理论力学实验教学大纲

课程名称：理论力学   课程编码：

英文名称：Theoretical Mechanics

学   分：0.5       实验学时： 8

适用专业： 机械、能动、土木、建环、装备

使用教材：理论力学实验指导（自编） 张克猛 曹凡 西安交通大学城市学院，2009年

主要参考书：

1. 理论力学 张克猛  第2版 西安交通大学出版社 2015年8月

2．工程动力力学试验 张克猛等 西安交通大学出版社 2002年12月

一、课程简介

本实验课程结合理论教学内容，通过对相关动态基本力学量的测量分析，介绍机械工程中基本机械量的测试、分析技术，包括常规仪器及传感器的功能、原理、测量系统、操作方法的训练与掌握等。本实验课以学生自己动手为主，教师现场指导。共计8个学时，包括三个综合性实验和一个演示性试验内容。

二、实验内容及教学要求

实验项目1：往复机械位移、速度、加速度的测量

1.实验内容

安装压电式加速度传感器和光电传感器并调整、设置各种测试仪器；

启动往复压缩机或凸轮机构，在三种不同转速下分别观测、记录三组不同的位移、速度、加速度测试值。

整理测量数据，分析计算出曲柄长度，进一步将测试结果与理论计算值进行分析比较，判断误差产生的原因。

2.教学目标

（1）了解工程中相关位移、速度、加速度的一般测量方法及压电式传感器、光电传感器的特性和机电变换原理。

（2）熟悉压电信号的正确测试、处理与分析

（3）掌握压电式传感器和光电传感器的正确安装方法及测量环节各种仪器、设备的使用操作方法。

实验项目2：旋转机械转速、角速度及横向位移的测量

1.实验内容

安装光电传感器和涡流传感器并调整、设置测试仪器；

启动旋转机械，分别在三种不同转速下，各测取三组不同的转速、角速度和横向位移数据；

整理测试结果，并比较分析信号衰减误差。

2.教学目标

（1）了解非接触式的涡流传感器及光电传感器的机电变换原理、特性。

（2）熟悉电涡流信号的正确测试、处理与分析。

（3）掌握涡流传感器的正确安装方法和旋转机械转速、角速度及横向位移（振幅）的一般测量方法。

实验项目3：旋转机械轴承座附加动反力的测量

1.实验内容

安装光电传感器、涡流传感器和压电力传感器，并调整、设置测试仪器；

启动旋转机械，在不同转速下，观察、测取动反力及轴位移数据。大致判断偏心情况；

在转子的适当部位添加适当偏心质量，反复记录并观察动反力极轴向位移变化。

整理测试结果，并通过比较分析，判断出转子的偏心部位。

2.教学目标

（1）了解转子动不平衡的产生机理。

（2）了解消除转子动不平衡的一般方法；

（3）掌握用压电式力传感器测量动态力的一般方法；

实验项目4：转子固有频率频率、幅频特性与临界转速测定

1.实验内容

通过敲击法测定双盘转子的固有频率；

通过共振法测定双盘转子的固有频率；

通过改变转子转速测定临界转速；

分析比较固有频率与临界转速测量值，了解转子的振动特性。

2.教学目标

（1）测定双盘转子的固有频率。

（2）计算、测定转子的临界转速。

（3）了解转子振动特性及固有频率测试方法。

三、实验学时分配及主要仪器设备、软件及材料

四、考核及评定办法

实验考核40%+实验报告60%；实验成绩占理论力学课程总成绩的10%。