桥路与弯曲应力实验(工程力学)幻灯片.ppt

P38页 材料力学电测实验部分 桥路与弯曲实验 航天航空学院工程力学系 一.实验目的 测定矩形梁在三点弯曲条件下的应力分布规律，并与理论值进行比较； 利用已有布片方案进行各种组桥，并比较不同组桥方式的测量结果，学习提高测量灵敏度的方法； 初步掌握电阻应变仪的使用方法及电子拉力机的操作。 1 2 4 5 6 8 9 截面 应力分布图 单向应力状态 -σ +σ σ σ 9个测点 h P 实验方法 测试 ？ 3 7 ε σ=Eε 电阻片的工作原理 金属丝的电阻应变效应 电阻应变片主要是根据金属丝的电阻应变效应的物理学原理工作的。由物理学可知，导线电阻的表达式： 将电阻应变片粘贴在受载构件上，当受到拉伸、压缩时金属丝长度将发生变化，造成电阻值发生变化。由实验可知，当变形在一定范内，线应变与电阻变化率之间存在线性关系。即： 应变仪 目前的应变仪均采用惠斯通电桥电路测量应变片的阻值变化。 四臂电桥如图所示： 电桥的加减特性，式中： ?1、?2、?3、?4 分别代表应变片R1、R2、R3、R4所感受的应变值。 应变仪工作原理：电桥 引起应变片产生应变的因素：机械变形ε、温度变化ε T。 半桥 全桥 对臂 单臂 1 2 8 9 1、2 8、9 工作片 YE2539高速静态应变仪 电源总开关 电源插座 测量单元，共六组 〒地线 应变测量单元 测量单元编号 电源开关 公共补偿片通道 测量通道，每个单元各有10个通道（0~9）。 一个通道放大图 共用补偿的单臂测量 B’ 公共补偿片 B与B’必须短接，工作片分别接在各个通道的A、B接线端子上，温度补偿片接在B、C上或接在公共补偿通道上； 单臂 A B 通道介绍 半桥、对臂、全桥, 要求B与B’断开，即将短接片抽开；每个通道都是一个独立的惠斯通电桥，可以组等桥路。 一个通道放大图 半桥 对臂 全桥 启动测试系统软件 用鼠标双击该图标 联机参数设置界面 联机后，计算机自动检测到的测量单元编号 2.08 (ΔR/R=kε) 选择与接线相对应的组桥方式： 1-1 公用补偿的?桥 1-2 半桥 1-4 对臂 1-5 全桥 检查通道是否接通 读取初始值，通道清零 自动平衡 接好导线 初载500N 　　　　测量界面 “扫描采样” 按钮 -326 -331 320 327 180 -29 31 500N 5500N 扫描采样 参数设置 自动平衡清零 扫描采样 二.实验装置简图 跨度L，支点到截面距离 l 要校准。 L = 560 l = 200 h b Y P 宽度b、高度h，自己量测； 贴片间距8mm，其中上下片距边缘4mm 五.原始数据 矩形截面梁的几何尺寸(自己测量) ，跨度、截面到支座的距离校准并记录； 钢材的弹性模量：2.06×105MPa； 钢材的泊桑比：0.28； 应变片灵敏系数：2.08； 初载荷P0=500N，末载荷PN=5500N； 加载速度：0.05–2mm/min； P=5000N 三.实验内容及步骤 测量矩形截面梁的尺寸； 将梁某一截面上的9枚应变片按共用补偿的1/4桥方式接线（按从上到下的顺序）； 测试500N~5500N，各测点的应变值。要求不少于2遍有效差值（即，两遍误差小于5%）。 采用梁上表面2枚应变片以及下表面2枚应变片进行组桥。要求半桥、对臂、全桥中至少选择两种桥路进行组桥，测试组桥后的应变值。 按指导书要求写( 两周内交至3112对面报告柜)： 1. 将所有测量数据表格化； 2. 用实验数据计算三点弯曲梁测试截面上的应力，画出应力沿试件高度的分布图； 3. 理论计算三点弯曲梁测试截面上的应力，与实验应力比较误差。分析主要误差来源； 4. 给出实验结论； 5.观察组桥得到的应变读数是单臂测试值的几倍？为什么？ 6.实验的体会及对实验的意见。 7.回答2-3个思考题 四.实验报告要求 单臂测量的操作步骤 按顺序将试件上粘贴的各个应变片（工作片）接到每个通道的AB接线端上，BB’为短接状态； 将温度补偿片接到公共端； 运行软件，自动检测联机状态； 在参数设置界面，设置各测量点连接形式为应变 1-1 和设置各测量点灵敏系数K=2.08等参数； 在初始载荷时先在自动平衡状态按‘自动平衡’，显示测量的自动平衡结果，数值小于19999，接线正常； 正式实验，在初载500N时‘自动平衡’，然后转到测量状态，按‘扫描采样’采样一次，显示零点，小于5 με ，正常，大于5 με ，检查导线是否接紧； 在末载5