《三级项目悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试》.doc

测试技术三级项目 悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试 班级：模具一班 姓名：董云思 李永 魏子博 指导教师：董荣梅 日期：2014-04-08 摘要 通过机械工程测试技术基本实验的学习实践，掌握了机械工程测试技术的基本试验方法本实验是对基本测试方法的一次综合训练过程，通过对具体所要测试机械装备的工作状态进行分析、了解要测试的对象，最终确定测试实验方案以及选择要采用的仪器。通过此过程了解静态、动态信号的采集及数据分析处理过程，熟悉从传感器到计算机之间各仪器的连接、测试软件的使用和机械信号测试方法。具体到我们的实验内容为：悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试。 关键字： 动态力 悬臂梁 应变测试 测试方法 前言 本次实验的实验目的：掌握在不同的动态力状态下，应变测量的方法。 此次实验采用电阻应变测量方法测量应变。电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力它具有较高的灵敏度和精度。由于输出的是电信号易于实现测量数字化和自动化并可进行遥测。电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行此外还可以对动态应力进行测量。由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点且电阻应变测试方法具有实时性、现场性因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。它的主要缺点就是一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变不能进行全域性的测量1、应变片的工作原理 （1）应变片的工作原理 电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。变化值和应变片粘贴的构件表面的应变成正比，最后通过测量仪器测电阻变化，进而得到构件表面的应变。 现在对金属丝电阻与应变之间的关系作以下简单分析。 由物理学可知，长度为L、横截面积为A和电阻率为ρ的均匀金属丝，其电阻值R由下式给出： （1）当金属丝受到轴向拉伸（或压缩）作用时，其电阻值R的变化，可由式（1）的微分得到，对式（1）进行微分，并除以总电阻R，得 （2）式中：——为导线长度的相对变化，即应变；dA为金属丝中横向应变所造成的横截面面积的改变。由于横向应变等于-με，如果把金属丝受轴向应变之前的直径记为,那么受应变以后的直径为： （3）式中：—为金属丝材料的泊松比。由式（3）可得 （4）将上式代入式（2）得 （5） 令 （6 （7） 称为单根金属丝的应变灵敏系数。式（7）为常数，则关系为线性的。应变片就是利用金属丝的这种电阻应变效应制成的。式（5））项来表示；另一个是电阻率的改变，由项来表示。 （2）电阻应变片的构造 电阻应变片一般由敏感栅、引线、基底、覆盖层和粘结剂构成，其构造简图如图1。 ① 敏感栅是用金属丝制成的应变转换元件，是构成电阻应变片的主要部分。为了使应变片有足够的电阻值，把一定长度的金属丝做成栅状。 ② 引线作为测量敏感栅电阻值时与外部导线连接之用，一般采用直径0.15～0.3mm 图1 电阻应变片基本构造示意图 2、实验装置 这里采用电阻应变片灵敏度测定时使用的等强度梁其应变片布置如下图 我们采用在悬臂梁自由端固定一偏置激振用微型直流电机来产生动态力，并通过改变施在电机上的电压来改变其转速进而实现不同动态力的要求。激振用微型直流电机一端贴有反光片方便我们测量其实时转速。 这里我们还用到YD-28型动态电阻应变仪，DASP应用软件、计算机、DH5922型动态信号测试系统、直流电源、组桥用连接导线数根。 实验内容及步骤 1、根据下图组装全桥电路 2、打开仪器、计算机，打开DASP应用软件，实验通道选择默认即可。在设置完通道参数，正式开始采样前，一班需要对通道进行平衡。可以通过控制工具栏上的平衡按钮和清零按钮实现。然后进行通道子参数设置，点击通道子参数下的桥路类型，从下拉菜单中选择方式六，其后各参数默认方式六的即可。 3、下面开始测量，改变直流电压，电机转动，测量转速，当转速稳定下来时，点击