工程結構構件內(nèi)力測量實驗指導

1、工程結構構件內(nèi)力測量實驗目的和要求通過對焊接、鉚接和鉸接等不同連接方式的工程結構施加不同的載荷，測量出各構 件所受的內(nèi)力值，并與相應材料與尺寸的理想桁架桿件內(nèi)力的理論計算值進行分析比較，加 深對實際工程結構的力學建模合理性的認識。了解掌握應變計測量的基本方法和靜動態(tài)電阻測量儀的使用方法。整理實驗報告?；纠碚撚嘘P理想桁架的定義見4-4。對于理想桁架的理論計算可采用節(jié)點法和截面法進行。應變法是測定桿件內(nèi)力的常用方法，本方法利用物體受拉則伸長，受壓則縮短這一基本 規(guī)律，通過測量物體的實際變形來測定其實際受力。平面靜定構架的結點采用了銷釘聯(lián)接及焊接、鉚接連接，載荷加在結點上。該結構比較 接近于理想桁

2、架，可按理想桁架進行理論計算。由材料力學可知，桿件在簡單拉壓狀態(tài)下存 在下列關系：。=E&也 =1(5-1)b = sA其中，b為應力，即單位面積所受的力(N/m2)，稱為帕(Pa)； 為應變，即單位長度的變 形，是一種無量綱代數(shù)量；S為桿件的內(nèi)力(N)； A為桿件的橫截面面積(m2)； E為抗拉壓 彈性模量(N/m2)。S = AE 顯然，桿件的內(nèi)力S與應變存在下列關系：(5-2)由此可見，只要測量出桿件的實際應變值，即可由上式求出桿件的實際受力S。為了測量應變值，本實驗采用電測法，即利用電阻應變計和與其配套使用的靜動態(tài)電 阻應變儀來測量。有關電阻應變計的結構及工作原理及測量電路分別見3-1

3、， 3-2和 3-3。測量對象、實驗儀器設備與測量系統(tǒng)框圖測試對象工程桁架實驗儀器設備1) JLC-1工程結構內(nèi)力測試臺，該測試臺的結構及操作說明見4-4。測試結構分三種連接形式，兩種截面尺寸分別見圖5-1 (a)，(b)，各構件材料的抗拉壓彈性模量Z=200 GPa電阻應變計24片(已經(jīng)粘貼于測試結構并涂加防護層)，靈敏系數(shù)為2.18；CZL-YB-22D拉力傳感器1只；靜動態(tài)電阻測力儀1臺。靜動態(tài)電阻測力儀的操作說明見4-5。測量系統(tǒng)框圖 如圖5-2所示。(a) g2x2 鋼管(b) 814x3.25 鋼管圖5-1桿件截面尺寸實驗步驟、方法及注意事項接通電源，將儀器電源開關打開，預熱約20

4、分鐘。連接力傳感器(將力傳感器信號線的插頭缺口與儀器插座上的凸鍵位置對準后， 再輕輕推動聯(lián)接。嚴禁旋轉)?！皹硕ā绷鞲衅鳎骸皹硕ā?/L選定力的單位，輸入“3”，“確定”/, “Kg”指示燈亮；輸入力傳感器靈敏度(4位數(shù)，例如靈敏度為1.234，則輸入1234)，“確定”/；H設定力的報警值，輸入“290”，“確定”/；E設定力的最高限定值，輸入“300”，“確定”/。應變計K值設定：“K值設定” /輸入4位數(shù)“ 2140”，“K值設定” /連接測量電橋。分別將待測桿件同一截面沿軸向的兩應變及依次接入接線端子“A”和“B”(注意 同一應變計的兩條輸出線必須分別接入同一電橋的“A”、“B”接線端子上)將溫度補償應變計的兩條輸出線分別接入“公共補償”接線端子的“D1”、“A”上(注意同一補償應變計的兩條輸出線必須分別接入同一電橋的“D1”、“A”接線端子上)電橋平衡。確認螺旋加載器的負荷為零，然后分別“應力清零”/、“應變清零” /測量。緩慢順鐘向旋轉加載器手輪，加載140Kgf，依次作詳細記錄；卸載，重復“應力清零”/、“應變清零” /，再加載280 Kgf，依次作詳細記錄。卸載，關機。換一種不同連接形式的實驗臺，重復上述步驟(1)(8)。實驗報告要求