應(yīng)變電測實驗練習(xí)題4分析題

1、第四部分：綜合分析題TTp圖1R1R21、已知圖所示薄壁圓筒受內(nèi)壓p和扭矩T作用，其平均直徑D，壁厚t(<D/10)，彈性模量E，泊松比n 均已知，在圓筒外壁沿軸向和周向粘貼兩垂直應(yīng)變片R1和R2，若另外再給兩個不受力的補償片R3和R4，試給出：1)全橋接法測量內(nèi)壓p的接橋電路。2)p與測量值ed的理論關(guān)系。3)如果想用半橋測量扭矩T大小，該如何貼片和接橋，并給出相關(guān)求解公式?！咎崾尽浚?)布片圖如下左圖2)，3)沿與軸線夾布片R1和R2(R1沿-45o方向)，接半橋(圖右)所示) ，R2RR1ABDCR2R1ABDCR3R4圖1a)12R圖1b)b圖2 ahhF1R1F2R2R3R42

2、、如圖所示矩形截面懸臂梁，材料彈性模量E已知，自由端受橫向力F1和軸向力F2共同作用，梁上粘貼4個水平方向應(yīng)變片，已知相關(guān)幾何參數(shù)梁高h(yuǎn)，寬b，兩處距離a，試給出：1)用全橋接法給出測量F1的接橋電路及相應(yīng)求解過程。2)如另外增加兩個補償片R5和R6，給出測量F2的接橋電路及相應(yīng)的求解過程。【提示】：1)橋路如圖2a所示。 2)取R1、R3(或R2、R4)與R5、R6按圖2b)接橋R3R1ABDCR5R6圖2b)R2BR1 CAR3R4D3、上題中如果只用一個應(yīng)變片測量F1，試給出布片方案和計算公式?！咎崾尽浚?)在梁任意界面h/2(中性層)處沿45o方向布片。 2)4、給出電測法求圖示梁端面

3、A轉(zhuǎn)角的布片方案和接橋電路，并給出轉(zhuǎn)角表達(dá)式。hFlA【提示】：1)在梁上下表面任意位置沿縱向各布一個應(yīng)變片，將兩個應(yīng)變片按標(biāo)準(zhǔn)半橋接橋。2)5、彎扭組合實驗裝置及應(yīng)變計分布如圖所示。A、B兩點各粘貼一個45o3應(yīng)變花，其中R2、R5沿軸線方向，將A點R3和B點R4應(yīng)變計分別接1/4橋，測得其應(yīng)變值分別為及，試給出扭矩和剪力分別產(chǎn)生的橫截面切應(yīng)力的計算公式(已知材料的E、n)。R1FABABAR3BR4R6R2R5【提示】：1)2) 6、如下圖所示結(jié)構(gòu)，承受載荷F作用，橫梁AC用工字鋼制成，其截面高度為h，面積為A，抗彎模量為W。斜撐桿BG為空心圓管，其外徑為D，內(nèi)徑為d，橫梁及斜撐桿的彈性模

4、量均為E，泊松比均為。試做下列分析計算：（1）要求用應(yīng)變電測的方法測量橫梁截面H-H上的彎矩、軸力及斜撐桿的軸力。試確定貼片與接橋方案，并建立計算公式。要求采用測量精度較高且簡單的方法。（2）如測橫梁截面H-H上的剪力，試確定貼片位置并畫出接橋方式？（可不建立計算公式） 【提示】：（1）H-H上的彎矩、軸力及斜撐桿的軸力布片和接橋方式如下圖1所示。圖1（a）測H-H上的彎矩H-H上的彎矩由三部分組成：豎向荷載P引起的MP；斜撐桿推力在豎直方向的分力N1引起的MN1；斜撐桿推力在水平方向的分力N2引起的MN2?？倧澗赜肕表示。H-H上的軸力由斜撐桿推力在水平方向的分力N2。按圖中接橋方式（a）進(jìn)

5、行測量，則由材料力學(xué)知識，彎矩（b）測H-H上的軸力按圖中接橋方式（b）進(jìn)行測量，則由材料力學(xué)知識，軸力（c）測斜撐桿軸力按接橋方式（c）進(jìn)行測量，則則斜撐桿的軸力為也可不用補償片，采用兩縱兩橫的貼片方式，分別串聯(lián)再接為鄰橋，計算方法不再介紹。 （2）測橫梁截面H-H上的剪力圖2在H-H截面中性軸貼一450應(yīng)變花，分別將每個應(yīng)變計和補償片以半橋連接，如圖2所示。由此可測出每個方向的應(yīng)變值，進(jìn)而可計算出此處的主應(yīng)力大小和方向，再根據(jù)公式可求出，而因此 7、設(shè)計與計算欲設(shè)計一個實心的柱式壓力傳感器，要求最大能測量800kN的力。彈性元件材料為40Cr，其屈服強度為800MPa，安全系數(shù)取2.0，彈性模量為210GPa，泊松比為0.3。試確定傳感器的形狀和尺寸（要求有計算過程）、貼片和接橋方式。并計算其靈敏度。 【提示】（1）形狀和尺寸確定采用圓柱形，考慮2.0的安全系數(shù)，傳感器應(yīng)能承受1600KN的力，則所需截面積為半徑為 （2）布片和接橋方式布片方式如圖3所示。圖3將1、2應(yīng)變計串聯(lián)，3、4應(yīng)變計串聯(lián)，再將兩個橋臂按半橋接在相鄰橋臂。這樣既可消除偏心受壓產(chǎn)生的彎矩的影響，