测试技术三级项目.ppt

测 试 技 术 三 级 项 目悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试 学院：机械学院 班级：锻压1班 姓名： 指导教师：李明 摘要 ? 本实验目的在于掌握在不同的动态力状态下，应变测量方法，熟悉从传感器到计算机之间的各种仪器的连接测试软件的使用和机械信号测试方法。在这个实验项目中首先要根据实验的要求选择所需的测量电路，半桥法和全桥法都可完成本实验的目的，实验中我们组选取是全桥法测量，然后连接实验电路，通过软件辅助测量在不同的动态力作用下的梁身的应变，最后完成数据的处理和分析。 关键词：全桥法、软件辅助测量、动态力。 ? 一、实验原理与方法 主要仪器:（1）等强度梁（2）电阻应变片 1.实验原理分析 （1）电测法基本原理:是将金属丝等制成的电阻应变片贴在构件待测应变处，当构件受力变形时，金属丝亦随之伸缩，因而其电阻也随之改变。电阻改变量与金属丝的线应变之间存在一定的关系。通过电阻应变仪将电阻改变量测出，进而可得到构件所测部位的应变。 测量等强度悬臂梁应力的电路，由于悬臂梁产生的应变一般都很小,引起应变片的电阻变化也很小，要想把这种应变直接测量出来很困难。因此,需要有专用的测量电路来测量这种由应变变化而引起的电阻变化。一般情况下，将悬臂梁上的应变片连接成电桥进行测量，可将一枚、二枚或四枚应变片接入到桥臂中，分别称作单桥、半桥和全桥电路，如图所示： （2）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。 二、方案设计及选择 测量单向拉伸/压缩（方案一） 采用半桥双臂测量： 取阻值和灵敏度均相同的两枚应变片，均黏贴在被测零件上，其中（工作片）沿受力方向，（补偿片）垂直受力方向黏贴，组成半桥，如下图所示： 和 由于受力变形及温度变化引起阻值变化分别为： 因为： 所以： 此方案可以消除温度的影响。此时桥臂系数为，应变仪应变读数值为实际应变的倍。这种方案比较简单，但不能消除由于载荷偏心产生的附加弯矩的影响。 半桥测量弯曲应变（方案二） 取阻值和灵敏度均相同的两枚应变片，均黏贴在被测零件上，其中（工作片）沿受力方向，（补偿片）垂直受力方向黏贴，组成半桥，如下图所示： 这个方案的温度补偿和测量原理与上一节中大致相同，只是布片位置有所变化，因此不再赘述详细过程。 全桥测量弯曲应变（方案三） 取阻值和灵敏度均相同的四枚应变片，在受弯构件的上下表面各贴二片，组全桥，见下图： 当构件受弯时，各应变片阻值变化分别为 则 按此方案 =4，应变仪读数应为实际应变值的4倍。 复合变形中单一应变成分的测量 实际测量中，被测构件往往处于复杂的受力状态，如转轴同时受扭转、弯曲与拉伸作用。若此时只需测量其中某一应变成分，排除其他非测量载荷的影响，就需要具体分析构件的受力状态，正确地布片与组桥，以达到只测量某一应变成分的目的。 本实验对象为等强度的悬臂梁，在外力作用中不包括扭转作用，因此是拉伸/压缩与弯曲的组合作用。 1）只测拉伸（或压缩）所产生的应变。（方案四） 设梁同时受拉力与弯矩的作用，此时要考虑如何只测得，而消除由于弯矩所产生的应变。应变片的布片与组桥如下图所示： 选取4枚阻值和灵敏度均相同的应变片，在梁的上下表面分别贴工作应变片、，补偿应变片、分别垂直、黏贴，组成全桥。当梁受拉、弯作用时，各桥臂阻值的变化分别为： 则 上式表明应变仪读数只是拉力产生的应变值，为实际应变值的倍。 * 2）只测弯曲产生的应变（方案五） 此时要消除拉力的影响（测弯排拉），其布片与组桥如下图： 选取4枚阻值和灵敏度均相同的应变片，按图示方位贴片。当构件受拉、弯作用时，各桥臂阻值的变化分别为： 则 应变仪读数为实际弯曲应变的4倍， * 三、实验内容及步骤 （1）实验开始后首先老师介绍了实验原理和步骤注意事项等等。 （2）在熟悉实验原理后，我们进行设备的组装，我们采用实验方案五是全桥法测量等强度梁的应变，按照全桥法进行连线。如下图所示： （3）启动软件，本实验采取了先进的数据处理软件，大大简化了我们后期的数据处理工作，我们仅需要进行DHDAS控制与基本分