等強(qiáng)度梁應(yīng)變測(cè)定實(shí)驗(yàn).pdf

等強(qiáng)度梁應(yīng)變測(cè)定實(shí)驗(yàn) 橋路變換接線實(shí)驗(yàn) 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 了解用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的原理 2 掌握電阻應(yīng)變儀的使用 3 測(cè)定等強(qiáng)度梁上已粘貼應(yīng)變片處的應(yīng)變 驗(yàn)證等強(qiáng)度梁各橫截面上應(yīng)變 應(yīng) 力 相等 4 掌握應(yīng)變片在測(cè)量電橋中的各種接線方法 二 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 1 YJ 4501A SZ 靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀 2 等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái) 3 溫度補(bǔ)償塊一塊 三 實(shí)驗(yàn)原理和方法 等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示 圖 中 1 為等強(qiáng)度梁座體 2 為等強(qiáng)度梁 3 為等強(qiáng)度梁上下表面粘貼的四片應(yīng) 變片 4 為加載砝碼 有 5 個(gè)砝碼 每 個(gè) 200 克 5 為水平調(diào)節(jié)螺釘 6 為水 平儀 7 為磁性表座和百分表 等強(qiáng)度 梁的變形由砝碼 4 加載產(chǎn)生 等強(qiáng)度梁 材 料 為 高 強(qiáng) 度 鋁 合 金 其 彈 性 模 量 270 m GN E 等強(qiáng)度梁尺寸見(jiàn)圖 2 圖 1 圖 2 在圖 3 的測(cè)量電橋中 若在四個(gè)橋臂上接入規(guī)格相同的電阻應(yīng)變片 它們的電 阻值為R 靈敏系數(shù)為K 當(dāng)構(gòu)件變形后 各橋臂電阻的變化分別為 R1 R2 1 R3 R4它們所感受的應(yīng)變相應(yīng)為 1 2 3 4 則BD端的輸出電壓UBD 為 d ACACAC BD KUKU R R R R R R R RU U 444 4321 4321 由此可得應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)?4321 d 在實(shí)驗(yàn)中采用了六種不同的橋路接線方法 等強(qiáng)度梁上應(yīng)變測(cè)定已包含在其 中 橋路接線方法實(shí)驗(yàn)其讀數(shù)應(yīng)變與被測(cè)點(diǎn)應(yīng)變間的關(guān)系均可按上式進(jìn)行分析 四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 單臂 多點(diǎn) 半橋測(cè)量 1 單臂 多點(diǎn) 半橋測(cè)量 a 采用半橋接線法 將等強(qiáng)度梁上四個(gè)應(yīng)變片分別接在應(yīng)變儀背面 1 4 通道 的接線柱 A B 上 補(bǔ)償塊上的應(yīng)變片接在接線柱 B C 上 見(jiàn)圖 4 應(yīng)變 儀具體使用祥見(jiàn)應(yīng)變儀使用說(shuō)明 b 載荷為零時(shí) 按順序?qū)?yīng)變儀每個(gè)通道的初始顯示應(yīng)變置零 然后按每級(jí) 200 克逐級(jí)加載至 1000 克 記錄各級(jí)載荷作用下的讀數(shù)應(yīng)變 電橋多點(diǎn)接線原理 應(yīng)變儀上多點(diǎn)測(cè)量接法 圖 4 2 2 雙臂半橋測(cè)量 雙臂半橋測(cè)量 采用半橋接線法 取等強(qiáng)度梁上 下表面各一片應(yīng)變片 在應(yīng)變儀上選一通道 按圖 5a 接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟同 1 b 3 相對(duì)兩臂全橋測(cè)量 相對(duì)兩臂全橋測(cè)量 采用全橋接線法 取等強(qiáng)度梁上表面 或下表面 兩片應(yīng)變片 在應(yīng)變儀上選 一通道 按圖 5b 接至接線柱 A B 和 C D 上 再把兩個(gè)補(bǔ)償應(yīng)變片接到 B C 和 A D 上 然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟同 1 b 4 四臂全橋測(cè)量 4 四臂全橋測(cè)量 采用全橋接線法 取等強(qiáng)度梁上的四片應(yīng)變片 在應(yīng)變儀上選一通道按圖 5c 接至接線柱 A B C D 上 然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟同 1 b 5 串聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 5 串聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 2 采用半橋接線法 取等強(qiáng)度梁上四片應(yīng)變片 在應(yīng)變儀上選一通道 按圖 5d 串聯(lián) 等強(qiáng)度梁上四片應(yīng)變片 在應(yīng)變儀上選一通道 按圖 5e 并聯(lián) 五 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理 1 計(jì)算出以上各種測(cè)量方法下 起的應(yīng)變的平均值 后接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟同 1 b 6 并聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 6 并聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 采用半橋接線法 取 后接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟同 1 b 圖 5 均d P 所引 并計(jì)算它 相對(duì)誤差 3 上等強(qiáng)度梁各橫截面上應(yīng)變 應(yīng)力 應(yīng)相 六 思 現(xiàn)方法 聯(lián)或并聯(lián)測(cè)量方法能否提高測(cè)量靈敏度 們與理論應(yīng)變值的 2 比較各種測(cè)量方法下的測(cè)量靈敏度 比較單臂多點(diǎn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)值 理論 等 實(shí)驗(yàn)記錄和計(jì)算可參考表 1 和表 2 考題 1 分析各種測(cè)量方法中溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí) 2 采用串 表 2 中 理論應(yīng)變值指等強(qiáng)度梁表面測(cè)點(diǎn)理論計(jì)算應(yīng)變值 實(shí)驗(yàn)應(yīng)變值 指實(shí)驗(yàn)測(cè)試的應(yīng)變值 測(cè)量靈敏度指實(shí)驗(yàn)應(yīng)變值與讀數(shù)應(yīng)變值的比值 100 理論應(yīng)變值 理論應(yīng)變值實(shí)驗(yàn)應(yīng)變值 相對(duì)誤差指 測(cè)量方法 表 1 單臂多點(diǎn)半橋測(cè)量 3 R1 R2 R3 R4 P g P g 均d 續(xù)表 1 測(cè)量方 載荷 雙臂半橋測(cè)量 對(duì)臂全橋測(cè)量 四臂全橋測(cè)量 雙臂半橋測(cè)量 并聯(lián) 雙臂半橋測(cè)量 法 串聯(lián) P g P g 均d 表 量方法 讀數(shù)應(yīng)變值實(shí)驗(yàn)應(yīng)變值理論應(yīng)變值相對(duì)誤差 測(cè)量靈敏度 2 測(cè) 單臂半橋測(cè)量 雙臂半橋測(cè)量 對(duì)臂全橋測(cè)量 四臂全橋測(cè)量 串聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 并聯(lián)雙臂半橋測(cè)量 單臂半橋讀數(shù)應(yīng)變值用四個(gè)應(yīng)變的平均應(yīng)變值 片 4 YJ 4501A SZ 靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀使用簡(jiǎn)介 面板介紹 應(yīng)變儀面板如上圖所示應(yīng)變儀面板如上圖所示 1 左顯示窗 顯示測(cè)量通道 00 99 本機(jī) 00 12 2 右顯示窗 顯示靈敏系數(shù) K 值 或校準(zhǔn)值 或測(cè)量值 3 指示燈 分別為測(cè)量 靈敏系數(shù) K 校準(zhǔn) 全橋 半橋指示燈 全橋測(cè)量 半橋測(cè)量選擇鍵 5 靈敏系數(shù)設(shè)定鍵 6 測(cè)量鍵 7 校準(zhǔn)鍵 8 上行 下行鍵 9 置零鍵 10 RC232 傳輸鍵 11 復(fù)位鍵 操作 打開(kāi)應(yīng)變儀左邊電源開(kāi)關(guān) 左顯示窗顯示提示符 P 且半橋指示燈亮 應(yīng)變 儀處于半橋工作狀態(tài) 1 靈敏系數(shù) K 設(shè)定 按 K 鍵 K 指示燈亮 右顯示窗顯示上次關(guān)機(jī)前 K 值 如不需要設(shè)定 K 5 值 則按測(cè)量鍵 K 指示燈滅 測(cè)量 指示燈亮 應(yīng)變儀進(jìn)入測(cè)量工作狀態(tài) 如需要重新設(shè)定 K 值 則按上行 下行鍵 使右顯示窗顯示為所需設(shè)定的 K 值 一般 K 值在 1 8 2 5 范圍內(nèi)變化 設(shè)定完后按測(cè)量鍵 應(yīng)變儀進(jìn)入測(cè)量工 作狀態(tài) 2 全橋 半橋選擇 應(yīng)變儀開(kāi)機(jī)時(shí)就處于半橋工作狀態(tài) 如需要選擇全橋工作狀態(tài) 則按全橋 半橋工作鍵 半橋指示燈滅 全橋指示燈亮 應(yīng)變儀處于全橋工作狀態(tài) 如 需要返回半橋工作狀態(tài) 再按一次全橋 半橋鍵 即返回半橋工作狀態(tài) 3 測(cè)量 應(yīng)變儀背面有一個(gè)校準(zhǔn)通道 0 通道 和 12 個(gè)測(cè)量通道 可接 12 個(gè)被測(cè) 量點(diǎn) 應(yīng)變儀背面如下圖所示 1 半橋測(cè)量 應(yīng)變儀開(kāi)機(jī)后就處于半橋工作狀態(tài) 按測(cè)量鍵后 應(yīng)變儀就可以在半橋 測(cè)量狀態(tài)下工作 分別在各通道的 A B C 接線柱上按下圖 a 半橋接線 法接入被測(cè)量電阻 即應(yīng)變片 通過(guò)上行 下行 置零鍵 對(duì)各測(cè)量通道置 零 可反復(fù)進(jìn)行 然后進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量 如果用公共補(bǔ)償接線法 則 A B 各通