流变力学

流变学是力学的一个新分支，它主要研究材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。

流变学出现在20世纪20年代。学者们在研究橡胶、塑料、油漆、玻璃、混凝土，以及金属等工业材料；岩石、土、石油、矿物等地质材料；以及血液、肌肉骨骼等生物材料的性质过程中，发现使用古典弹性理论、塑性理论和牛顿流体理论已不能说明这些材料的复杂特性，于是就产生了流变学的思想。英国物理学家麦克斯韦和开尔文很早就认识到材料的变化与时间存在紧密联系的时间效应。

麦克斯韦在1869年发现，材料可以是弹性的，又可以是粘性的。对于粘性材料，应力不能保持恒定，而是以某一速率减小到零，其速率取决于施加的起始应力值和材料的性质。这种现象称为应力松弛。许多学者还发现，应力虽然不变，材料棒却可随时间继续变形，这种性能就是蠕变或流动。

经过长期探索，人们终于得知，一切材料都具有时间效应，于是出现了流变学，并在20世纪30年代后得到蓬勃发展。1929年，美国在宾厄姆教授的倡议下，创建流变学会；1939年，荷兰皇家科学院成立了以伯格斯教授为首的流变学小组；1940年英国出现了流变学家学会。当时，荷兰的工作处于领先地位，1948年国际流变学会议就是在荷兰举行的。法国、日本、瑞典、澳大利亚、奥地利、捷克斯洛伐克、意大利、比利时等国也先后成立了流变学会。

流变学的发展同世界经济发展和工业化进程密切相关。现代工业需要耐蠕变、耐高温的高质量金属、合金、陶瓷和高强度的聚合物等，因此同固体蠕变、粘弹性和蠕变断裂有关的流变学迅速发展起来。核工业中核反应堆和粒子加速器的发展，为研究由辐射产生的变形打开新的领域。

在地球科学中，人们很早就知道时间过程这一重要因素。流变学为研究地壳中极有趣的地球物理现象提供了物理-数学工具，如冰川期以后的上升、层状岩层的褶皱、造山作用、地震成因以及成矿作用等。对于地球内部过程，如岩浆活动、地幔热对流等，现在则可利用高温、高压岩石流变试验来模拟，从而发展了地球动力学。

在土木工程中，建筑的土地基的变形可延续数十年之久。地下隧道竣工数十年后，仍可出现蠕变断裂。因此，土流变性能和岩石流变性能的研究日益受到重视。

流变学的研究内容

流变学研究内容是各种材料的蠕变和应力松弛的现象、屈服值以及材料的流变模型和本构方程。

材料的流变性能主要表现在蠕变和应力松弛两个方面。蠕变是指材料在恒定载荷作用下，变形随时间而增大的过程。蠕变是由材料的分子和原子结构的重新调整引起的，这一过程可用延滞时间来表征。当卸去载荷时，材料的变形部分地回复或完全地回复到起始状态，这就是结构重新调整的另一现象。

材料在恒定应变下，应力随着时间的变化而减小至某个有限值，这一过程称为应力松弛。这是材料的结构重新调整的另一种现象。

蠕变和应力松弛是物质内部结构变化的外部显现。这种可观测的物理性质取决于材料分子(或原子)结构的统计特性。因此在一定应力范围内，单个分子(或原子)的位置虽会有改变，但材料结构的统计特征却可能不会变化。

当作用在材料上的剪应力小于某一数值时，材料仅产生弹性形变；而当剪应力大于该数值时，材料将产生部分或完全永久变形。则此数值就是这种材料的屈服值。屈服值标志着材料有完全弹性进入具有流动现象的界限值，所以又称弹性极限、屈服极限或流动极限。同一材料可能会存在几种不同的屈服值，比如蠕变极限、断裂极限等。在对材料的研究中一般都是先研究材料的各种屈服值。

在不同物理条件下(如温度、压力、湿度、辐射、电磁场等)，以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料的状态的方程，叫作流变状态方程或本构方程。材料的流变特性一般可用两种方法来模拟，即力学模型和物理模型：

在简单情况(单轴压缩或拉伸，单剪或纯剪)下，应力应变特性可用力学流变模型描述。在评价蠕变或应力松弛试验结果时，利用力学流变模型有助于了解材料的流变性能。这种模型已用了几十年，它们比较简单，可用来预测在任意应力历史和温度变化下的材料变形。

力学模型的流变模型没有考虑材料的内部物理特性，如分子运动、位错运动、裂纹扩张等。当前对材料质量的要求越来越高，如高强度超韧性的金属、高强度耐高温的陶瓷、高强度聚合物等。对它们的研究就必须考虑材料的内部物理特性，因此发展了高温蠕变理论。这个理论通过考虑了固体晶体内部和晶粒颗粒边界存在的缺陷对材料流变性能的影响，表达出材料内部结构的物理常数，亦即材料的物理流变模型。

流变学的研究方法

流变学从一开始就是作为一门实验基础学科发展起来的，因此实验是研究流变学的主要方法之一。它通过宏观试验，获得物理概念，发展新的宏观理论。例如利用材料试件的拉压剪试验，探求应力、应变与时间的关系，研究屈服规律和材料的长期强度。通过微观实验，了解材料的微观结构性质，如多晶体材料颗粒中的缺陷、颗粒边界的性质，以及位错状态等基本性质，探讨材料流变的机制。

对流体材料一般用粘度计进行试验。比如，通过计算球体在流体中因自重作用沉落的时间，据以计算牛顿粘滞系数的落球粘度计法；通过研究的流体在管式粘度计中流动时，管内两端的压力差和流体的流量，以求得牛顿粘滞系数和宾厄姆流体屈服值的管式粘度计法；利用同轴的双层圆柱筒，使外筒产生一定速度的转动，利用仪器测定内筒的转角，以求得两筒间的流体的牛顿粘滞系数与转角的关系的转筒法等。

对弹性和粘弹性材料的实验方法分为蠕变试验、应力松弛试验和动力试验三种：

对材料进行蠕变实验一般有对材料试件施加恒定的拉力，以研究材料的拉伸蠕变性能的拉伸法；在专门的剪力仪中对材料施加恒定的剪力，研究材料的剪切蠕变性能；利用三轴仪，对材料试件施加轴向应力和静水压力，研究材料的单向或三向压缩蠕变性能；利用扭转流变仪，对材料试件施加恒定的扭力，研究材料的扭转蠕变性能；以及在粱形试件上施加恒定的弯矩，研究材料挠度蠕变性能的弯曲法等。

应力松弛实验是将材料试件置于应力松弛试验仪上，使试件产生一恒定的变形，测定试件所受应力随时间的衰减，研究材料的流变性能，也可以计算材料松弛时间的频谱。这种试验也可在弯曲流变仪、扭转流变仪、压缩流变仪上进行，此法适用于高分子材料和金属材料。

除蠕变和应力松弛这类静力试验外，还可进行动力试验，即对材料试件施加一定频谱范围内的正弦振动作用，研究材料的动力效应。此法特别适用于高分子类线性粘弹性材料。通过这种试验可以求得两个物理量：由于材料发生形变而在材料内部积累起来的弹性能量；每一振动循环的能量耗散。动力试验可以测量能量耗散和频率的关系，通过这个规律可以与蠕变试验比较分析，建立模型。

在上述的各种试验工作中，还要研究并应用各种现代测量原理和方法，大型电子计算机的出现对流变学领域的研究产生了深远的影响，如对于非线性材料的大应变、大位移的复杂课题已用有限元法或有限差分方法进行研究。

随着经济和工业化的发展，流变学将有广阔的发展领域，并已逐步渗透到许多学科而形成相应的分支，例如高分子材料流变学、断裂流变力学、土流变学、岩石流变学以及应用流变学等等。在理论研究上，已超出均匀连续介质的概念，开始探索离散介质、非均匀介质以及非相容弹性介质的流变特性。实验原理和测试技术的研究以及电子计算机的应用，将在流变学的发展中显示重要的地位和发挥巨大的作用。

力学练习：练习02

班级______________学号____________姓名________________ 练习 二 一、选择题 1． 质量为0.25kg 的质点，受i t F =(N)的力作用，t =0时该质点以v =2j m/s 的速度通 过坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是 ( ) (A)22t i +2j m ；(B)j t i t 23 23+m ；(C)j t i t 343 24 3+m ；(D) 条件不足，无法确定。 2． 一轻绳跨过一定滑轮，两端各系一重物，它们的质量分别为1m 和2m ，且21m m > (滑轮质量及一切摩擦均不计)，此时系统的加速度大小为a ，今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替1m ，系统的加速度大小为a '，则有 ( ) (A) a a ='； (B) a a >'； (C) a a <'； (D) 条件不足，无法确定。 3． 如图所示，质点从竖直放置的圆周顶端A 处分别沿不同长度的弦AB 和AC (AC C t ； (C) B t

岩石流变力学的研究现状

岩石流变力学的研究现状 姓名：刘强 学号：TS15020130P2 老师：季明

摘要:从岩石单轴压缩流变试验、多轴压缩流变试验、拉伸断裂流变试验、岩体及结构面的剪切流变试验、以及流变试验中的各种影响因素等来评述岩石流变试验的研究进展。同时从经验模型、元件模型、损伤断裂模型、基于内时理论的流变模型以及弹粘塑性模型等来对岩石流变本构模型的发展进行了回顾。最后,指出复杂应力路径下岩石的非线性流变、水力-应力耦合情况下的岩石流变、考虑各向异性的岩石流变等方面是今后需要进一步深入研究的问题。 1、引言 岩石的流变性是指岩石在外界荷载、温度等条件下呈现出与时间有关的变形、流动和破坏等性质,主要表现在弹性后效、蠕变、松弛、应变率效应、时效强度和流变损伤断裂等方面。岩石流变是岩土工程围岩变形失稳的重要原因之一。比如地下工程在竣工数十年后仍可出现蠕变变形和支护结构开裂现象,尤其是在软岩中成洞的地下工程由于围岩显著的流变性给结构设计、施工工艺带来了一系列特殊问题。岩质边坡的蠕变破坏也十分常见,如软岩坡体中常发生蠕动型滑坡,滑面的形成和坡体滑动都是缓慢进行的。最适合储存核废料的盐岩和花岗岩,在压力、高温、核辐射、污水等条件下同样会产生流变,从而影响储藏洞室的稳定性。而近年来,西部大开发大型水利水电工程涉及到的复杂岩体,如向家坝、龙滩水利工程、小湾、锦屏一级和二级水电站工程等这些工程岩体,均具有明显的流变特性,尤其是在开挖、卸荷以及渗流等复杂应力状态下所表现出的流变特性更加显著和复杂,在工程设计和施工中充分考虑其流变效应显得尤为重要。由此可见,开展岩石流变特性研究,深入了解岩石流变变形及其破坏规律,对于岩石工程建设具有十分重大的现实意义和经济价值。 事实上,国外学者Griggs早在1939年便对灰岩、页岩和砂岩等类岩进行了蠕变试验。在此后的几十年里,很多研究者相继从各个不同方面进行了岩石流变特性研究。而自20世纪50年代末起,特别是近20年来国内许多大型工程的兴建,也极大促进了我国同行对岩石流变特性的研究。进入21世纪初,我国岩石流变特性的研究更趋活跃,在岩石流变试验、岩石流变本构方程等方面均取得了显著的研究成果。然而,岩石的复杂性和多样性,使岩石材料与岩体的流变特性研究仍然存在若干亟待解决的问题。因此,本文将对这些研究成果进行简单的回顾,并阐述当今岩石流变特性研究中存在的问题和今后的发展方向。 2、岩石流变试验的研究现状

力学基础训练卷

一．选择题（共18小题） 1．如图所示为一种常用核桃夹，用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃，这说明力的作用效果与（） A．力的大小有关 B．力的方向有关 C．力的作用点有关D．受力面积有关 2．用一水平推力推矿泉水瓶的下部，水瓶会沿桌面滑动，用同样大小的水平推力推矿泉水瓶的上部，水瓶会翻倒。这说明力的作用效果与（） A．力的大小有关 B．力的方向有关 C．力的作用点有关D．受力面积有关 3．研究阻力对物体运动影响的实验装置，自A点自由滑下的小车运动到C点时停了下来，当小车滑到B点时所受的力的示意图正确的是（） A．B．C．D． 4．用绳子系住水桶，手握住绳子从井中提水，手受到竖直向下的拉力，此拉力的施力物体是（） A．地球 B．水桶 C．绳子 D．手 5．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F的作用下，A、B保持静止，物体B的受力个数为（） A．2个B．3个C．4个D．5个 6．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，物重G=5N，则弹簧测力计A和B的示数分别为（）

A．5N，0N B．0N，5N C．5N，5N D．5N，10N 7．在图中，A、B两球相互间一定有弹力作用的图是（） A．B．C．D． 8．一根长8cm的弹簧，当所受拉力8N时，长度变为12cm，当长度变为14cm时所受拉力是（） A．10N B．12N C．14N D．20N 9．下列属于弹力的是（） A．重力 B．磁极间作用力 C．电荷间作用力 D．压力 10．CCTV科教频道曾报道：有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时，左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4750N，4980N，4040N，3960N．假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形，O为几何中心，AB、CD 为两条对称轴，如图所示。若再在车上放一重物，能使整辆车所受重力的作用线通过O点，则该重物的重心应落在（） A．AOC区域上B．BOC区域上C．AOD区域上D．BOD区域上 11．如图所示，一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滑下，不考虑空气对它的作用力，关于纸筒在地面上的落点，下列说法中正确的是（） A．在A点的左侧 B．正好在A点 C．在A点的右侧 D．上述三种情况皆有可能 12．如图所示，三位同学用同一组器材在水平地面上沿水平方向用力进行了下面三项操作：甲同学拉木块A在长木板B上匀速运动；乙同学拉A在B上加速运动；丙同学拉B，使AB一起匀速运动。三位同学的操作中A与B之间的摩擦力的大小分别为f甲、f乙、f丙，则下列说法正确的是（）

“力学基础实验”学前诊断

“力学基础实验”学前诊断 1.[ 如图1是用游标卡尺测量时的刻度图，为20分度游标尺，读数为：__________cm。图2中螺旋测微器的读数为：________mm。 解析：20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为13 mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为15×0.05 mm＝0.75 mm，所以最终读数为： 13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm＝1.375 cm。 螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm， 可动刻度为20.0×0.01 mm＝0.200 mm， 所以最终读数为0.5 mm＋0.200 mm＝0.700 mm。 答案：1.3750.700 2．[考查游标卡尺和螺旋测微器的使用和读数] (1)根据单摆周期公式T＝2πl g，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示， 将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________ mm。 (2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________ mm。

解析：(1)该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径大小。 (2)由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为0.007 mm，测量后要去掉开始误差。 答案：(1)18.6(2)0.0070.639(0.638～0.640) 3.[ 某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)实验中，必须的措施是________。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm。则小车的加速度a＝________ m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度v B＝________ m/s。(结果均保留两位有效数字) 解析：(1)利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无须保证小车质量远大于钩码的质量，选项C错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无须平衡摩擦力，选项D错误。故必须的措施是A、B选项。

岩体力学试卷(答案)

中南大学考试试卷标准答案 200 7 –2007学年 2 学期时间110分钟 2008年1 月21 日岩体力学课程48 学时 3 学分考试形式：闭卷 专业年级：城市地下空间专业0501，0502，0503班总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、名词解释（本题20分，每小题4分） 1.岩体工程:主要指岩基和岩体中的各种地表半地下或地下坑硐。其研究包括岩体初始应力、 围岩稳定、岩基稳定、边坡稳定和岩爆等等问题。 2.岩石质量指标:直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻 进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。 3.岩石流变：应力不变，应变随时间增大的现象叫蠕变；应变不变，应力随时间减小的现象 叫松弛，统称为流变。 4.次主应力:某个面上的正应力的极值，一般不等于主应力；次应力作用面上仍然有剪应力， 而主应力作用面上无剪应力；只有三个正交平面上的剪应力都为零时，次应力才等于主应 力。 5.围岩:在岩体中的各种坑道，开挖打破了岩体原始应力平衡状态，在其周围一定范围内的 岩体中发生应力重分布，通常将这部分岩体叫围岩。 二、填空题（本题24分，每小题1.5分,共16小题） 1.岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和5个阶段。 2.格里菲斯判据是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了 一个近似理论。 3.岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。 4.结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发 育程度等等。 5.霍克－布朗经验判据在岩体力学的实验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁， 克服了借助经验方法将岩石力学参数进行折减的缺陷。 6.岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。 7.常见的岩体工程分类方法包括 RQD质量指标分类方法、RMR分类方法、RQD 、Ｑ方法。 8.边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。 三、选择题（本题24分，每小题3分） 1.关于岩石蠕变试验流变力学组合模型元件的描述中，哪一个是错误的 D 。 A.有瞬时弹性应变阶段，有弹性元件； B.瞬时弹性变形后应变随时间发展，有粘性元件； C.应力松弛是不完全松弛，有塑性元件； D.应力松弛是不完全松弛，有粘性元件； 2.关于岩体、结构面(不连续面)、结构体的关系中，哪一个是错误的？B。 A.结构体和结构面是岩体的基本组成部分； B.岩体的静力学特性是固定不变的； C.结构体和结构面的力学特性，岩体结构，地应力是岩体的力学特性基本影响因素； D.在结构体强度高时，岩体的力学特性由结构面的力学特性决定；

江苏省2019版高考物理二轮复习专题六第一讲力学基础实验课前自测诊断卷(含解析)

力学基础实验 1.[ 如图1是用游标卡尺测量时的刻度图，为20分度游标尺，读数为：__________cm。图2中螺旋测微器的读数为：________mm。 解析：20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为13 mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为15×0.05 mm＝0.75 mm，所以最终读数为： 13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm＝1.375 cm。 螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm， 可动刻度为20.0×0.01 mm＝0.200 mm， 所以最终读数为0.5 mm＋0.200 mm＝0.700 mm。 答案：1.375 0.700 2．[考查游标卡尺和螺旋测微器的使用和读数] (1)某实验中需要测量一根金属丝的直径(约0.5 mm)，为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺(游标尺上有10个等分刻度)中，选择______________进行测量。 (2)用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为________mm。 解析：(1)金属丝的直径约0.5 mm，而游标卡尺精确度才0.1 mm，螺旋测微器精确度可达0.01 mm，故应选择螺旋测微器进行测量。 (2)由于50分度的游标卡尺精确度为0.02 mm，主尺上读数为23 mm，游标尺上第11格与主尺刻度对齐，故游标尺的读数为0.22 mm，所以工件宽度为23.22 mm。 答案：(1)螺旋测微器(2)23.22 3.[

某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)实验中，必需的措施是________。 A ．细线必须与长木板平行 B ．先接通电源再释放小车 C ．小车的质量远大于钩码的质量 D ．平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm 。则小车的加速度a ＝________ m/s 2 (要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝________ m/s 。(结果均保留两位有效数字) 解析：(1)利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A 正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B 正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无须保证小车质量远大于钩码的质量，选项C 错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无须平衡摩擦力，选项D 错误。故必需的措施是A 、B 选项。 (2)由s 4－s 1＝3a 1T 2、s 5－s 2＝3a 2T 2、s 6－s 3＝3a 3T 2 知加速度a ＝a 1＋a 2＋a 33＝s 4＋s 5＋s 6－s 1－s 2－s 39T 2＝0.80 m/s 2 打B 点时小车的速度v B ＝ s 1＋s 22T ＝0.40 m/s 。 答案：(1)AB (2)0.80 0.40 4．[考查验证力的平行四边形定则] (2018·天津高考)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。 (1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有________。 A ．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B ．重复实验再次进行验证时，结点O 的位置可以与前一次不同

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生物力学材料试验机测试中经常遇到的2个问题与解决 方案 生物力学材料试验机是指应用于生物材料如生物软组织，如肌腱、韧带、 肌膜、皮肤、肠膜、胶原蛋白和水凝胶等生物材料等等材料拉伸压缩三点弯曲 剪切等测试仪器设备。测试软组织和生物材料应力应变、弹性变形、弹性极限、弹性模量、屈服强度、塑性变形、断裂强度、延伸率等等测试。在名称上又可 以称为生物材料力学试验机，生物材料拉力测试机，或生物材料万能材料试验 机等。按照驱动电机的配置不同和实际应用的不同，可以分为生物材料静态拉 伸试验机和生物材料动态拉伸疲劳试验机。由于软组织和生物材料的特殊性，在实际测试中经常遇到的两个问题，米力光国际贸易有限公司阐述一下解决方案，如测试拉伸工装固定装置和精确的应变测量装置。电子不易滑脱冷冻式 夹持夹具，关键是用半导体制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件， 应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。是利用半导 体材料的Peltier 效应。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时,在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量,可以实现制冷的目的。在生物力学实验 中经常会碰到生物软组织夹持固定的难题。以往的夹持方法都是采用坚硬的金 属夹具对组织块进行钳夹,对于硬度高的组织如骨还可行,但对于生物软组织如 肌肉、肌腱、韧带、皮肤和水凝胶等就很难。软组织柔软湿滑的特性使其被稳 固夹持非常困难。传统方法是利用夹具与软组织之间接触面产生的摩擦力来发 挥作用的,如手动式或气动是拉伸固定装置，而生物软组织具有强烈的黏弹特性,摩擦力仅仅是作用于其表面,其内部受力与外部受力是不同的。在夹持固定的过程 中势必形成应力集中导致软组织的打滑脱落和损伤,所以必须有一种均衡应力的 无创夹持方法来解决这一问题。运用冷冻技术提高软组织硬度使之与夹头牢固

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初中物理 电学力学基础训练 力学部分 1. 下列过程中，有一个力的作用效果与其他三个不同类，它是（ ） A . 把橡皮泥捏成不同造型 B . 进站的火车受阻力缓缓停下 C . 苹果受重力竖直下落 D . 用力把铅球推出 2. 下图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图，图中的虚线表示石块下落的路径，则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，质量分别为m1,m2的两个物体甲与乙放在表面光滑且足够长的木板 上，随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线做匀速直线运动，当木板突然停 止时，以下说法正确的是（ ） A. 若m1>m2，甲将与乙发生碰撞 B. 若m1

初中物理力学实验专题训练

初中物理力学实验专题训练 1．天平：某同学用托盘天平测量物体质量时 （1）他把已经调节好的托盘天平搬到另一实验桌上，则使用前应（） A．只要将天平放在水平台上B．只要调节横梁平衡 C．不需要再调节D．先将天平放在水平台上，再调节横梁平衡 （2）当他把天平重新调好后，就把药品放在天平的右盘中，用手向左盘中加减砝码，并移动游码，直到指针指到分度盘的中央，记下盘中砝码的质量就等于物体的质量。他的操作中的错误是。 （3）当他改用正确的操作方法后，盘中砝码和游码的位置如图3所示，则物体的质量是。 2．量筒：用量筒测液体的体积时，筒中的液面是凹形的，测量者的视线应与凹面的____相平（填“顶部”、“底部”）。如图4所示，其中同学读数正确，量筒中液体的体积为 cm3。测量形状不规则的固体体积，由图5可知，液体的体积为_____cm3，固体的体积为____cm3。 3．弹簧测力计：使用弹簧测力计应注意的是：使用前要观察量程和分度值，指针要___________。使用过程中，指针、弹簧不得与外壳有摩擦．使用过程中，拉力不能超过弹簧测力计的_________。如图6所示，弹簧测力计测量范围是_______，指针所示被测物重是______N。 4．压强计：研究液体压强所用的仪器是_______，它是根据U形管两边液面出现的_________来测定液体内部压强的。 （1）在做“液体内部的压强”实验时，如图7所示，该实验的现象说明。 图7

（2 序号液体深度 （cm） 橡皮膜 方向 压强计 左液面 （mm） 右液面 （mm） 液面高度差 （mm） 1 水 3朝上18621428 23朝下18621428 33朝侧面18621428 46朝侧面17122958 59朝侧面15824284 6盐水9朝侧面15424692 根据上表中的数据，比较序号为___________的三组数据可得出结论：液体的压强随深度增加而增大；比较序号为__________的三组数据可提出结论：在同一深度，液体向各个方向的压强相等；比较序号为______________的两组数据可得出结论：不同液体的压强还跟密度有关。 5．如图12所示，是一个小球运动时的频闪照片，频闪时间间隔为0．02s，闪亮时间千分之一秒可忽略不计。根据照片记录的小球位置，分析解决下列问题： （1）小球从位置a 运动到位置d所用的时间是多少？ （2）小球所作的运动是不是匀速运动？判断的依据是什么？ （3）小球从位置a 运动到位置d 的平均速度有多大？ 图12 6．小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素，做了如图18所示的一系列实验。 图18

大学物理力学基础训练

力学基础训练 一选择题 1·某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作 (A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． (C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． ［ ］ 2. 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ，瞬时加速度2/2s m a -=，则一秒钟后质点的速度 (A) 等于零． (B) 等于-2 m/s ． (C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． ［ ］ 3. 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳， 绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是 (A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动． (D) 匀速直线运动． ［ ］ 4. 某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是 (A) 0221v v +=kt , (B) 0221 v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 021 21v v + -=kt ［ ］ 5.在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向．今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i 、j 表示)，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为 (A) 2i ＋2j ． (B) -2i ＋2j ． (C) －2i －2j ． (D) 2i －2j ． ［ ］ 6. 一质点作匀速率圆周运动时， .

力学专项练习题

力学专项练习题 一、填空题 1、在物理学里，把物体_____________________叫机械运动。 2、50km=________m=__________cm。 3、一架匀速飞行着的飞机在10min内飞行了120km，它的速度是______m/s。 4、有一形状不规则的铁块，用天平测得它的质量是156g，可知它的体积是______cm3。（铁的密 度为7.8×103kg/m3） 5、铜的密度为8.9×103_________。一块长、宽、高各为10cm、5cm和2cm的铜块的质量为 ____________。一条均匀的铜丝的质量为0.04kg，另一条均匀的铜丝乙的长度与甲的长度相等，铜丝乙的直径是甲的2倍，则铜丝乙的质量为_______kg。 6、有甲、乙两个铁球，甲球是实心的，质量为7.8kg，体积为1dm3；乙球是空心球，乙球的质量 是甲球的4倍，体积为甲球的4.5倍，则乙球空心部分的体积是________dm3。(铁的密度是 7.8×103kg/m3) 7、一物体受到如图1所示的两个力F1、F2的作用。那么， 这个力的合力等于________N。 8、一辆手推车在平直的路上行进，一个人在车前面用图1 500N的力沿水平方向向前拉车，另一个人在车后面用400N的力沿水平方向向前推车。那么，车子在水平方向受到的合力是______N，合力的方向_________。 9、装满砂的箱子总重为200N，在50N的水平拉力F的作用下 沿水平地面作匀速直线运动（图2），箱受到地面的摩擦力是 ______牛。要减少箱与地面的摩擦力，可以___ ___________________。（填写一种可操作的方法）。图2 10、起重机在匀速吊升物体的过程中，物体的动能___________；势能__________。（选填“增加”、 “减少”或“不变”） 11、一个重为100N的物体，在水平面上用30N的水平推力使它移动了2m，那么，推力对物体 做的功是______J，重力对物体做的功是________J。 12、光滑斜面的长度为5m,高度为1m.沿斜面方向用100N的力向上把一个重500N的物体从斜面 底端拉上顶端,拉力做功是____________J。 13、如图3所示，物体A以2cm/s的速度，在水平地 面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为 3N，水平拉力F=______N，物体A受到的摩擦力 f=______N，2s内拉力F做功W=______J。（滑轮、图3 弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计） 14、底面积为10cm2的量筒中盛有20cm深的水，水对量筒底的压强是___________Pa，若量筒壁 某一点处受到水的压强980P a，则该点离水面的距离是____________cm。 15、甲、乙两正方体放在水平地面上，已知它们对地面的压强相等，甲、乙两物体密度之比是1： 2，则它们的底面积之比S甲：S乙=____________ 16、一边长为a的正方体A，把它放在容器的水平底面上，然后向容器里加水，加水后物体浮在 水面上，这时水深为h，容器底受到的压强是未加水时物体A对底面压强的5倍，物体A露出水面的体积是______________。 17、一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧秤的示数为33.2N，此铜球的空心部分的

清华大学研究生弹塑性力学讲义 8弹塑性_塑性力学基本方程和解法

弹塑性力学 第七章塑性力学的基本方程与解法 一、非弹性本构关系的实验基础 拿一根工程上最常用的低碳钢的试件，在拉伸试验机上就可得到如图7.1所示的应力应变曲线。图中A为比例极限，当变形状态未超过A点时材料处于线弹性状态；B为弹性极限，AB段的变形虽然还是弹性的，即卸载时能按原来的加载曲线返回，但应力应变之间不再是线性关系。C，D分别为上、下屈服极限，超过C点后材料进入塑性变形状态，卸载时不再按原来的加载曲线返回，而且当载荷完全卸除后还有残余变形。由C到D是突然发生的，由于材料屈服引起应力突然下降，而应变继续增加。由D到H是一接近水平的线段，称为塑性流动段。对同一种材料D点的测量值比较稳定，而C点受试件截面尺寸、加载速率等影响较大。如果载荷在使材料屈服之后还继续增加，则进入图中曲线右部的强化段。即虽然材料已经屈服，但只有当应力继续增加时，应变才能继续增大。在图中b点之后，试件产生颈缩现象，最后试件被拉断。如果在塑性流动段的D′点，或强化段的H′点卸载，将能观测到沿着与OA平行的直线返回，当载荷为零是到达O′点或O′′点，即产生残余变形。 图7.1 低碳钢单向拉伸应力应变曲线 有些高强度的合金钢并没有象低碳钢那样的屈服段，其单向拉伸的应力应变曲线如图7.2所示。这种情况下屈服极限规定用产生0.2%塑性应变所对应的应力来表示，σ。 记为 0.2 图7.2 高强度合金钢单向拉伸应力应变曲线

第七章 塑性力学的基本方程与解法 如果以超过屈服极限的载荷循环加载，所得试验结果则象图7.3所示。在实验中还发现，对于某些材料（图7.4），如果在加载（拉伸）屈服后完全卸载到O ′′点，然后接着反向加载（压缩），则其反向屈服点对应的应力绝对值s σ′′不仅小于s σ′，而且小于初始屈服应力的绝对值σ′。这是德国的包辛格（Bauschinger, J.）最早发现的，称为包辛格效应。 图7.3 循环加载曲线示意图 图7.4 包辛格效应 当材料进入塑性状态后，如果不是单调加载，则应力和应变之间不仅不是单值函数的关系，而且当时的应变不仅和当时的应力有关，还和整个加载的历史有关。同样，当时的应力不仅和当时的应变有关，而且也和整个变形的历史有关。这就增加了问题的复杂性。材料的特性不能简单的用应力应变关系来描述，而要用比较复杂的本构关系，即应力和整个变形历史的关系来描述。 此外，在实际工程问题中经常遇到的材料非线性问题往往不是单向应力状态，即不是一维问题。要对三维问题单靠实验来确定应力张量和应变张量之间的关系几乎是不可能的。因此，在建立非线性本构关系时，除去不能脱离实验基础之外，还必须有基本理论的指导。 二、刚塑性与弹塑性本构模型 z 简化模型 对于低碳钢一类材料，如果承载后产生的变形状态一直达到塑性流动段，为了简化起见，略去应力应变曲线中的上、下屈服极限等细节，可得到由线弹性段和塑性流动水平线段组成的简化模型，称为理想弹塑性模型（图7.5a ）： s s s s E E σεεεσεσεε=≤??==>?当当 (1) 在金属成型等问题中，由于塑性流动引起的塑性应变较大，而弹性应变因相比较小而将其忽略，则又可进一步简化为只有水平线段的刚塑性模型（图7.5b ）：

运动生物力学(实践教学法)实验报告范本(本科生)

实验报告 范本 系别 班级 姓名 南京体育学院2007—2008学年度第2学期

实验一览表 实验一摄影坐标测定 实验二重心坐标测定 实验三坐标、重心测定应用实验四测力台外力测定 实验五外力测定应用 实验六肌肉被动力—长度 性质验证 实验七肌肉主动力—长度 性质验证 八模拟小论文撰写

实验一摄影坐标测定 实验目的1．了解运动技术解析摄影方法。 2．掌握坐标解析测定的基本原理，掌握坐标解析的逻辑过程和中间数据的意义。 3．影片解析实际操作。 实验原理1.比例尺法 K为比例放大系数，是实际长度和图像长度之间的比例，X ，Y 为原点坐标的平移距离 2.DLT法 L 1 —L 8 为坐标平移、旋转、放大的系数 主要 仪器和设备1.计算机 2.自学?教学?科研一体的二维影片解析软件

实验步骤控制点: 8 摄影频率: 25帧/S 幅数: 10 人体(21)器械(3)点数: 24 身高: 164CM 体重: 60KG 用数据线将电脑与摄像机连接后，利用相关软件，采集踏板前后的10幅照片和1幅框架照片，将所采集的照片存入U盘，然后将U盘接入另一台电脑进行如下操作 ①将所提取的小幅照片存入D盘Jacky文件夹中，并存入与学号相符的子文件内， 并将其重命名。 ②打开二维影片解析软件，输入自己的学号，提取相关图片。 ③在10幅运动图片中的人体上描21个点，踏板上描3个点，数据保存在 DLT3.DAT(其中21个点依次为右手掌中心，右腕关节中心，右肘关节中心，右肩关节中心，左肩关节中心，左肘关节中心，左腕关节中心，左手掌中心，右脚中心，右脚踝关节中心，右膝关节中心，右髋关节中心，左髋关节中心，左膝关节中心，左踝关节中心，左脚中心，会阴、肚脐、剑突、第7颈椎下缘、耳屏下缘处) ④在框架上标8个点，保存数据为DLT2.DAT。 ⑤利用DOS系统，读取相关数据，在电脑上即显示出人的运动模型和现实中人的 运动坐标，该坐标存放在F2D.DAT中。 ⑥打开“File”中的“数据处理”,输edit空格F2D.DA T即可得到数据，根据数据 画图。 原始数据记录DLT1.DAT （0.1005,0.0455）（0.0945，0.5784）（0.0945，1.1033）（0.0869，1.6366）（1.15146,0.0450） (1.1546,0.5766)(1.1546,1.1036)(1.1528,1.6315) DLT2.DAT,(282.0,487.0)(284.0,388.0)(285.0,287.0)(282.0,190.0)(466.0,487.0)(466.0,386.0)(466.0,289 .0)(465.0,189.0) L1—L8.DAT -171.5615 -3.8865 -374.4215 0.9312 184.2814 -337.2925 -0.0016 0.0089 DLT3.DAT 踏板： (500.0,371.0)(492.0,364.0)(478.0,328.0)(481.0,291.0)(440.0,292.0)(422.0,325.0)(429.0,351.0)(433.0,354. 0)(376.0,393.0)(388.0,399.0)(434.0,443.0)(445.0,390.0)(470.0,385.0)(492.0,423.0)(486.0491.0)(492.0,49 8.0)(462.0,396.0)(460.0,369.0)(461.0,329.0)(469.0,272.0)(472.0,254.0)(524.0,513.0)(522.0,509.0)(518.0, 503.0)离板： (577.0,270.0)(565.0,276.0)(542.0,282.0)(562.0,263.0)(574.0,262.0)(592.0,309.0)(617.0,279.0)(622.0,283. 0)(565.0,444.0)(569.0,436.0)(614.0,395.0)(580.0,363.0)(544.0,362.0)(536.0,424.0)(495.0,470.0)(494.0,4 89.0)(562.0,359.0)(571.0,334.0)(577.0,288.0)(571.0,249.0)(578.0,233.0)(522.0,513.0)(518.0,508.0)(514. 0,503.0) JC2DC.DAT 踏板： (1.35,0.66)(1.31,0.70)(1.23,0.89)(1.24,1.09)(1.00,1.08)(0.90,0.91)(0.94,0.77)(0.96,0.75)(0.63,0.54)(0.70, 0.51)(0.97,0.28)(1.03,0.56)(1.18,0.58)(1.30,0.38)(1.27,0.02)(1.30,-0.01)(1.13,0.53)(1.12,0.67)(1.13,0.88)( 1.17,1.19)(1.19,1.29)(1.49,-0.09)(1.48,-0.07)(1.45,-0.04) 离板： (1.80,1,19)(1.73,1.16)(1.60,1.13)(1.71,1.23)(1.78,1.24)(1.89,0.98)(2.03,1,14)(2.06,1.12)(1.73,0.27)(1.75, 0.31)(2.01,0.52)(1.81,0.70)(1.66,0.70)(1.56,0.37)(1.32,0.13)(1.32,0.03)(1.71,0.72)(1.76,0.85)(1.80,1.10)( 1.77,1.31)(1.81,1.39)(1.48,-0.09)(1.45,-0.07)(1.43,-0.04)

长安大学研究生初试岩体力学考试题

一、名词解释（本题10分，每小题4分） 1、岩石质量指标： 2、岩石流变： 3、结构面状态： 4、岩体工程分类： 5、围岩： 二、判断题（本题10分，每小题1分，共10小题） 1、岩体力学的创始人为太沙基，土力学的创始人为米勒。（） 2、岩体力学单轴试验曲线为采用液压伺服试验机做的全应力应变曲线。（） 3、当计算岩体工程的弹性变形时，弹性模量应采用切线弹性模量；当计算总变形时，弹性模量应采用隔线弹性模量。（） 4、采用添加润滑试件端部（如垫云母片：涂黄油在端部）和加长试件是方法可以减小端部效应。（） 5、方形构件劈裂实验，当ac/小于等于0.25时，理论计算压力与压条下压力分布方式无关。（） 6、岩体结构面胶结一定充填，充填不一定胶结。（） 7、岩体试验过程中，法向压力较大时，可能发生剪胀；法向压力较小时，可能发生剪断。（） 8、岩体的水理性质主要是指吸水性、软化性、膨胀性和崩解行，以及抗冻性和渗透性。岩石软化性愈强，饱和度越高。（） 9、国际岩石力学学会（ISRM）建议：岩石单轴试验的加载速率为0.5-1秒/MPa，从开始试验直至试件破坏的时间为5-10分钟。（） 10、构造应力场分析是岩体力学问题研究中一项重要工作，可以确定构造应力场的主应力方向和大小。（） 三、填空题（本题20分，每题2分，共10小题） 1、岩石的全应力曲线分为_______、_______两大区段和五个阶段。 2、_______判断是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了一个近似理论。 3、_______判断在岩体力学的试验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁，克服了借助经验方法将岩石力学参数进行拆减的缺陷。 4、岩石综合勘察方法包括_______和_______。 5、蠕变曲线上的弹性应变和粘性应变各占一半处的时刻对应的时间叫_______。 6、围压增大到某一数值时，岩石的变形特征接近理想弹塑性，其破坏形式由脆性破坏转为塑性破坏，对应围压称为_______。 7、重大岩体工程需要测定原位的变形参数和强度试验，常用的岩体原位测量方法有表面承压板试验和_______ 8、_______为具有等角度性的赤平投缘；_______为具有等面积度性的赤平投缘。 9、某一个受力面上正压力的极值叫做_______，该受力面可能存在剪应力可能不等于零，所以其一般不等于主应力；只有在三个正交平面上的剪应力都为零时，其才等于主应力。 10、当外加应力小于岩石历史上所受过的最大应力时，声发射活动不明显，而当外加力超过历史上所受的最大应力时，声发射活动突然加剧，而且在各个方向受力都如此，此效应叫做_______。 四、选择题（本小题24分，每小题3分） 1、关于岩石蠕变试验流变力学组合模型原件的描述中，哪一个是错误的（） A、有瞬时弹性应变阶段，则有弹性元件； B、瞬时弹性变形后应变随时间发展，有粘性元件； C、应力松弛为不完全松弛，有塑性元件； D、应力松弛为不完全松弛，有粘性元件； 2、岩体破坏准则的下列描述中，哪一个是错误的（） A、莫尔强度曲线是各种应力状态的极限应力圆包络线，可以适合于拉伸破坏，而莫尔-库伦准则本质上不适合拉应力状态；

力学练习题

力学练习题 一、选择题（每小题3分，共30分） 1、皮球从3m高处落下，被地板弹回，在距离地面1m高处被接住，则皮球通过的路程和位移的大小分别是（） A、4m、4m B、3m、1m C、3m、2m D、4m、2m 2、一运动员在百米比赛中，测得前50m处的瞬时速度为5.5m/s，16s末到达终点时速度为7m/s，则他在全程内的平均速度是（） A、5.5 m/s B、6.25 m/s C、7 m/s D、6.75 m/s 3、以v=10m/s的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍刹车后获得大小为a=4m/s2的加速度。刹车后3s内，汽车通过的路程为（） A、12m B、12.5m C、90m D、126m 4、物体的位移随时间变化的函数关系是s=4t+2t2,则它运动的初速度和加速度分别是（） A、0,4 m/s2 B、4m/s,2 m/s2 C、4m/s,1 m/s2 D、4m/s,4 m/s2 5、一物体从某一高度自由落下，若它第一秒内的位移恰为它最后1s内位移的一半，g取10 m/s2，则它开始下落时距地面高度为（） A、5m B、11.25m C、20m D、31.25m 6、下列关于力的说法，准确的是（） A、磁铁间有作用力，说明力能够离开物体而独立存有 B、只有接触的物体间才有力的作用 C、一个力必定与两个物体相联系 D、力能够用天平测量 7、下列叙述错误的是（） A、压力、支持力、拉力都是弹力 B、压力和支持力的方向总是垂直接触面的 C、轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是沿着绳、杆的直线上 D、轻杆不同于轻绳，弹力的方向能够不在杆的直线上 8、下列关于摩擦力的说法，准确的是（） A、摩擦力的大小一定与正压力成正比 B、摩擦力一定是阻力 C、摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反 D、运动的物体可能受到静摩擦力 9、关于物体的惯性，下列说法中准确的是（） A、运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体速度越大，惯性越大 B、静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止物体惯性大的缘故 C、乒乓球能够快速抽杀，是因为乒乓球惯性小 D、在宇宙飞船中的物体不存有惯性 10、关于作用力与反作用力，下列说法准确的是（） A、先有作用力，后有反作用力 B、作用力与反作用力，一定同时存有，同时消失 C、凡是大小相等、方向相反、作用在一条直线上的二个力，必定是一对作用力与反作用力 D、相互作用的一对力，其中只能一个力为作用力 二、填空题（每空3分，共30分） 1、一辆汽车以15m/s的速度追赶在它前方1000m处的摩托车，经200s汽车追上摩托车，则