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冲击载荷动荷系数试验 上海交通大学材料力学实验 一、　 试验目的 在工程实践中经常会遇到动载荷问题，在动载荷作用下构件各点的应力应变与静载荷作用有很大的不同。按照加载速度的不同，动载荷形式也不同，在极短的时间内以很大的速度作用在构件上的载荷，称为冲击载荷，它是一种常见的动载荷形式。由冲击载荷作用而产生的应力称为冲击应力，它比静应力大得多。因此对于锻造、冲击、凿岩等承受冲击力的构件，是设计中应考虑的主要问题。本试验就是运用实验的方法测定冲击应力及动荷系数，同时一般了解动应力的电测原理、方法及仪器。 二、　原理及试验装置 本试验采用矩形截面简支梁（图1），在中央受到重物Q在高度H处自由落下的冲击作用。由理论可知该简支梁的动荷系数为： Kd=1++2H δj 式中：H Q δｊ　（图1）重物高度 重物的重量 QL3简支梁受冲击的静挠度，δj=48EJ L 梁的跨度 E 材料的弹性模量 J 梁截面的惯性矩 实验测定：在简支梁上下表面贴上互为补偿的两片应变片，用导线接入动态应变仪及数字示波器。 1 上海交通大学材料力学实验 1． 2． 3． 4． 当重物Q从H高度落下冲击简支梁时，测点的动应变ed将通过动态应变仪及数字示波器记录下来。 将重物Q静止放在梁上可测得同一点的静应变ej。 动荷系数为：Kd=ed/ej。 冲击应力为：sd=E · ed或sd=ej · Kd。 三、　试验仪器设备 1． 动态电阻应变仪（参阅本书仪器介绍部分） 2． 数字示波器（参阅本书仪器介绍部分） 3． 简支梁及重物冲击试验装置。 4． 游标卡尺及卷尺。 四、　试验步骤 1. 记录简支梁的几何尺寸、重物高度、重量及材料的弹性模量。 2. 连接导线 （1）　将梁上两应变片按半桥接法接入接线盒，然后将接线盒接入动态 电阻应变仪的输入插座。 （2）　将动态电阻应变仪的输出端接入数字示波器。 3. 按照动态电阻应变仪的操作规程，设置好各项参数。 4. 按照数字示波器的操作规程，设置好各项参数。 5. 进行应变标定：桥路调平衡后，数字示波器光点或线应在屏幕坐标的中 心（可调整），然由应变仪给出标定信号（例如500με），此时数字示波器的光点或线跳动一高度，调节Y轴开关和“衰减”开关使光点或线处于数字示波器屏幕坐标的某一格上（例如第四格），可反复几次，并记录该光点或线的电压值u0。标定完毕数字示波器光点或线仍应在屏幕坐标的中心（电压值为0伏）。 6．测试： （1）　将重物轻放在梁上，从数字示波器上记录该光点或线的电压值 uj。 （2）　将重物放在H高度上，突然放下重物冲击梁的中点，从数字示 波器上记录该冲击振动曲线最大的电压值ud。 7．计算理论动荷系数及实测动荷系数，并进行比较。应变测量方法如下： 设标定的应变值为e0，在数字示波器上对应记录为u0，静态应变值为ej，在数字示波器上对应记录为uj，动态应变值为ed，在数字示波器上对应记录为ud，于是实测的动荷系数为： ed=ud*e0 /u0 2 上海交通大学材料力学实验 ej=uj*e0 /u0 Kd=ed/ej =ud/ uj 五、　注意事项 1． 实验前应检查应变片及接线，不得有松动、断线或短路，否则会引起仪 器的严重不平衡，输出电流过大而导致示波器受损。 2． 数字示波器各项参数应严格按规定操作，根据采样波形适当加以调整。 3． 在应变标定后，应变仪所有旋钮勿再扳动。 六、　预习要求 1． 复习冲击动荷系数的概念及计算方法。 2． 了解动应变测量方法及动应变标定方法。 3． 了解动态应变仪及数字示波器的一般原理与使用方法。 七、　试验报告要求 试验报告应包括：试验名称；试验目的；试验装置草图；仪器名称、规格；原始数据；试验结果：包括数据记录，计算结果，曲线绘制。 问题讨论： （1）　分析试验误差情况。 （2）　动应力测试与静应力测试有何异同，应注意些什么问题？ 3