第二章主要讲述材料力学实验所需的材料试验机的结构和原理，尤其把最新的电子万能材料试验机的操作纳入本教材，把传统的由人操作材料试验机的操作方式改为由人和计算机共同控制材料试验机的方式，真正能够达到严格按国家标准进行实验。

另外详细介绍了材料力学性能测试的实验方法和几种破坏性实验。

第三章主要介绍电测实验方法，也主要根据学校自己研制的多功能电测实验装置的性能，编写所能做的实验及操作方法。

如果力学实验单独开课，这些实验也可增加由学生从自己粘贴应变计到设计电测桥路，到最后实现实验的目的。

第四章为综合性和设计性实验，这些实验主要把学生在前一阶段所学的知识应用到实际测试中，真正做到提高学生的动手能力。

第五章简单地描述光弹性实验，让学生了解更多的实验方法，拓宽实验知识。

本书承宋显辉副教授和刘禹钦高级实验师审阅和指导，在此表示衷心的感谢。

武汉理工大学力学实验中心的李守信、朱京扬、吴向春、周丽、张红旗、谢建雄等教师参加了本书部分内容的编写工作。

应力集中系数计算公式什么是应力集中应力集中的计算方法应力集中是指结构或构件的局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。

应力集中能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。

在应力集中处，应力的最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。

局部增高的应力随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。

由于峰值应力往往超过屈服极限(见材料的力学性能)而造成应力的重新分配，所以，实际的峰值应力常低于按弹性力学计算得到的理论峰值应力。

应力集中对构件强度的影响对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。

因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。

对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。

所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。

但是应力集中对构件的疲劳寿命影响很大，因此无论是脆性材料还是塑性材料的疲劳问题，都必须考虑应力集中的影响。

在无限大平板的单向拉伸情况下，其中圆孔边缘的k=3;在弯曲情况下，对于不同的圆孔半径与板厚比值，k=1.8～3.0;在扭转情况下，k=1.6～4.0。

如下图所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。

由试验结果可知:在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀。

这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。

在I—I截面上，孔边最大应力ma某与同一截面上的平均应力之比，用a表示称为理论应力集中系数，它反映了应力集中的程度，是一个大于1的系数。

而且试验结果还表明:截面尺寸改变愈剧烈，应力集中系数就愈大。

因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。

应力集中不仅与物体的形状及外形结构有关，还与选取材料有关，与外界应用环境也存在不可忽略的关系(如温度因素)，另外，在加工过程中也可能导致应力的改变，例如回火不当引起二次淬火裂纹、电火花线切割加工显微裂纹、机械设计时也难免导致某部位的应力集中。