力学实验虚拟仿真系统

力学是物理学、天文学和许多工程学的基础，机械、建筑、航天器和船舰等的合理设计

都必须以经典力学为基本依据。

在力学理论的指导或支持下

取得的工程技术成就不胜枚举。

力学发展到今天已经构建成了宏伟的大厦，

能够解决我们生存空间内的许多问题。

接下来，就跟跟小欧一起来了解一下

关于“力学”的那些实验吧!

北京欧倍尔力学实验虚拟仿真系统

理论力学

理论力学是研究物体机械运动的基本规律的学科，建立科学抽象的力学模型，依据一些基本概念和反映理想物体运动基本规律的公理、定律作为研究的出发点。

01

动力学

动力学是指通过外力的作用，监测力学实验设备参数，验证理论公式。

材料弹性常数的测定虚拟仿真实验

材料弹性常数的测定实验通过全桥，半桥的不同接线方式，多通道测定应变值，完成数据的记录并进行计算。

钢桁架三维静载虚拟仿真实验

钢桁架三维静载实验通过两种不同的试件——焊接节点试件和球节点试件进行载荷曲线的验证，通过油泵的五级加载破坏，利用磁性表座、位移计、拉压传感器测得的数据，被工作站汇总计算逐步生成载荷曲线。

02 运动学

运动学高度拟合现实场景，模拟物体运动规律，通过不同的操作方式，探究物体运动机械运动特性。

导杆机构演示虚拟仿真实验

选取不同的点位查看导杆的运动轨迹，分别为取摆杆上一点和取滑槽上一点，通过手轮带动导杆机构使摆件实时显示运动过程中的坐标轴和轨迹线。

悬吊测不规则物体的重心虚拟仿真实验

分别通过悬挂法和称重法测量试件的重心。

悬挂法：悬挂上试样和吊锤后，用直尺进行画线，保证实验的准确性，试件在多处进行悬挂，所有直线的交点即为试件的重心。

称重法：对杆件试样2侧大头一端和小头一端分别进行测量，将水平尺放在试件上方根据测量的数据进行计算，并用水平尺标定出具体的重心位置。

材料力学

材料力学是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科，将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。

01 拉伸

万能试验机对杆件进行拉伸，杆件拉伸时针对不同材料会产生明显不同的拉伸断裂过程和拉伸断裂效果，根据拉伸断裂应力应变可以确定不同的材料属性。

金属材料的拉伸3D虚拟仿真软件

不同材料的试件在实验前经过游标卡尺测量出直径，通过万能试验机进行拉伸，经过4个变形阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段之后被拉断，测量拉断后的颈缩处的直径和截面积，验证材料的抗拉性能。

02 压缩

压力机对试件进行压缩，测定材料在轴向静压力作用下的力学性能。

金属真实应力-应变曲线的测定虚拟仿真软件

测量试件的高度、直径，计算应力应变的值，生成金属材料的静态真实应力-应变曲线，对比不同压缩量带来的曲线变化。

03 扭转

试验机对试件进行扭转，扭转试验是测定材料抵抗扭矩作用的一种试验，是材料机械性能试验的基本试验方法之一。扭转试验可以测定脆性材料和塑性材料的强度和塑性，对于制造经常承受扭矩的零件如轴、弹簧等材料常需进行扭转试验。

材料强度理论适应性测试

对试件进行试验前测量，进行夹持，操作试验机对试件进行扭转。扭转的过程中数据动态变化，并展示相应的有限元仿真。对应在试验过程中，可根据不同的试验材料（低碳钢Q235、灰铸铁HT200、铝合金LY12），和测量得到的直径，得到当前试验材料的屈服强度、抗拉强度、泊松比。

04 弯曲

弯曲试验测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。弯曲试验时，试样一侧为单向拉伸，另一侧为单向压缩，最大正应力出现在试样表面，对表面缺陷敏感，因此，弯曲试验常用于检验材料表面缺陷如渗碳或表面淬火层质量等。另外，对于脆性材料，因对偏心敏感，利用拉伸试验不容易准确测定其力学性能指标，因此，常用弯曲试验测定其抗弯强度，并相对比较材料的变形能力。

压杆稳定虚拟仿真实验

杆件安装到压力机上进行压缩，通过观察压杆失稳现象，理解压杆“失稳”的实质，测定刚性支承条件下压杆失稳的临界载荷，分析支承条件对压杆失稳临界载荷的影响，记录不同载荷下的数据，根据操作最终生成应力应变曲线。

05 冲击

冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度。用来衡量高分子材料在经受高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力。

机翼冲击测试虚拟仿真软件

在三维场景中，改变冲击载荷的位置，观察机翼结构的应变分布，光纤光栅传感头进行布设，光纤光栅传感的数据采集、数据处理、数据时频分析的操作过程模拟。可以根据冲击位置的不同，计算出冲击信号的时间差，对带裂纹机翼进行测试，对裂纹扩展过程中 FBG 响应信号进行 Hodrick-Prescott（HP） 滤波，提取信号特征量，显示因冲击产生的裂纹效果。