橋路與彎曲應力實驗工程力學

1、材料力學電測實驗部分,橋路與彎曲實驗航天航空學院工程力學系,一.實驗目的,測定矩形梁在三點彎曲條件下的應力分布規(guī)律，并與理論值進行比較；利用已有布片方案進行各種組橋，并比較不同組橋方式的測量結果，學習提高測量靈敏度的方法；初步掌握電阻應變儀的使用方法及電子拉力機的操作。,,,,,,,,,,,1,2,4,5,6,8,9,截面,,,,,,,,,應力分布圖,單向應力狀態(tài),,,,-σ,+σ,σ,σ,9個測點,,,,,,,,

2、,,h,,,P,,實驗方法測試 ？,,3,,7,,ε,,,σ=Eε,電阻片的工作原理,金屬絲的電阻應變效應 電阻應變片主要是根據(jù)金屬絲的電阻應變效應的物理學原理工作的。由物理學可知，導線電阻的表達式：,將電阻應變片粘貼在受載構件上，當受到拉伸、壓縮時金屬絲長度將發(fā)生變化，造成電阻值發(fā)生變化。由實驗可知，當變形在一定范內(nèi)，線應變與電阻變化率之間存在線性關系。即：,應變儀,,,目前的應變儀均采用惠斯通電橋電路測

3、量應變片的阻值變化。 四臂電橋如圖所示：,電橋的加減特性，式中： ?1、?2、?3、?4 分別代表應變片R1、R2、R3、R4所感受的應變值。,應變儀工作原理：電橋,引起應變片產(chǎn)生應變的因素：機械變形ε、溫度變化ε T。,,,,,,,,半橋,全橋,對臂,單臂,1、2 8、9 工作片,YE2539高速靜態(tài)應變儀,電源總開關,電源插座,測量單元，共六組,〒地線,應變測量單元,測量單元編號,,電源開關,,公共補償片通道,,測量通道，每個單元各

4、有10個通道（0~9）。,,一個通道放大圖,,,,,,,,,共用補償?shù)膯伪蹨y量,,,B與B’必須短接，工作片分別接在各個通道的A、B接線端子上，溫度補償片接在B、C上或接在公共補償通道上；,,,,單臂,,A,B,,通道介紹,半橋、對臂、全橋, 要求B與B’斷開，即將短接片抽開；每個通道都是一個獨立的惠斯通電橋，可以組等橋路。,一個通道放大圖,,半橋,對臂,全橋,啟動測試系統(tǒng)軟件,用鼠標雙擊該圖標,聯(lián)機參數(shù)設置界面,聯(lián)機后，計算機自動檢

5、測到的測量單元編號,,,2.08 (ΔR/R=kε),,,選擇與接線相對應的組橋方式： 1-1 公用補償?shù)?#188;橋 1-2 半橋 1-4 對臂 1-5 全橋,檢查通道是否接通讀取初始值，通道清零,,自動平衡,接好導線,初載500N,測量界面,,“掃描采樣” 按鈕,,,,500N,,5500N,掃描采樣,,參數(shù)設置,自動平衡清零,掃描采樣,二.實驗裝置簡圖,跨度L，支點到截面距離 l 要校準。,,,,寬度b

6、、高度h，自己量測；貼片間距8mm，其中上下片距邊緣4mm,五.原始數(shù)據(jù),矩形截面梁的幾何尺寸(自己測量) ，跨度、截面到支座的距離校準并記錄；鋼材的彈性模量：2.06×105MPa；鋼材的泊桑比：0.28；應變片靈敏系數(shù)：2.08；初載荷P0=500N，末載荷PN=5500N；加載速度：0.05–2mm/min；,,P=5000N,三.實驗內(nèi)容及步驟,,測量矩形截面梁的尺寸；將梁某一截面上的9枚應變片按共用補

7、償?shù)?/4橋方式接線（按從上到下的順序）；測試500N~5500N，各測點的應變值。要求不少于2遍有效差值（即，兩遍誤差小于5%）。采用梁上表面2枚應變片以及下表面2枚應變片進行組橋。要求半橋、對臂、全橋中至少選擇兩種橋路進行組橋，測試組橋后的應變值。,按指導書要求寫( 兩周內(nèi)交至3112對面報告柜)：1. 將所有測量數(shù)據(jù)表格化；2. 用實驗數(shù)據(jù)計算三點彎曲梁測試截面上的應力，畫出應力沿試件高度的分布圖；3. 理論計算三點

8、彎曲梁測試截面上的應力，與實驗應力比較誤差。分析主要誤差來源；4. 給出實驗結論；5.觀察組橋得到的應變讀數(shù)是單臂測試值的幾倍？為什么？6.實驗的體會及對實驗的意見。7.回答2-3個思考題,四.實驗報告要求,單臂測量的操作步驟,按順序?qū)⒃嚰险迟N的各個應變片（工作片）接到每個通道的AB接線端上，BB’為短接狀態(tài)；將溫度補償片接到公共端；運行軟件，自動檢測聯(lián)機狀態(tài)；在參數(shù)設置界面，設置各測量點連接形式為應變 1-1 和設置各

9、測量點靈敏系數(shù)K=2.08等參數(shù)；在初始載荷時先在自動平衡狀態(tài)按‘自動平衡’，顯示測量的自動平衡結果，數(shù)值小于19999，接線正常；正式實驗，在初載500N時‘自動平衡’，然后轉(zhuǎn)到測量狀態(tài)，按‘掃描采樣’采樣一次，顯示零點，小于5 με ，正常，大于5 με ，檢查導線是否接緊；在末載5500N時，直接‘掃描采樣’ ，測量末載應變值；實驗時隨時抄下采集的數(shù)據(jù)，平衡數(shù)據(jù)不抄。,思考題,1、用梁上表面1，2兩枚電阻片組成半橋測量會