试验名称简单的托架应变测量及分析.DOC

简单托架应力分析 1 引言 简单托架属于桁架，在理论力学的学习中，将桁架进行了简化，认为桁架中的所有杆件均为受轴向拉伸或压缩的二力直杆。为了加深对课本知识的了解，通过实验测量杆件的应变，根据测得的应变计算出杆件的应力，再利用ANSYS软件计算出托架中杆件的应力，将实验结果、ANSYS软件计算的结果均与理论计算的结果进行比较。 2实验方案 2.1实验目的 1）掌握电阻应变片的粘帖的技巧 2）了解电阻应变片测量应变的原理； 3）掌握电阻应变仪的使用； 4）探讨和验证简单托架轴向拉压杆的应力分布规律； 5）探讨考虑自重情况下简单托架的应力分布规律。 2.2实验仪器和设备 简单托架、电阻应变片、加载重物、YJ—4501A静态数字应变仪 2.3实验原理和方法 实体模型以及简化的力学模型  简化的力学模型 图1简单托架的模型 各杆材料参数： 两杆材料相同，材料弹性模量E=200GPa 杆件号 长度（cm） 横截面形状 截面参数 Ⅰ 25 矩形 b=0.02m h=0.025m Ⅱ 28.4 圆形 R=0.01m 表1各杆材料以及几何形状和尺寸 贴片方案 Ⅰ杆在中间截面从上表面开始逆时针编号，1、2、3、4、5 Ⅱ杆也在中间截面从上表面按逆时针编号，依次是：6、7、8 用电阻应变仪测得各杆的应变，然后计算出各杆的应力，最后计算出各杆的轴力。 4) 测量方法 单臂（多点）半桥测量 a．采用半桥接线法。将梁上10个应变片分别接在应变仪背面1~10通道的接线柱A、B上，补偿块上的应变片接在接线柱B、C上（见图4）。 b．载荷为零时，按顺序将应变仪每个通道的初始显示应变置零，然后按每级10千克逐级加载至60千克，记录各级载荷作用下的应变读数。 图5电桥多点接线原理 图4应变仪上多点测量接法 加载方法 对托架进行集中加载。见图1。实验测量中采用逐级加载的方法。 实验原理 在载荷的作用下，托架的各杆都受到轴向力的作用，如图2所示。贴片方案如图3所示。测量出在载荷作用下各应变片的应变，由胡克定律，，计算出各杆的应力。 根据理论力学中对桁架的假设，又可以通过图2计算出加载中，各杆的轴力，根据材料力学对轴向拉压杆件应力分布规律的假设，可以计算处各杆的应力，将计算出的应力作为理论值。最后可以将理论计算值和实验量测值进行比较。 三 数据处理： 3.1实验数据表： 表2 I杆各测点应变以及差应变表 测点 1 2 3 4 5 应变 测量值（10-6） 差应变值（10-6） 测量值（10-6） 差应变值 （10-6） 测量值 （10-6） 差应变值 10-6） 测量值 （10-6） 差应变值 （10-6） 测量值 （10-6） 差应变 值 （10-6） 实 验 一 10（ kg） 0.000 0.000 -1.000 -2.000 0.000 20（ kg） 0.000 0 0.000 0 0.000 1 0.000 2 2.000 2 30（ kg） 3.000 3 2.000 0 2.000 2 1.000 1 3.000 1 40（ kg） 4.000 1 0.000 -2 5.000 3 7.000 6 6.000 3 50（ kg） 0.000 -4 3.000 3 7.000 2 8.000 1 7.000 1 60（ kg） 6.000 6 6.000 3 7.000 0 7.000 -1 5.000 -2 实 验 二 10（ kg） 2.000 2.000 1.000 2.000 2.000 20（ kg） 4.000 2 3.000 1 3.000 2 4.000 2 3.000 1 30（ kg） 6.000 2 5.000 2 5.000 2 6.000 2 6.000 3 40（ kg） 8.000 2 7.000 2 7.000 2 6.000 0 6.000 0 50（ kg） 60（ kg） 10.000 2 10.000 3 9.000 2 8.000 2 8.000 2 12.000 2 12.000 2 12.000 3 11.000 3 10.000 2 实 验 三 10（ kg） 1