純彎梁電測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)三材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)三 純彎梁電測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)純彎梁電測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)工程上有許多構(gòu)件的工程上有許多構(gòu)件的幾何形狀幾何形狀、所受、所受外力外力非常復(fù)雜或者構(gòu)件的非常復(fù)雜或者構(gòu)件的邊界條件邊界條件不不清楚，在這樣的情況下，用材料力學(xué)理論很難求解或者是根本沒有解。因清楚，在這樣的情況下，用材料力學(xué)理論很難求解或者是根本沒有解。因此，就必須通過(guò)此，就必須通過(guò)力學(xué)實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)尋求解答的方法來(lái)尋求解答即即實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析。電阻應(yīng)變測(cè)量法電阻應(yīng)變測(cè)量法（簡(jiǎn)稱電測(cè)法）是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中運(yùn)用最為廣泛的一種。（簡(jiǎn)稱電測(cè)法）是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中運(yùn)用最為廣泛的一種。傳感元件傳

2、感元件-電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片一、概述：一、概述：圖一、大型拖車應(yīng)力測(cè)試圖一、大型拖車應(yīng)力測(cè)試圖二、壓縮機(jī)工作應(yīng)力測(cè)試圖二、壓縮機(jī)工作應(yīng)力測(cè)試圖三、水壩鋼閘門應(yīng)力測(cè)試圖三、水壩鋼閘門應(yīng)力測(cè)試圖四、電測(cè)在汽車衡中的應(yīng)用圖四、電測(cè)在汽車衡中的應(yīng)用傳感器傳感器測(cè)試儀測(cè)試儀前置放大器前置放大器圖五、電測(cè)在自動(dòng)生產(chǎn)線上的應(yīng)用圖五、電測(cè)在自動(dòng)生產(chǎn)線上的應(yīng)用傳感器傳感器二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、初步掌握電測(cè)法的基本原理和測(cè)試方法；、初步掌握電測(cè)法的基本原理和測(cè)試方法； 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、裝置和儀器：三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、裝置和儀器：2 2、測(cè)定梁在純彎曲時(shí)各測(cè)點(diǎn)的正應(yīng)變、計(jì)算出正應(yīng)力，、測(cè)定梁在純彎曲時(shí)各測(cè)點(diǎn)的

3、正應(yīng)變、計(jì)算出正應(yīng)力， 并與理論計(jì)算值比較以驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式；并與理論計(jì)算值比較以驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式；1 1、梁彎曲實(shí)驗(yàn)裝置、梁彎曲實(shí)驗(yàn)裝置 ；2 2、 DH3818靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀 ；3 3、CMT5105CMT5105電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)；電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)；4 4、0.02mm 0.02mm 游標(biāo)卡尺、鋼卷尺；游標(biāo)卡尺、鋼卷尺；3 3、繪出梁在純彎曲時(shí)正應(yīng)變沿梁高度的分布圖。、繪出梁在純彎曲時(shí)正應(yīng)變沿梁高度的分布圖。四、實(shí)驗(yàn)步驟：四、實(shí)驗(yàn)步驟：1 1、用游標(biāo)卡尺和鋼直尺測(cè)量梁的寬度、用游標(biāo)卡尺和鋼直尺測(cè)量梁的寬度b b和高度和高度h h，載荷作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離，載荷

4、作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離a a；2 2、采用多點(diǎn)半橋公共補(bǔ)償測(cè)量法，將應(yīng)變片和公共溫度補(bǔ)償片分別接、采用多點(diǎn)半橋公共補(bǔ)償測(cè)量法，將應(yīng)變片和公共溫度補(bǔ)償片分別接DH3818 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的相鄰橋臂上；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的相鄰橋臂上；3 3、依照靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作規(guī)程對(duì)應(yīng)變儀進(jìn)行檢驗(yàn)并調(diào)整每點(diǎn)的電橋平衡；、依照靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作規(guī)程對(duì)應(yīng)變儀進(jìn)行檢驗(yàn)并調(diào)整每點(diǎn)的電橋平衡；4 4、啟動(dòng)、啟動(dòng)CMT5105CMT5105電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī), ,按加載方案逐級(jí)加載，每加一級(jí)載荷，按加載方案逐級(jí)加載，每加一級(jí)載荷， 相應(yīng)測(cè)讀一次各點(diǎn)的應(yīng)變值直至加到預(yù)計(jì)的最終載荷為止，然后全部卸載；相應(yīng)測(cè)讀一

5、次各點(diǎn)的應(yīng)變值直至加到預(yù)計(jì)的最終載荷為止，然后全部卸載；5 5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，卸載；關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變儀，清理現(xiàn)場(chǎng)。、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，卸載；關(guān)閉試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變儀，清理現(xiàn)場(chǎng)。電阻應(yīng)變測(cè)量法（簡(jiǎn)稱電測(cè)法）的基本原理是用電阻應(yīng)變片作為傳電阻應(yīng)變測(cè)量法（簡(jiǎn)稱電測(cè)法）的基本原理是用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將被測(cè)構(gòu)件表面的物理量、力學(xué)量、機(jī)械量等感元件，將被測(cè)構(gòu)件表面的物理量、力學(xué)量、機(jī)械量等非電量非電量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成電量電量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的一種實(shí)驗(yàn)方法。來(lái)進(jìn)行測(cè)量的一種實(shí)驗(yàn)方法。五、電測(cè)法基本原理五、電測(cè)法基本原理: :被測(cè)構(gòu)件被測(cè)構(gòu)件電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片電電 量量光、電、機(jī)械光、電、機(jī)械傳感器傳感器測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器數(shù)據(jù)采

6、集與處理數(shù)據(jù)采集與處理預(yù)預(yù) 測(cè)測(cè) 量量物理參量物理參量力學(xué)參量力學(xué)參量機(jī)械參量機(jī)械參量生物參量生物參量電電 壓壓電電 流流計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)應(yīng)變儀應(yīng)變儀六、電阻應(yīng)變效應(yīng)：六、電阻應(yīng)變效應(yīng)：KK電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片電阻絲電阻絲( (絲柵絲柵) )基底基底引出線引出線覆蓋層覆蓋層ALRLKALRRLKKRL導(dǎo)線電阻的表達(dá)式：導(dǎo)線電阻的表達(dá)式：R+RLFFL+LR電阻絲電阻絲由實(shí)驗(yàn)知：線應(yīng)變與電阻變化由實(shí)驗(yàn)知：線應(yīng)變與電阻變化率之間存在線性關(guān)系。率之間存在線性關(guān)系。七、應(yīng)變測(cè)量原理：七、應(yīng)變測(cè)量原理：構(gòu)件受力后，構(gòu)件受力后，BD BD 間的輸出電壓改變?yōu)椋洪g的輸出電

7、壓改變?yōu)椋豪秒姌蚱胶庠頊y(cè)量電阻改變，從而進(jìn)一步得到被測(cè)構(gòu)件表面的應(yīng)變利用電橋平衡原理測(cè)量電阻改變，從而進(jìn)一步得到被測(cè)構(gòu)件表面的應(yīng)變構(gòu)件構(gòu)件應(yīng)變片應(yīng)變片R2R3R4FFR1電橋平衡條件：電橋平衡條件：BD1 13 32 24 4( (U U= = 0 0) ) R R R R = = R R R R即U1 12 23 34 41 12 23 34 4R RR RR RR R= =( (- -+ +- -）4 4R RR RR RD DR RU UB B1234U()4 iiRLRL其中（）ABDCUR1R2R3R4UBD正負(fù)正負(fù)八、電阻溫度補(bǔ)償：八、電阻溫度補(bǔ)償： 將將R R1 1貼在構(gòu)件受

8、力處，貼在構(gòu)件受力處，R R2 2 貼在附近不受力處，環(huán)境溫度的變化對(duì)相同應(yīng)變片貼在附近不受力處，環(huán)境溫度的變化對(duì)相同應(yīng)變片R R1 1、R R2 2 所引起的電阻值變化同為所引起的電阻值變化同為R RT T1TTBD1R +RRUU=(-)4RR2UU1 1T TT T1 1= = （+ +- -） = = 4 44 4由于溫度變化對(duì)電阻值影響很大，利用電橋特性即可以消除由于溫度變化對(duì)電阻值影響很大，利用電橋特性即可以消除iiRLRL其中（）溫度補(bǔ)償片溫度補(bǔ)償片固定電阻固定電阻工作片工作片BADCR1R2R3R4UFFR1R2構(gòu)件構(gòu)件當(dāng)溫度變化時(shí)當(dāng)溫度變化時(shí)E九、單梁布片示意圖：九、單梁布片

9、示意圖：)(500)(25)(30)(100)(200梁的尺寸mmLmmbmmhmmdmma：IyMz理等量逐級(jí)加載法：等量逐級(jí)加載法：E實(shí)每一枚應(yīng)變片間距為每一枚應(yīng)變片間距為:h/4:h/4m34521m中性層中性層aabhdLF/2F/266橫向橫向應(yīng)變片應(yīng)變片縱橫十、應(yīng)變沿梁高度的分布圖：十、應(yīng)變沿梁高度的分布圖：應(yīng)變沿梁高度的分布圖應(yīng)變沿梁高度的分布圖L Lh53412hF/2F/212345十一、接線示意圖：十一、接線示意圖：導(dǎo)線接線住導(dǎo)線接線住123456781/4 橋橋9補(bǔ)償補(bǔ)償10半橋半橋通道號(hào)通道號(hào)應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)12345678910確認(rèn)確認(rèn)退格退格

10、設(shè)置設(shè)置平衡平衡短接片短接片ABCD1 1點(diǎn)點(diǎn)2 2點(diǎn)點(diǎn)3 3點(diǎn)點(diǎn)4 4點(diǎn)點(diǎn)5 5點(diǎn)點(diǎn)工作片工作片溫度補(bǔ)償片溫度補(bǔ)償片DH3818靜態(tài)應(yīng)變儀靜態(tài)應(yīng)變儀十二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表：十二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表：梁的材料：彈簧鋼梁的材料：彈簧鋼2;6;12;210101236FaMbhWbhIGPEZZa；10002000300040005000 應(yīng)變?cè)隽科骄祽?yīng)變?cè)隽科骄祵?shí)測(cè)應(yīng)力實(shí)測(cè)應(yīng)力實(shí)實(shí)（MPaMPa）理論應(yīng)力理論應(yīng)力理理（MPaMPa）載荷（載荷（N）載荷值載荷值 增量增量應(yīng)變值應(yīng)變值 增量增量應(yīng)變值應(yīng)變值 增量增量 應(yīng)變值應(yīng)變值 增量增量應(yīng)變值應(yīng)變值 增量增量應(yīng)變值應(yīng)變值 增量增量100010001000 1000 p測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn) 1 () 2 () 3 () 4 () 5 ()理理- -實(shí)實(shí) 理理100%6( () )橫向應(yīng)變橫向應(yīng)變 上 實(shí)測(cè)泊松比值實(shí)測(cè)泊松比值實(shí)測(cè)彈性模量值實(shí)測(cè)彈性模量值十三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：十三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1 1、書寫端正、整潔；、書寫端正、整潔；2 2、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)；、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)；3 3、標(biāo)注正確、全面；、標(biāo)注正確、全面；4 4、實(shí)驗(yàn)原理既要有文字?jǐn)⑹?，又要有圖示；、實(shí)驗(yàn)原理既