结构实验技术讲稿模型试验16次课PPT学习教案.pptx

《结构实验技术讲稿——模型试验16次课》PPT学习教案主要涵盖了结构实验中的相似理论和量纲分析两大核心知识点。 讲解的是相似理论。在结构实验中，相似理论是确保模型试验结果能准确反映原型结构行为的关键。其中，相似第二定理是重要的理论基础。该定理指出，当一个物理现象可以用n个物理量的函数关系表示，而这些物理量中有m种基本量纲时，可以得出(n-m)个相似判据。例如，如果物理方程可以表示为无量纲的形式，那么模型和原型的相似判据应该保持相同。相似判据通常用π表示，而相似第二定理也被称为π定理。通过这个定理，我们可以将物理方程转换为无量纲的相似判据方程，从而在模型和原型之间建立联系。 接着，以简支梁为例，展示了如何运用相似理论解决实际问题。简支梁在集中荷载和均布荷载作用下的跨中截面边缘应力，可以通过引入相似常数转化为无量纲方程。为了保证模型与原型相似，必须满足相应的相似判据，即无量纲方程的各项相等。这说明，相似判据方程可以用来描述物理量之间的关系。 相似第三定理进一步阐述了物理现象相似的充分必要条件，即单值条件的相似。在静力荷载的结构中，如应力的表达式，当由单值条件组成的相似判据数值相等时，现象是相似的。在结构模型试验中，单值条件包括几何尺寸、边界条件、物理参数、时间、初始条件和温度等，需要这些条件在模型和原型间保持一致。 此外，量纲分析是另一个关键工具，尤其在不完全了解结构性能关系时。通过对物理量的量纲分析，可以推断出结构体系的基本性能，即使无法直接获取所有关系。量纲分析帮助我们在模型试验中找出关键因素，保证试验精度。 总结起来，结构实验技术中的相似理论包括相似第一定理（相似正定理）、相似第二定理（π定理）和相似第三定理（相似逆定理），这些理论为模型试验提供了理论依据。量纲分析则是一种在缺乏完整信息时判断物理量关系的方法。在实际操作中，尽管完全满足相似定理可能存在困难，但理解并正确应用这些理论，能确保模型试验的有效性和准确性。