橋路與彎曲應(yīng)力實(shí)驗(yàn)工程力學(xué)

1、材料力學(xué)電測(cè)實(shí)驗(yàn)部分,橋路與彎曲實(shí)驗(yàn)航天航空學(xué)院工程力學(xué)系,一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定矩形梁在三點(diǎn)彎曲條件下的應(yīng)力分布規(guī)律，并與理論值進(jìn)行比較；利用已有布片方案進(jìn)行各種組橋，并比較不同組橋方式的測(cè)量結(jié)果，學(xué)習(xí)提高測(cè)量靈敏度的方法；初步掌握電阻應(yīng)變儀的使用方法及電子拉力機(jī)的操作。,,,,,,,,,,,1,2,4,5,6,8,9,截面,,,,,,,,,應(yīng)力分布圖,單向應(yīng)力狀態(tài),,,,-σ,+σ,σ,σ,9個(gè)測(cè)點(diǎn),,,,,,,,

2、,,h,,,P,,實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試 ？,,3,,7,,ε,,,σ=Eε,電阻片的工作原理,金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng) 電阻應(yīng)變片主要是根據(jù)金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)的物理學(xué)原理工作的。由物理學(xué)可知，導(dǎo)線電阻的表達(dá)式：,將電阻應(yīng)變片粘貼在受載構(gòu)件上，當(dāng)受到拉伸、壓縮時(shí)金屬絲長(zhǎng)度將發(fā)生變化，造成電阻值發(fā)生變化。由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)變形在一定范內(nèi)，線應(yīng)變與電阻變化率之間存在線性關(guān)系。即：,應(yīng)變儀,,,目前的應(yīng)變儀均采用惠斯通電橋電路測(cè)

3、量應(yīng)變片的阻值變化。 四臂電橋如圖所示：,電橋的加減特性，式中： ?1、?2、?3、?4 分別代表應(yīng)變片R1、R2、R3、R4所感受的應(yīng)變值。,應(yīng)變儀工作原理：電橋,引起應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變的因素：機(jī)械變形ε、溫度變化ε T。,,,,,,,,半橋,全橋,對(duì)臂,單臂,1、2 8、9 工作片,YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀,電源總開關(guān),電源插座,測(cè)量單元，共六組,〒地線,應(yīng)變測(cè)量單元,測(cè)量單元編號(hào),,電源開關(guān),,公共補(bǔ)償片通道,,測(cè)量通道，每個(gè)單元各

4、有10個(gè)通道（0~9）。,,一個(gè)通道放大圖,,,,,,,,,共用補(bǔ)償?shù)膯伪蹨y(cè)量,,,B與B’必須短接，工作片分別接在各個(gè)通道的A、B接線端子上，溫度補(bǔ)償片接在B、C上或接在公共補(bǔ)償通道上；,,,,單臂,,A,B,,通道介紹,半橋、對(duì)臂、全橋, 要求B與B’斷開，即將短接片抽開；每個(gè)通道都是一個(gè)獨(dú)立的惠斯通電橋，可以組等橋路。,一個(gè)通道放大圖,,半橋,對(duì)臂,全橋,啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件,用鼠標(biāo)雙擊該圖標(biāo),聯(lián)機(jī)參數(shù)設(shè)置界面,聯(lián)機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢

5、測(cè)到的測(cè)量單元編號(hào),,,2.08 (ΔR/R=kε),,,選擇與接線相對(duì)應(yīng)的組橋方式： 1-1 公用補(bǔ)償?shù)?#188;橋 1-2 半橋 1-4 對(duì)臂 1-5 全橋,檢查通道是否接通讀取初始值，通道清零,,自動(dòng)平衡,接好導(dǎo)線,初載500N,測(cè)量界面,,“掃描采樣” 按鈕,,,,500N,,5500N,掃描采樣,,參數(shù)設(shè)置,自動(dòng)平衡清零,掃描采樣,二.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖,跨度L，支點(diǎn)到截面距離 l 要校準(zhǔn)。,,,,寬度b

6、、高度h，自己量測(cè)；貼片間距8mm，其中上下片距邊緣4mm,五.原始數(shù)據(jù),矩形截面梁的幾何尺寸(自己測(cè)量) ，跨度、截面到支座的距離校準(zhǔn)并記錄；鋼材的彈性模量：2.06×105MPa；鋼材的泊桑比：0.28；應(yīng)變片靈敏系數(shù)：2.08；初載荷P0=500N，末載荷PN=5500N；加載速度：0.05–2mm/min；,,P=5000N,三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟,,測(cè)量矩形截面梁的尺寸；將梁某一截面上的9枚應(yīng)變片按共用補(bǔ)

7、償?shù)?/4橋方式接線（按從上到下的順序）；測(cè)試500N~5500N，各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值。要求不少于2遍有效差值（即，兩遍誤差小于5%）。采用梁上表面2枚應(yīng)變片以及下表面2枚應(yīng)變片進(jìn)行組橋。要求半橋、對(duì)臂、全橋中至少選擇兩種橋路進(jìn)行組橋，測(cè)試組橋后的應(yīng)變值。,按指導(dǎo)書要求寫( 兩周內(nèi)交至3112對(duì)面報(bào)告柜)：1. 將所有測(cè)量數(shù)據(jù)表格化；2. 用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算三點(diǎn)彎曲梁測(cè)試截面上的應(yīng)力，畫出應(yīng)力沿試件高度的分布圖；3. 理論計(jì)算三點(diǎn)

8、彎曲梁測(cè)試截面上的應(yīng)力，與實(shí)驗(yàn)應(yīng)力比較誤差。分析主要誤差來源；4. 給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；5.觀察組橋得到的應(yīng)變讀數(shù)是單臂測(cè)試值的幾倍？為什么？6.實(shí)驗(yàn)的體會(huì)及對(duì)實(shí)驗(yàn)的意見。7.回答2-3個(gè)思考題,四.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,單臂測(cè)量的操作步驟,按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個(gè)應(yīng)變片（工作片）接到每個(gè)通道的AB接線端上，BB’為短接狀態(tài)；將溫度補(bǔ)償片接到公共端；運(yùn)行軟件，自動(dòng)檢測(cè)聯(lián)機(jī)狀態(tài)；在參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置各測(cè)量點(diǎn)連接形式為應(yīng)變 1-1 和設(shè)置各

9、測(cè)量點(diǎn)靈敏系數(shù)K=2.08等參數(shù)；在初始載荷時(shí)先在自動(dòng)平衡狀態(tài)按‘自動(dòng)平衡’，顯示測(cè)量的自動(dòng)平衡結(jié)果，數(shù)值小于19999，接線正常；正式實(shí)驗(yàn)，在初載500N時(shí)‘自動(dòng)平衡’，然后轉(zhuǎn)到測(cè)量狀態(tài)，按‘掃描采樣’采樣一次，顯示零點(diǎn)，小于5 με ，正常，大于5 με ，檢查導(dǎo)線是否接緊；在末載5500N時(shí)，直接‘掃描采樣’ ，測(cè)量末載應(yīng)變值；實(shí)驗(yàn)時(shí)隨時(shí)抄下采集的數(shù)據(jù)，平衡數(shù)據(jù)不抄。,思考題,1、用梁上表面1，2兩枚電阻片組成半橋測(cè)量會(huì)