結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)技術(shù)講稿模型試驗(yàn)016次-文庫吧
2025-01-03 19:13 本頁面
【正文】 ，主要應(yīng)加以考慮的單值條件包括結(jié)構(gòu) 幾何尺寸 、 邊界條件 、 物理參數(shù) 、時(shí)間 、 初始條件 、溫度等。對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)靜力模型試驗(yàn)，單值條件相似要求幾何相似、邊界條件相似、荷載相似和材料特征相似，對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn)，除上述要求外，還要求時(shí)間和初始條件相似 。 Lab of Prof. Tian Shizhu 11 總結(jié)： 相似第一定理和相似第二定理是判別相似現(xiàn)象的重要法則，這兩個(gè)定理確定了相似現(xiàn)象的基本性質(zhì)，但它們是在假定現(xiàn)象相似的基礎(chǔ)上導(dǎo)出的，未給出相似現(xiàn)象的充分條件。而相似第三定理則確定了物理現(xiàn)象相似的必要和充分條件。 Lab of Prof. Tian Shizhu 12 上述三個(gè)相似定理構(gòu)成相似理論的基礎(chǔ)。相似第一定理又稱為相似正定理，相似第二定理稱為 定理，相似第三定理又稱為相似逆定理。 在結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)中，完全滿足相似定理有時(shí)是很困難的，只要能夠抓住主要矛盾，正確的運(yùn)用相似定理，就可以保證模型試驗(yàn)的精度。 ?Lab of Prof. Tian Shizhu 13 三、 量綱分析 在討論相似定理時(shí)，我們往往假定已知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)各物理量之間的基本關(guān)系 。而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)時(shí)，并不能確切地知道關(guān)于結(jié)構(gòu)性能的某些關(guān)系，這時(shí)，借助于 量綱分析 ，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)體系的基本性能做出判斷。 當(dāng)研究物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，一般選擇幾個(gè)物理量的單位，就能求出其他物理量的單位，將這幾個(gè)物理量稱為 基本物理量 ，基本物理量的單位為 基本單位 。 Lab of Prof. Tian Shizhu 14 1．量綱的基本概念 量綱： 說明測(cè)量物理量時(shí)所采用的單位的性質(zhì)。 例如： 測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)用米、厘米、毫米等不同的單位，但它們都是屬于 長(zhǎng)度 這一性質(zhì)，因此，將長(zhǎng)度稱為一種量綱， 以 [L]表示 。 時(shí)間 用年、小時(shí)、秒等單位表示，也是一種量綱，以 [T]表示。每一種物理量都對(duì)應(yīng)一種量綱。有些相對(duì)物理量是無量綱的，用 [1]表示。 Lab of Prof. Tian Shizhu 15 絕對(duì)系統(tǒng)和 質(zhì)量系統(tǒng)： 選擇一組彼此獨(dú)立的量綱為 基本量綱 ，其他物理量的量綱可由基本量綱導(dǎo)出，稱為 導(dǎo)出量綱 。在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，取 長(zhǎng)度 、 力 、 時(shí)間 為基本量綱，組成 絕對(duì)系統(tǒng) ；如果取 長(zhǎng)度 、 質(zhì)量 、 時(shí)間 為基本量綱，則組成 質(zhì)量系統(tǒng) 。 Lab of Prof. Tian Shizhu 16 物理量 質(zhì)量系統(tǒng) 絕對(duì)系統(tǒng) 物理量 質(zhì)量系統(tǒng) 絕對(duì)系統(tǒng) 長(zhǎng) 度 [L] [L] 應(yīng) 力 [ML1T2] [FL2] 時(shí) 間 [T] [T] 應(yīng) 變 [1] [1] 質(zhì) 量 [M] [FL1T2] 比 重 [ML2T2] [FL3] 力 [MLT2] [F] 密 度 [ML3] FL4T2] 溫 度 [ ] [ ] 彈性模量 [ML1T2] [FL2] 速 度 [LT1] [LT1] 力 矩 [ML2T2] [FL] 加速度 [ LT2] [ LT2] 泊松比 [1] [1] ? ?Lab of Prof. Tian Shizhu 17 2．物理方程的量綱均衡性和齊次性 在描述物理現(xiàn)象的 基本方程 中，各項(xiàng)的量綱應(yīng)相等，同名物理量應(yīng)采用 同一種單位 ，這就是物理方程的 量綱均衡性 。應(yīng)當(dāng)指出，物理方程的量綱均衡性與數(shù)學(xué)方程的齊次性是兩個(gè)不同范疇的概念，但對(duì)物理方程量綱進(jìn)行分析時(shí)，這兩個(gè)概念是一致的。從物理方程所包含的物理量的量綱考察，應(yīng)得到量綱均衡的結(jié)論，從數(shù)學(xué)角度對(duì)方程進(jìn)行分析，則可得到正確的物理方程在數(shù)學(xué)上均可表示為齊次方程的結(jié)論。 Lab of Prof. Tian Shizhu 18 3．例 2： 靜力集中荷載作用下的簡(jiǎn)支梁如下圖所示，簡(jiǎn)支梁承受集中荷載作用。梁的跨度為 L，集中荷載為 F，彈性模量為 E，截面抵抗矩為 W，截面慣性矩為 I；集中荷載作用點(diǎn)到兩個(gè)支座的距離分別為 a和 b，截面彎矩為 M，截面邊緣應(yīng)力為 σ，跨中撓度為 f。 Lab of Prof. Tian Shizhu 19 當(dāng)模型梁與原型梁相似時(shí)，得到下列關(guān)系： 3, , ,m L p m L p m L p m L pL S L a S a b S b W S W? ? ? ?4 ,m L p m F p m pI S I F S F S ???? ? ?簡(jiǎn)支梁在集中荷載作用下，荷載作用點(diǎn)的彎
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