彎扭實(shí)驗(yàn)2015版ppt課件

1、選擇布片位置的原那么是什么；選擇布片位置的原那么是什么；為了提高丈量精度，在布片時(shí)應(yīng)留意什么問題。為了提高丈量精度，在布片時(shí)應(yīng)留意什么問題。 工廠中用于機(jī)械加工的車床，其主軸就工廠中用于機(jī)械加工的車床，其主軸就是一種典型的復(fù)合受力方式，主軸上遭到的是一種典型的復(fù)合受力方式，主軸上遭到的內(nèi)力有彎矩、扭矩、軸力等。內(nèi)力有彎矩、扭矩、軸力等。TM內(nèi)力圖內(nèi)力圖P 汽車在崎嶇道路上行駛時(shí)，當(dāng)四個車輪汽車在崎嶇道路上行駛時(shí)，當(dāng)四個車輪不在同一平面上時(shí)，使車架處于復(fù)合受不在同一平面上時(shí)，使車架處于復(fù)合受 力力形狀下。其內(nèi)力有彎矩、扭矩等。形狀下。其內(nèi)力有彎矩、扭矩等。 自行車的中軸，由于腳踏板的受力點(diǎn)與自行

2、車的中軸，由于腳踏板的受力點(diǎn)與中軸不在同一中心線上，中軸的內(nèi)力即有中軸不在同一中心線上，中軸的內(nèi)力即有彎矩，又有扭矩。彎矩，又有扭矩。找找危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn)測試一點(diǎn)應(yīng)力形測試一點(diǎn)應(yīng)力形狀。狀。消消危險(xiǎn)內(nèi)力危險(xiǎn)內(nèi)力分別截面上內(nèi)分別截面上內(nèi)力。力。 掌握用電測法測定一點(diǎn)應(yīng)力形狀的方法。掌握用電測法測定一點(diǎn)應(yīng)力形狀的方法。 掌握利用組橋分別內(nèi)力的方法。掌握利用組橋分別內(nèi)力的方法。 學(xué)會根據(jù)實(shí)際分析的結(jié)果，正確地選擇丈學(xué)會根據(jù)實(shí)際分析的結(jié)果，正確地選擇丈量部位和最正確布片方案。量部位和最正確布片方案。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判別結(jié)果地正確性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判別結(jié)果地正確性。平面應(yīng)力平面應(yīng)力xx xy xyyy丈量一點(diǎn)應(yīng)

3、力形狀丈量一點(diǎn)應(yīng)力形狀xx xy xyyy2sin12cos21211xyyxyxE在一點(diǎn)的三個方向布片。常用有在一點(diǎn)的三個方向布片。常用有0 、 45 、 909000045000450-450應(yīng)變花應(yīng)變花-45、 0 、 45R4R3任務(wù)片任務(wù)片補(bǔ)償片補(bǔ)償片ABCDEUBD用單臂丈量各用單臂丈量各個應(yīng)變片。個應(yīng)變片。將丈量結(jié)果代入公式，可得到將丈量結(jié)果代入公式，可得到)2()1 (2)(1)(14590009029002EEExyyxyxxyxyyxytgx224)(2122221，滿足實(shí)際的假設(shè)與條件滿足實(shí)際的假設(shè)與條件F高度不同高度不同同一力臂同一力臂同一高度同一高度 力臂不同力臂不同

4、圓管試件；圓管試件；拐拐 臂；臂；加加 力力 點(diǎn)；點(diǎn)；固固 定定 端；端；丈量截面；丈量截面；應(yīng)應(yīng) 變變 片；片；應(yīng)應(yīng) 變變 儀。儀。F46537342xx xy xyxx xy xy分別內(nèi)力分別內(nèi)力ZYXMyTMyT內(nèi)力分量內(nèi)力分量 QzMzMzQyNT 、Mz、Qy、Qz。My、N、F選擇兩個或四個應(yīng)變片滿足：選擇兩個或四個應(yīng)變片滿足：1. 1.各應(yīng)變片中都包含一樣性質(zhì)內(nèi)各應(yīng)變片中都包含一樣性質(zhì)內(nèi)力引起的應(yīng)變。力引起的應(yīng)變。2.2.各應(yīng)變片中同一內(nèi)力引起的應(yīng)各應(yīng)變片中同一內(nèi)力引起的應(yīng)變之間有確定的關(guān)系。變之間有確定的關(guān)系。1號片：內(nèi)力號片：內(nèi)力A = +a 內(nèi)力內(nèi)力B = +b2號片：內(nèi)力

5、號片：內(nèi)力A = +a 內(nèi)力內(nèi)力B = - b 43214EKUBDR1R1R3R3ABCDEUBDR2R2R4R4R4R3任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片ABCDEUBD21331144EKERRRRUBD減法！減法！消同保異！消同保異！任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片ABCDEUBD補(bǔ)償片補(bǔ)償片補(bǔ)償片補(bǔ)償片31331144EKERRRRUBD加法！加法！消異保同！消異保同！任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片ABCDEUBD任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片任務(wù)片41432144EKEKUBD同號相對！同號相對！異號相鄰！異號相鄰！ xy xy xy xy 在在45 方向上的應(yīng)力方向上的應(yīng)力45 為為 + 在在 方向上的應(yīng)力方向上的

6、應(yīng)力 為為 - 45 xy xy 應(yīng)力圓應(yīng)力圓在在 45 方向上的應(yīng)力方向上的應(yīng)力45 為為 在在 方向上的應(yīng)力方向上的應(yīng)力 為為xx22222245xx-應(yīng)力圓應(yīng)力圓221. 1.只需軸力只需軸力NN、彎矩、彎矩MyMy、MzMz最好在力的作最好在力的作用方向上布片。用方向上布片。2.2.只需剪力只需剪力QyQy、QzQz、扭矩、扭矩T T最好在與力最好在與力的作用方向呈的作用方向呈450450方向布片。方向布片。3. 3. 當(dāng)當(dāng)1 1與與2 2交叉存在時(shí)，綜合找最正確方案。交叉存在時(shí)，綜合找最正確方案。通常選通常選450450方向布片。方向布片。BA2# 4# 453# 0AB1# 905

7、# 6# 07# 45BA1# 902# 4# 453# 0BA6# 05# 7# 45各片相互位置各片相互位置從上面看下去：從上面看下去：2 2與與7 7平行平行3 3與與6 6平行平行4 4與與5#5#平行平行上外表電阻片所含分量上外表電阻片所含分量 0: 0: M a (-) M a (-) 3# 3# 45: 45: M (-b)M (-b)， T (+c) T (+c) 4# 4# : : M (-b) M (-b) ， T (-c) T (-c) 2# 2# 90: 90: M (+d) M (+d) 1# 1# xx xy xy3# 2# 1# 4# xyxx xy6# 5# 7

8、# 下外表電阻片所含分量下外表電阻片所含分量 0: 0: M a (+) M a (+) 6# 6# 45: 45: M (+b) M (+b) ， T (+c) T (+c) 7# 7# : : M (+b) M (+b) ， T (-c) T (-c) 5# 5# 選那兩個或四個應(yīng)變片丈量？選那兩個或四個應(yīng)變片丈量？ 測那個內(nèi)力量？消那個內(nèi)力量？測那個內(nèi)力量？消那個內(nèi)力量？ 組什么橋路可滿足？組什么橋路可滿足？ 如：上、下如：上、下0 0片，片， My My 異號等值，用半橋可測。異號等值，用半橋可測。 上、下上、下0 0片，接對臂測？片，接對臂測？終究如何布片和按那種橋路終究如何布片和按

9、那種橋路接線，應(yīng)根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)，接線，應(yīng)根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)，力求獲得最正確方案。力求獲得最正確方案。布片方案和組橋方案都不是布片方案和組橋方案都不是獨(dú)一的。獨(dú)一的。 電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)及彎扭復(fù)電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)及彎扭復(fù) 合受力圓管實(shí)驗(yàn)安裝。合受力圓管實(shí)驗(yàn)安裝。 電阻應(yīng)變儀。電阻應(yīng)變儀。 游標(biāo)卡尺，鋼板尺。游標(biāo)卡尺，鋼板尺。用單臂丈量用單臂丈量7 7個應(yīng)變片的應(yīng)變值。個應(yīng)變片的應(yīng)變值。利用半橋或?qū)Ρ刍蛉珮虻冉M橋方利用半橋或?qū)Ρ刍蛉珮虻冉M橋方 式，分別測出彎矩式，分別測出彎矩 My My 與扭矩與扭矩T T各各 自所引起的應(yīng)變值。要求至少各自所引起的應(yīng)變值。要求至少各 有一種彎矩、扭矩單獨(dú)引起的應(yīng)有一種彎

10、矩、扭矩單獨(dú)引起的應(yīng) 變即可。變即可。 每項(xiàng)測試內(nèi)容的數(shù)據(jù)，需求反復(fù)每項(xiàng)測試內(nèi)容的數(shù)據(jù)，需求反復(fù)丈量兩次加卸載兩個循環(huán)以上，丈量兩次加卸載兩個循環(huán)以上，兩次的丈量得到的應(yīng)變差之間應(yīng)小兩次的丈量得到的應(yīng)變差之間應(yīng)小于于5%5%。丈量空心圓管的內(nèi)外經(jīng)；丈量空心圓管的內(nèi)外經(jīng)；丈量加力點(diǎn)到丈量截面的間隔丈量加力點(diǎn)到丈量截面的間隔L L，加力點(diǎn)到，加力點(diǎn)到圓管中心的間隔圓管中心的間隔LT,LT,；初載荷初載荷 F0 = 200 N F0 = 200 N，末載荷，末載荷 Fn Fn 1200 N1200 N；鋼的彈性模量取鋼的彈性模量取 E E 206GPa 206GPa；鋼的泊松系數(shù)取鋼的泊松系數(shù)取 0

11、.28 0.28；電阻片靈敏系數(shù)電阻片靈敏系數(shù) K K片片 2.08 2.08；實(shí)驗(yàn)機(jī)加載速度實(shí)驗(yàn)機(jī)加載速度 15 mm / min 15 mm / min。分配到每個試件上的載荷為：分配到每個試件上的載荷為： 100 N 600N 100 N 600N在丈量的過程中請千萬不要用手去在丈量的過程中請千萬不要用手去摸電阻應(yīng)變片！摸電阻應(yīng)變片！切記！切記！ 上上0 0與下與下0 0片的絕對值？片的絕對值？ 上上0 0 與上與上9090 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？ 上、下上、下 4545 兩兩的絕對值？兩兩的絕對值？4545900將各類原始數(shù)據(jù)整理成表格；將各類原始數(shù)據(jù)整理成表格；根據(jù)所測應(yīng)變值計(jì)算一

12、點(diǎn)應(yīng)力形狀；根據(jù)所測應(yīng)變值計(jì)算一點(diǎn)應(yīng)力形狀；計(jì)算主應(yīng)力計(jì)算主應(yīng)力 1 1 ，22及主方向及主方向并與實(shí)并與實(shí)際值比較，計(jì)算相對誤差；際值比較，計(jì)算相對誤差；根據(jù)各種組橋方式測出的應(yīng)變，計(jì)算出根據(jù)各種組橋方式測出的應(yīng)變，計(jì)算出彎矩與扭矩，并與實(shí)踐彎矩與扭矩值比彎矩與扭矩，并與實(shí)踐彎矩與扭矩值比較，計(jì)算誤差；較，計(jì)算誤差；5.對丈量結(jié)果進(jìn)展分析討論，分析誤差來對丈量結(jié)果進(jìn)展分析討論，分析誤差來源，比較各種組橋方式的利弊；源，比較各種組橋方式的利弊；6.根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的與要求提出本人的布根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的與要求提出本人的布片方案用最少的應(yīng)變片；片方案用最少的應(yīng)變片；7.領(lǐng)會與收獲。領(lǐng)會與收獲。8.將簽

13、字的預(yù)習(xí)報(bào)告隨實(shí)驗(yàn)報(bào)告一同交了。將簽字的預(yù)習(xí)報(bào)告隨實(shí)驗(yàn)報(bào)告一同交了。 本次實(shí)驗(yàn)課完成后，應(yīng)知道：本次實(shí)驗(yàn)課完成后，應(yīng)知道： 外力如何簡化到丈量截面上；外力如何簡化到丈量截面上； 如何測一點(diǎn)應(yīng)力形狀；如何測一點(diǎn)應(yīng)力形狀； 如何分別內(nèi)力；如何分別內(nèi)力； 運(yùn)用電橋的目的；運(yùn)用電橋的目的； 在哪個方向上正應(yīng)力最大；在哪個方向上正應(yīng)力最大； 在某個方向上正應(yīng)力為零，那該方向上的正應(yīng)變也為在某個方向上正應(yīng)力為零，那該方向上的正應(yīng)變也為零嗎？零嗎？ 剪應(yīng)變?nèi)绾螠y？剪應(yīng)變?nèi)绾螠y？ 剪應(yīng)變在哪個方向上引起的線應(yīng)變最大剪應(yīng)變在哪個方向上引起的線應(yīng)變最大; 剪力如何得到，剪力如何得到，Q對對XY平面產(chǎn)生何影響？平面

14、產(chǎn)生何影響？單臂丈量的操作步驟單臂丈量的操作步驟按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個應(yīng)變片任務(wù)片接到每按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個應(yīng)變片任務(wù)片接到每個通道的個通道的ABAB接線端上，接線端上，BBBB為短接形狀。為短接形狀。將溫度補(bǔ)償片接到公共端。將溫度補(bǔ)償片接到公共端。運(yùn)轉(zhuǎn)軟件，自動檢測聯(lián)機(jī)形狀。運(yùn)轉(zhuǎn)軟件，自動檢測聯(lián)機(jī)形狀。在參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置各丈量點(diǎn)銜接方式為應(yīng)變在參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置各丈量點(diǎn)銜接方式為應(yīng)變 1-1 1-1 和設(shè)置各丈量點(diǎn)靈敏系數(shù)和設(shè)置各丈量點(diǎn)靈敏系數(shù)K=2.08K=2.08等參數(shù)。等參數(shù)。在初載時(shí)，先在自動平衡界面按在初載時(shí)，先在自動平衡界面按自動平衡自動平衡，查看銜，查看銜接有無問題；然后轉(zhuǎn)到丈量界面反復(fù)按幾次接有無問題；然后轉(zhuǎn)到丈量界面反復(fù)按幾次掃描掃描采樣采樣，檢查數(shù)據(jù)能否穩(wěn)定。，檢查數(shù)據(jù)能否穩(wěn)定。正式實(shí)驗(yàn)，在初載時(shí)正式實(shí)驗(yàn)，在初載時(shí)自動平衡自動平衡和和掃描采樣掃描采樣，丈量初，丈量初始應(yīng)變值；始應(yīng)變值