当前课程知识点：力学与现代生活——开启科学人生 > 第四章 “动”力世界——振动与波 > 4-3 静、动力学实验分析方法 > Video
好 这一部分我们 补充一下
“静力学”和“动力学”的实验分析方法。
那么 在力学研究与分析里面 我们主要采用
三种手段： 一个是‘理论分析’、
一个是‘实验研究’、一个是‘数值计算’。
首先看看 ‘实验分析’方法--
那么 在古代
静力学实验呢 我们看到
采用的非常简单的、
甚至是经验式的 这种实验,
像: 伽利略的“木梁弯曲试验” 非常简陋！
那么 到现代呢
我们基于 牛顿的理论分析呢
采用的实验模型 大为改进！
那么 在这个‘材料 试验机’上，
我们对材料的实验，
现在有 更多的、更好的现代设备--
像这种：‘万能材料试验机’
我们采用夹具、加上传感器，
测量变形 形成那种“物性曲线”。
这个视频呢 给大家展示一下 我们玻璃的
‘强度试验’。
还有 这个飞机的‘静载试验’ 我们测应力--
我们看到 这么大型的飞机 把它支撑起来，
上面布了很多 压电传感器，
实验手段呢 得以改进。
还有这个‘压杆稳定性实验’--
我们看到这个 高压输电线路
之间有一个‘保持杆’ 受压，
有一个‘稳定性’的实验，
这是在清华大学的实验室做的
‘压杆稳定性实验’的现场。
那么 关于“结构动力学”这一块，
我们看看‘汽车疲劳试验’--
也是把整车架起来，
这样的一套装置。
还有 更多的
现在这个实验的一些视频--
关于汽车的‘正面撞击实验’，
还有后面这个 汽车的‘人体实验’，
还有‘汽车翻滚与人体实验’，
还有‘人体的伤害的监测实验’。
那么 关于‘动车’ 它的实验--
我们前面播放过 它的动车事故啊，
这个视频呢 给大家展示一下--
它的‘车轮的疲劳实验’，
这个视频相对比较长，
所以呢 我们在这里 就不把它整个 播放完毕，
以后有机会 可以找到类似的视频呢
看看它是 怎么分析的。
这一组 这个视频呢 是
给大家演示一下 飞机的疲劳、
以及疲劳断裂、起落架的测试实验、
飞机撞击地面的实验、着陆实验。
那么 这一组视频呢 就是看看我们
现代力学实验技术
对“运动力学”里面的一些 实验过程--
我们运动员呢
声波 冲击反应、体操运动员的起跳，
还有 这个起跑动作...
现在 随着IT技术的应用 进行的一些
可以不经过实际实验、
进行计算机地分析--仿真实验：
这里面主要用 大型的有限元分析软件--
有限元分析 我们叫FEM 或者FEA。
还有 “流体力学” 也会用到 所谓的CFD
这样的软件。
那么 这后面 展示的是 车体碰撞，
我们 大型的有限元分析软件计算的
应力、应变的变形 这样的一个结果，
这下面的一个图片是 气囊和人
相互作用的模拟 实验结果。
那么 应用“流体力学”的有限元分析的话-CFD，
我们也可以对 空气气流作用下，
船舶啊 像飞机的表面的应力分布，
做一些仿真结果。
还有其他的 像: 我们机械结构里面的
板壳变形 它的应力分布-这个图片;
还有这个 射电望远镜的支架，
它呢 要求这个精度很高的设计，
还有一些仿真的结果。
这个图是 球体飞行中的
空气的湍流--
是 CFD 计算的结果。
还有我们知道 塔科马(Tacoma)大桥--
后面 日本人做了一个 这个压力分布、
速度分布的这么一个 CFD 计算结果，
这是一个动态显示的分布。
那么其他的像：机械结构里面很多部件--
像：这种交叉杆的应力分布、
涡轮机构的FEA计算结果，
还有这个 啮合结构 预应力的分布、
环形结构 还有轮胎--
‘车轮胎-轮毂’之间的单元划分。
那么 有限元分析软件呢 对于结构来说
现在用的比较多的有：ANSIS、
ABAQUS 和 NASTRAN。
ANSIS 在我们国内比较多，
很多高校都有；
ABAQUS 在一些企业--
美国的一些工矿企业 用的比较多一些；
NASTRAN 功能更强--
在航空航天上 用的比较多。
下面我们展示几种这个‘杆结构’、
还有‘圆轴扭转’ 这种变形，
它们的 一些 计算结果、动态显示：
像这个：梁的拉伸杆件，还有圆轴扭转、
悬臂梁弯曲、
还有斜弯曲--
这是纯弯曲。
总的来说呢
现代的实验 与计算机技术 结合，
形成了所谓的“计算机辅助设计”--
就是CAD(口误) 这么一个研究领域，
那 对于我们的大型结构、
机械结构的精密设计，
起着非常重要的作用。
还有一些新的实验、
计算机方法、
分析方法，还有测试、计算方法，
还在不断地涌现...
为我们力学发展呢
提供了强有力的技术支持！
关于这一部分呢 我们就介绍到这里。
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