彎扭實驗2019版ppt課件

1、選擇布片位置的原則是什么；選擇布片位置的原則是什么；為了提高測量精度，在布片時應(yīng)注意什么問題。為了提高測量精度，在布片時應(yīng)注意什么問題。 工廠中用于機械加工的車床，其主軸就工廠中用于機械加工的車床，其主軸就是一種典型的復(fù)合受力形式，主軸上受到的是一種典型的復(fù)合受力形式，主軸上受到的內(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，當(dāng)四個車輪汽車在崎嶇道路上行駛時，當(dāng)四個車輪不在同一平面上時，使車架處于復(fù)合受不在同一平面上時，使車架處于復(fù)合受 力力狀態(tài)下。其內(nèi)力有彎矩、扭矩等。狀態(tài)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與自行車的

2、中軸，由于腳踏板的受力點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。找找危險點危險點測試一點應(yīng)力狀測試一點應(yīng)力狀態(tài)。態(tài)。消消危險內(nèi)力危險內(nèi)力分離截面上內(nèi)分離截面上內(nèi)力。力。 掌握用電測法測定一點應(yīng)力狀態(tài)的方法。掌握用電測法測定一點應(yīng)力狀態(tài)的方法。 掌握利用組橋分離內(nèi)力的方法。掌握利用組橋分離內(nèi)力的方法。 學(xué)會根據(jù)理論分析的結(jié)果，正確地選擇測學(xué)會根據(jù)理論分析的結(jié)果，正確地選擇測量部位和最佳布片方案。量部位和最佳布片方案。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)判斷結(jié)果地正確性。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)判斷結(jié)果地正確性。平面應(yīng)力平面應(yīng)力xx xy xyyy測量一點應(yīng)力狀態(tài)測

3、量一點應(yīng)力狀態(tài)xx xy xyyy2sin12cos21211xyyxyxE在一點的三個方向布片。常用有在一點的三個方向布片。常用有0 、 45 、 909000045000450-450應(yīng)變花應(yīng)變花-45、 0 、 45R4R3工作片工作片補償片補償片ABCDEUBD用單臂測量各用單臂測量各個應(yīng)變片。個應(yīng)變片。將測量結(jié)果代入公式，可得到將測量結(jié)果代入公式，可得到)2()1 (2)(1)(14590009029002EEExyyxyxxyxyyxytgx224)(2122221，滿足理論的假設(shè)與條件滿足理論的假設(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 力臂不同力臂不同圓管試件

4、；圓管試件；拐拐 臂；臂；加加 力力 點；點；固固 定定 端；端；測量截面；測量截面；應(yīng)應(yīng) 變變 片；片；應(yīng)應(yīng) 變變 儀。儀。F46537342xx xy xyxx xy xy分離內(nèi)力分離內(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)變片中都包含相同性質(zhì)內(nèi)各應(yīng)變片中都包含相同性質(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)力號片：內(nèi)

5、力A = +a 內(nèi)力內(nèi)力B = - b 43214EKUBDR1R1R3R3ABCDEUBDR2R2R4R4R4R3工作片工作片工作片工作片ABCDEUBD21331144EKERRRRUBD減法！減法！消同保異！消同保異！工作片工作片工作片工作片ABCDEUBD補償片補償片補償片補償片31331144EKERRRRUBD加法！加法！消異保同！消異保同！工作片工作片工作片工作片ABCDEUBD工作片工作片工作片工作片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135 方向上的應(yīng)力方向上的應(yīng)

6、力135 為為 - 45135 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 135 方向上的應(yīng)力方向上的應(yīng)力135 為為xx22222245135xx-應(yīng)力圓應(yīng)力圓221. 1.只有軸力只有軸力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.只有剪力只有剪力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，綜合找最佳方案。交叉存在時，綜合找最佳方案。通常選通常選450450方向布片。方向布片。BA2# 1354

7、# 453# 0AB1# 905# 1356# 07# 45BA1# 902# 1354# 453# 0BA6# 05# 1357# 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#平行平行上表面電阻片所含分量上表面電阻片所含分量 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

8、# 1# ）xx xy xy3# 2# 1# 4# xyxx xy6# 5# 7# 下表面電阻片所含分量下表面電阻片所含分量 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)變片測量？選那兩個或四個應(yīng)變片測量？ 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

9、值，用半橋可測。 上、下上、下0 0片，接對臂測？片，接對臂測？究竟如何布片和按那種橋路究竟如何布片和按那種橋路接線，應(yīng)根據(jù)要求自行設(shè)計，接線，應(yīng)根據(jù)要求自行設(shè)計，力求取得最佳方案。力求取得最佳方案。布片方案和組橋方案都不是布片方案和組橋方案都不是唯一的。唯一的。 電子萬能試驗機及彎扭復(fù)電子萬能試驗機及彎扭復(fù) 合受力圓管實驗裝置。合受力圓管實驗裝置。 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。用單臂測量用單臂測量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

10、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、扭矩單獨引起的應(yīng)有一種彎矩、扭矩單獨引起的應(yīng) 變即可。變即可。 每項測試內(nèi)容的數(shù)據(jù)，需要重復(fù)每項測試內(nèi)容的數(shù)據(jù)，需要重復(fù)測量兩次加卸載兩個循環(huán)以上，測量兩次加卸載兩個循環(huán)以上，兩次的測量得到的應(yīng)變差之間應(yīng)小兩次的測量得到的應(yīng)變差之間應(yīng)小于于5%5%。測量空心圓管的內(nèi)外經(jīng)；測量空心圓管的內(nèi)外經(jīng)；測量加力點到測量截面的距離測量加力點到測量截面的距離L L，加力點到，加力點到圓管中心的距離圓管中心的距離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

11、；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 0.28 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；試驗機加載速度試驗機加載速度 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在測量的過程中請千萬不要用手去在測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？

12、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)變值計算一點應(yīng)力狀態(tài)；根據(jù)所測應(yīng)變值計算一點應(yīng)力狀態(tài)；計算主應(yīng)力計算主應(yīng)力 1 1 ，22及主方向及主方向并與理并與理論值比較，計算相對誤差；論值比較，計算相對誤差；根據(jù)各種組橋方式測出的應(yīng)變，計算出彎根據(jù)各種組橋方式測出的應(yīng)變，計算出彎矩與扭矩，并與實際彎矩與扭矩值比較，矩與扭矩，并與實際彎矩與扭矩值比較，計算誤差；計算誤差；5.對測量結(jié)果進行分析討論，分析誤差來對測量結(jié)果進行分析討論，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)本實驗的目的與要求提出自己的布根據(jù)本實驗的目

13、的與要求提出自己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.體會與收獲。體會與收獲。8.將簽字的預(yù)習(xí)報告隨實驗報告一起交了。將簽字的預(yù)習(xí)報告隨實驗報告一起交了。 本次實驗課完成后，應(yīng)知道：本次實驗課完成后，應(yīng)知道： 外力如何簡化到測量截面上；外力如何簡化到測量截面上； 如何測一點應(yīng)力狀態(tài)；如何測一點應(yīng)力狀態(tài)； 如何分離內(nèi)力；如何分離內(nèi)力； 使用電橋的目的；使用電橋的目的； 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

14、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？平面產(chǎn)生何影響？單臂測量的操作步驟單臂測量的操作步驟按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個應(yīng)變片工作片接到每按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個應(yīng)變片工作片接到每個通道的個通道的ABAB接線端上，接線端上，BBBB為短接狀態(tài)。為短接狀態(tài)。將溫度補償片接到公共端。將溫度補償片接到公共端。運行軟件，自動檢測聯(lián)機狀態(tài)。運行軟件，自動檢測聯(lián)機狀態(tài)。在參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置各測量點連接形式為應(yīng)變在參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置各測量點連接形式為應(yīng)變 1-1 1-1 和設(shè)置各測量點靈敏系數(shù)和設(shè)置各測量點靈敏系數(shù)K=2.08K=2.08等參數(shù)。等參數(shù)。在初載時，先在自動平衡界面按在初載時，先在自動平衡界面按自動平衡自動平衡，查看，查看連接有無問題；然后轉(zhuǎn)到測量界面反復(fù)按幾次連接有無問題；然后轉(zhuǎn)到測量界面反復(fù)按幾次掃掃描采樣描采樣，檢查數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。，檢查數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。正式實驗，在初載時正式實驗，在初載時自動平衡自動平衡和和掃描采樣掃描采樣，測量初始應(yīng)變值；測量初始