期刊问答网 论文发表 期刊发表 期刊问答

力学中的实验论文有哪些特点和不足

  • 回答数

    3

  • 浏览数

    232

janeflowers
首页 > 期刊问答网 > 期刊问答 > 力学中的实验论文有哪些特点和不足

3个回答 默认排序1
  • 默认排序
  • 按时间排序

hlik

已采纳
拉伸试验是在对金属材料产品质量进行检测和评定过程中使用的最广泛的实验。但是,有很多因素都可以影响拉伸试验的结果,只有明确了具体的影响因素,才能针对这些影响因素进行具体分析。根据研究分析结果制定实验相关操作规定和试验流程,才能保证实验结果的真实性和精确性。 取样以及试样制备对实验结果的影响 取样部位的影响 从金属材料的不同位置取样获得的实验样本,其力学性能往往存在一些差异,例如圆钢40mm其中心处的抗拉强度低于1/4处的抗拉强度,且断后拉伸率也存在差别,可见取样部位对实验结果有着不可忽视的影响。由于金属材料在铸造形成、加工过程中,成分、内部组织结构、冶金缺陷、加工变形分布不均,因此使得同一批,甚至同一产品的不同部位的力学性能出现了差异。因此在取样时应严格按标准进行,以避免实验结果出现偏差造成误判。 取样方向的影响 取样方向的差异会直接影响金属材料拉伸试验的断后伸长率、屈服强度以及抗拉强度等各项性能指标,尤其是断后伸长率受到的影响更大。若采取横向取样,则依照有关标准,试验之后的断后伸长率则不能够达标。通常垂直于轧制方向,则金属力学性能则可能不达标;平行于轧制方向,则金属力学性能良好。 试样的形状、尺寸的影响 同一材料同一状态的金属材料,如果截面形状不同,测得的结果对屈服强度中的上屈服强度ReH影响大,对下屈服强度ReH影响小。矩形试样的工作长度部分的对称度,圆形试件的工作部分轴线与夹头部分的轴线不同心,都会在拉伸时产生偏心力,产生附加弯曲应力,使强度和伸长率均降低。 试样的尺寸的大小对试验结果的影响是,同一材料同一状态的金属材料试样,大横截面积(大尺寸)的试样的抗拉强度较小尺寸的低,而且塑性指标也下降。 试样制备方法的影响 切取样坯时必须防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学性能。切取样坯时应留有足够的机加工余量,一般应不少于钢材直径和厚度,但最小不少于20mm,这样机加工试样时,可以把受热或冷加工硬化的部分完全去除掉,以免影响性能的测定。从样坯机加工成试样,一般通过车、铣、刨、磨等机加工,但车削、切削和磨削的深度和走刀速度及润滑冷却均应适当,以防止发生因受热或冷加工硬化而影响材料的性能。 实验设备和测试仪器对实验结果的影响 试验设备 试验机与引伸计是金属材料拉伸试验中常用的两种试验设备。其中,前者主要用来向试件施加作用力,同时测量作用力数值;后者主要用来进行位移或者延伸的测定。以上两种试验设备将会直接影响试验结果数值的准确信和真实性。所以,试验时必须要确保试验机与引伸计在检定合格的有效期之内。另外,需要注意的是,如果试样加偏、加歪、试样弯曲、不平直等都是引起受力不同轴的因素,进而影响测量结果。 测量仪器方面 尺寸测量仪和量具是在金属材料拉伸试验过程当中最为常用的测量仪器,要求这些测量仪器的精度必须符合试验要求。其中,对测量准确度影响最大的因素主要是量具分辨力;除此之外,测量时的压力值、量具砧面污染以及量具零点等因素也会试验时的数量测量精度产生影响。所以,在进行试验之前,必须要对各种测量仪器进行校验,同时保持量具的清洁干净。 夹持方法对实验结果的影响 拉伸试验检测中夹持方法非常重要,如果试样夹不住,试验则无法进行;如果加持方法不合理,则会实验结果出现较大误差。在进行拉伸试验时,常出现试样常因应力集中而断在加持部分或标距外的过渡区,导致实验失败的现象。试验机的加载轴线应与试样的几何中心一致,如果不一致,会造成偏心加载而产生弯曲。一般不允许对试样施加偏心力,因为力的偏心容易使试验力与试样轴线产生明显偏移;拉伸夹具选用不当会使试样产生附加弯曲应力,从而使结果产生误差,同时拉伸夹具选用不当也极易引起拉伸试样打滑或断在钳口内,导致实验数据不准确或实验数据偏低。总之,加载系统、试样几何形状尺寸以及非均质试样都可能引起偏心加载,要尽量减少这些偏心效应。 试验环境温度对实验结果的影响 即使是普通的金属材料,实验环境的温度不同实验结果也不尽相同,尤其是一些温度敏感性较高的金属材料,受温度的影响更为明显。通常情况下,温度越高,则金属材料的强度性能指标则越低,同时塑性性能指标越高。所以,如果金属材料对温度敏感,则需要利用温度系数进行修正。对于常规试验而言,试验时的环境温度应该控制在10℃~35℃之间。在该环境温度下,如果采用高精度传感器或者金属材料特殊,则需要认真考虑温度因素,如果需要,则应该进行必要的修正。 人为因素对实验结果的影响 在拉伸试验中试样的横截面积非常关键,但是在一些产品的标准说明上会明确规定其拉伸的试验横截面积,并且要按照名义尺寸的横截面积规定要求。在产品的标准当中如果没有特殊的规定,就必须要遵循国家标准要求,对其实际尺寸进行测量。但是如果都是按照名义的尺寸去计算其横截面积,所测试的得出的结果则会受到一定的影响,甚至把合格强度的测为不合格的,存在把不合格测定为合格的情况。 且拉伸试样时必须要按照直径的大小来选择外径的千分尺以及游标卡尺等。一旦应用的测量方法不够精准,则会影响到人为的尺寸在进行测量时出偏大,甚至给强度测试出现偏低的测量结果。如果当量具的测量面和试样轴线出现垂直时,所测量得到的结果就是 d1>d0。在实际操作光圆拉伸试验中,外径以及在薄板的矩形拉伸试样,由于外径千分尺测量同一圈就5mm,如果不注意的话就很容易看错一圈,将外径千分尺测量时的数据读成5mm,这就造成测量结果不准确的现象。通常如果操作的技术以及在主观因素下出现不同情况时,则会给测量的结果造成一定的误差。即使在相同条件下,由不同人员进行拉伸试验操作,实验结果多少也存在一些差异。 总结: 以上总结的五方面不同因素对于金属材料拉伸试验检测结果的影响是不同的。在实际检测中为了确保实验数据的准确,必须尽量减小各种因素的影响。因此要针对各种影响因素制定各种操作流程规定,保证试验方法正确。

力学中的实验论文有哪些特点和不足

86 评论(13)

崛起吧

经典与时代的批判 ---经典力学的成就与局限性 摘要:论述经典力学的成就,批判经典力学的绝对时间、绝对空间、引力本质、质量不变等观点,说明其应用范围及其与经典物理学的矛盾。 关键词:空间 时间 引力的本质 质量 速度 能量 矛盾 一、经典力学的成就 经典力学的理论体系是以牛顿运动三定律为基础的。牛顿系统地总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了万有引力定律和牛顿运动三定律,于 1687年出版了《自然哲学数学原理》。这是牛顿的一部代表作,也是力学的一部经典著作。牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力等)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,建立了经典力学的完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体的力学统一起来,这是物理学史上第一次大的综合。所以,牛顿的《自然哲学数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。这对科学发展的进程以及后代科学家们的思维方式产生了极其深刻的影响。牛顿力学的建立标志着近代理论自然科学的诞生,并成为其他各门自然科学的典范。 二、经典力学的局限性 创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性,主要表现在以下几个方面: 第一,引入了绝对时间、绝对空间等基本概念。按照牛顿的说法,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。绝对空间就其本性而言,是与任何外界事物无关而永远是相同的和不动的。绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所的移动。 莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,指出过,没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出狭义相对论。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢。在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的:一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。 量子论的发展,对时间概念提出了更根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖现在的。 因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合用的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。 第二,牛顿虽然对引力的本质持审慎态度,但最终还是对它作了抽象的、纯粹数学形式的概括,把它实际看作是一种直接的、即时传递的超距作用力。 爱因斯坦的广义相对论对万有引力做出一种解释,就是时空本身是有弹性的,可以弯曲、伸展。当一个有质量的物体置于某一空间时,空间就会弯曲变形,质量越大,空间弯曲变形就越严重。那么,空间为什么会在有质量的物体周围弯曲呢?爱因斯坦也没能给出答案。所以,爱因斯坦的弯曲空间理论也没有说明引力的本质是什么。量子力学关于电荷间的电磁力和强子间的强相互作用力的传递原理的解释也没有说明引力的本质是什么。认为引力是通过引力场或引力子来传递的观点也未得到肯定,因为,至今科学家也没有找到传递万有引力作用的引力子。 第三、 在经典力学中物体的质量是恒定不变的,它与物体的速度或能量无关。 在相对论中质量这一概念的外延就被大大地扩展了。爱因斯坦著名的质能方程E=mc2使到原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的一方面,任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加 爱因斯坦从力学的观点出发,考虑两个球体的弹性碰撞,利用动量守恒定理和相对论速度相加定理能够导出著名的质速度公式 该式说明,物体的质量不再是与其运动状态无关的量,它依赖于物体的运动速度。运动物体速度为v时的质量为 ,式中m0为物体的静质量,当物体的速度趋于光速时,物体的质量趋于无穷大。 第四,经典力学定律只适用于宏观低速世界,对于可与光速相比的高速情况和微观世界的适用问题,当时没有涉及也不可能涉及。 第五,经典物理学与经典力学的潜在矛盾 在经典物理学中,最难使人满意之处恐怕莫过于对光的描述了。如果微粒说是正确的,那么人们不禁要问,当光被吸收的时候,组成光的粒子变成了什么呢?而且为了既表示可称量物质又表示光,必须在讨论中引入不同的实体,这无论如何也不能使人心安理得。 同样,纳入力学框架中的光的波动论也难以自圆其说。按照波动论,光被解释为充满宇宙空间的以太的振动。由于光是横波,因此以太必须具有承受切应力而不承受压应力的能力,又由于以太对可称量物质并不产生可观察到的阻力,它又必须具有极小的密度。为此,人们绞尽脑汁,臆想出种种以太模型。这种无所不能、无奇不有的以太反倒使人如堕五里雾中。 经典力学的基本概念和基本原理在热力学中也遇到了一些麻烦。1865年,克劳修斯确立了热力学第二定律,该定律揭示出与热现象有关的物理过程具有不可逆性。在经典力学中,从来也未发现类似的情况,力学过程的可逆性是由普遍的力学原理做保证的。可是热力学第二定律也是普遍成立的,因此,这个矛盾是无法用力学的基本观念予以解释的。 三、总结 牛顿用自己毕生的精力,建起了一座科学丰碑,他的研究推动了人类文明的进程,它在宏观物理学的各方面所取得的成就就是极其广泛和辉煌的。然而创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿在否定亚里士多德以来有关错误论述和含糊概念、创立牛顿力学的同时,也在其中隐含了自我否定的潜在因素。诚如恩格斯所说的:“凡在人类历史领域中是现实的,随着时间的推移,都会成为不合理的;因而按其本性来说已经是不合理的,一开始就包含着不合理性”。(《马克思恩格斯选集》第四卷) 由于牛顿尽力把他的体系表现为由经验必然性所决定的,特别是由于经典力学在实践上的巨大成就,足以阻碍后人去思考那些基本概念和基本原理的先验特征,以至于在相当长的时期内,无论谁也没有想到,整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造。事实上,物理学在每一个历史时期都有它自己的基本概念和基本原理,而继后的时期人们又往往夸大它们的作用,不适当地把它们误用到其所能及的范围之外。为了消除这种误用,每—个历史时期都需要一种新的启蒙,正是这种永不止息的启蒙精神,才使科学不致变为僵化的教条。 参考文献: [1]经典场论 张启仁著 北京:科学出版社,2003 [2]量子力学 井孝功著 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004 [3]空间:从相对论到M理论的历史 关洪著 北京:清华大学出版社,2004 [4]时间 保罗�6�1贝内特著;苏福忠译 上海:上海人民美术出版社,2003 [5]狭义相对论 G司蒂文逊;CW凯尔密司特 上海:上海科学技术出版社,1963 [6]相对论导引 赵展岳著 北京:清华大学出版社,2002 [7]热力学 王竹溪著 北京:北京大学出版社,2005 [8]物理学史 郭奕玲,沈慧君编著 北京:清华大学出版社,1993 [9]大学物理.下 钟江帆主编 北京:高等教育出版社,2004
314 评论(8)

手机用户

论点、论据、论证方法。论点是一句完整的话。论据就是依据。论证方法则是打比方、讲道理等。
295 评论(12)

相关问答