現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片K、H值和材料E、-值的測(cè)量

現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片K、H值和材料E、-值的測(cè)量現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片K、H值和材料E、-值的測(cè)量現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片K、H值和材料E、-值的測(cè)量xxx公司現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片K、H值和材料E、-值的測(cè)量文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)變片K、H值和材料E、Mu值的測(cè)量班級(jí)工程力學(xué)1401實(shí)驗(yàn)原理1、溫度補(bǔ)償見(jiàn)課件。2、應(yīng)變片橫向效應(yīng)垂直于應(yīng)變片主軸的應(yīng)變因應(yīng)變片敏感柵橫向過(guò)渡段的存在而引起應(yīng)變片電阻的變化，從而導(dǎo)致應(yīng)變片靈敏度系數(shù)的下降。為了減小橫向效應(yīng)，常采用箔式電阻應(yīng)變片。實(shí)際應(yīng)變片一般都存在橫向效應(yīng)，好的應(yīng)變片在設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低橫向效應(yīng)。一般而言，橫向效應(yīng)在測(cè)試時(shí)的影響比較小，然而在某些應(yīng)變測(cè)量中，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，這時(shí)要根據(jù)橫向效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。具體理論推導(dǎo)見(jiàn)課件，對(duì)純彎梁實(shí)驗(yàn)，如設(shè)一對(duì)軸向片和橫向片分別為1和2，應(yīng)變片輸出可以表示為其中：為平行于應(yīng)變片主軸的應(yīng)變；為垂直于應(yīng)變片主軸的應(yīng)變；KZ為縱向靈敏系數(shù)；KH為橫向靈敏系數(shù)。則橫向效應(yīng)系數(shù)為：由以上兩式相除可得：由此可以求得：3、應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K的標(biāo)定當(dāng)應(yīng)變片安裝在單向應(yīng)力狀態(tài)試件表面且其軸線和應(yīng)力方向平行時(shí)，其電阻變化率與軸向應(yīng)變之比即為應(yīng)變片靈敏度系數(shù)：由等彎矩梁實(shí)驗(yàn)測(cè)得（這里儀器指示應(yīng)變僅指四分之一橋）：而K計(jì)算式中應(yīng)變則由測(cè)得的梁中點(diǎn)撓度計(jì)算得到：其中h為梁厚度，l為梁跨距的一半。由此可以得到：一般標(biāo)定應(yīng)變片應(yīng)從同一批相同工藝生產(chǎn)的片子中抽樣1%（不少于6片），并取測(cè)量均值作為這一批應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)：4、鋼材彈性模量E的測(cè)量單向應(yīng)力狀態(tài)下，其中應(yīng)力可按材料力學(xué)理論公式來(lái)計(jì)算，其中為抗彎截面模量，b為矩形截面寬，h為矩形截面高，為軸向應(yīng)變片測(cè)量值的平均值。5、鋼材泊松比的測(cè)量由每一對(duì)橫向和軸向應(yīng)變測(cè)量值來(lái)計(jì)算材料的泊松比：，則實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉靜態(tài)應(yīng)變儀和百分表等的使用，掌握接橋以及溫度補(bǔ)償方法；2、測(cè)量應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)以及橫向效應(yīng)系數(shù)；3、測(cè)量材料的彈性模量和泊松比。實(shí)驗(yàn)儀表與器材1、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀2、鋼制等彎矩梁臺(tái)架及砝碼3、萬(wàn)用表4、游標(biāo)卡尺，卷尺等5、百分表實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、測(cè)量和記錄等彎矩梁的集合尺寸a（力臂長(zhǎng)），b，h，l；2、正確安裝等彎矩梁及其臺(tái)架，完成儀器和橋路連接（其中測(cè)量2為多點(diǎn)公共補(bǔ)償，3和4為全橋，5為半橋）；3、儀器開機(jī)并預(yù)熱10分鐘后，在P0=下調(diào)平衡，百分表調(diào)零；；4、分級(jí)加載（，）并記錄相應(yīng)的f0值和值；重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取線性度最好的一次作為結(jié)果數(shù)據(jù)，并以最后一級(jí)的數(shù)據(jù)作為計(jì)算數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)裝置與布片數(shù)據(jù)記錄尺寸參數(shù)見(jiàn)上圖。表格中無(wú)特殊說(shuō)明時(shí)，應(yīng)變單位取，載荷單位取kg，撓度單位取mm。由于貼片的關(guān)系，缺少一片橫向片。故測(cè)量二、測(cè)量五數(shù)據(jù)較少。測(cè)量二CH1CH2CH3CH4CH5CH6P39-136-13738-132-133278-272-27176-259-2584111-448-407115-387-3886CH1CH2CH3CH4CH5CH6P38-141-14239-136-137276-283-28778-272-2734113-441-431116-401-4036測(cè)量三、四（數(shù)據(jù)共用）CH1CH2中間點(diǎn)撓度P-533-5512-1030-10904-1560-16426CH1CH2中間點(diǎn)撓度P-530-5472-1001-10804-1540-16106測(cè)量五CH1CH2中間點(diǎn)撓度P-762702-1565344-2318046CH1CH2中間點(diǎn)撓度P-792662-1545324-2288006測(cè)量值計(jì)算泊松比：由于只有一對(duì)橫向片與縱向片，因而只取一組數(shù)據(jù)，不求平均。第二次實(shí)驗(yàn)線性度較好。靈敏度系數(shù)：第二次實(shí)驗(yàn)線性度較好。 楊氏模量：第二次實(shí)驗(yàn)線性度較好 橫向效應(yīng)系數(shù)：第一次實(shí)驗(yàn)線性度較好。 思考與拓展討論用這種方法測(cè)量應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)以及靈敏度系數(shù)的結(jié)果以及誤差根源。計(jì)算所得的橫向效應(yīng)系數(shù)很小，而靈敏度系數(shù)在所給的范圍之內(nèi)。橫向效應(yīng)系數(shù)的誤差來(lái)源于兩方面，一方面實(shí)驗(yàn)原理中近似梁為純彎曲，但是實(shí)測(cè)結(jié)果表明應(yīng)力分布并不均勻。另一方面，計(jì)算橫向效應(yīng)系數(shù)是用到了泊松比，但是在計(jì)算泊松比時(shí)沒(méi)有考慮橫向效應(yīng)的影響。用加長(zhǎng)敏感柵長(zhǎng)度或者柵線數(shù)的方法改變敏感柵的電阻值，能否改變應(yīng)