彎曲正應力實驗

彎曲正應力實驗第1頁/共26頁力學實驗實驗二彎曲正應力實驗第2頁/共26頁一、試驗目的彎曲正應力實驗1、用電測法測定梁純彎曲時沿其橫截面高度的正應變（正應力）分布規(guī)律；2、驗證純彎曲梁的正應力計算公式。3、初步掌握電測方法。第3頁/共26頁二、試驗儀器及設備1、多功能組合實驗裝置一臺；彎曲正應力實驗第4頁/共26頁2、TS3860型靜態(tài)數(shù)字應變儀一臺；3、純彎曲實驗梁一根；4、溫度補償塊一塊。彎曲正應力實驗第5頁/共26頁彎曲正應力實驗三、電測法基礎知識1.電阻應變片的工作原理箔式應變計是用光刻、腐蝕等工藝制成的一種很薄的金屬箔柵，箔柵厚一般在0.003～0.01mm之間，箔材表面積大，散熱條件好。應變片主要有金屬絲式、金屬箔式、半導體式三種電阻應變片的工作原理是基于應變效應即導體或半導體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機械變形時，其電阻值相應發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應變效應”。

第6頁/共26頁彎曲正應力實驗eKRR=D2.測量原理K為靈敏系數(shù)；e為應變值。σ=Eε應力值σ正比于應變ε，而試件應變又正比于電阻值的變化△

R，所以應力正比于電阻值的變化。這就是利用應變片測量應變的基本原理。σ為試件的應力；ε為試件的應變；E為試件材料的彈性模量。第7頁/共26頁彎曲正應力實驗3.測量電路電路的作用：將電阻的變化量轉換為電壓輸出。通常采用直流電橋和交流電橋。電橋測量電路的分析四個橋臂由電阻R1～R4組成，AC端接直流電壓U，BD端輸出電壓U0。若電橋負載RL為無窮大，電橋輸出端相當于開路，只能輸出電壓信號，稱為電壓輸出：當電橋平衡時,U0=0,則有第8頁/共26頁彎曲正應力實驗電橋平衡條件:或相鄰兩臂電阻的比值應相等,或相對兩臂電阻的乘積相等。電橋接入的是電阻應變片時，即為應變橋。當一個橋臂、兩個橋臂乃至四個橋臂接入應變片時，相應的電橋為單臂半橋、雙臂半橋、對臂全橋和全橋。本實驗中我們只學習單臂半橋，其它橋路將在第三個實驗中學習。第9頁/共26頁彎曲正應力實驗單臂電橋單臂測量:橋路中只有一個橋臂接工作片參與機構的機械變形，其余三個橋臂都不參加機械變形，應變ε為零。這時電橋的輸出電壓為：單臂測量的結果ΔUDB代表被測點的真實工作應變。第10頁/共26頁彎曲正應力實驗四、實驗原理和方法b=10.8mm;h=40mm;C=121mm

第11頁/共26頁彎曲正應力實驗第12頁/共26頁五、實驗步驟

1、設置儀器

彎曲正應力實驗第13頁/共26頁彎曲正應力實驗第14頁/共26頁第15頁/共26頁2、接通橋路彎曲正應力實驗DE△UDBR4CABR2R1R3工作片補償片第16頁/共26頁彎曲正應力實驗3、加載實驗

P0=10Kg，ΔP=50Kg，Pmax=210Kg，分四次加載。實驗時逐級加載，并記錄各應變片在各級載荷作用下的應變讀數(shù)。第17頁/共26頁1、將各類數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)，實驗記錄數(shù)據(jù)等）整理成表格，畫出裝置簡圖，將布片位置標清。2、對每一測點求出應變增量的平均值

算出相應的應力增量的實測值

3、求出各測點應力的理論值，由公式：

，Y為各測點到中性層的距離。

4、對每一測點，列表比較與，計算相對誤差

六、實驗報告及數(shù)據(jù)處理

在梁的中性層內(nèi)，因，只需計算絕對誤差彎曲正應力實驗第18頁/共26頁彎曲正應力實驗5、以Y為縱座標；以σ為橫座標，把以上計算的試驗應力值和理論應力值標在同一座標紙上，進行比較。6、對試驗中的問題和現(xiàn)象進行歸納總結。第19頁/共26頁彎曲正應力實驗七、本實驗的應用

（一）測力傳感器測量荷重、拉壓力的彈性元件常作成柱形、筒形、環(huán)形及梁形等。1、柱式彈性元件基本原理：將被測量的變化轉換成傳感元件電阻值的變化，再經(jīng)過轉換電路變成電信號輸出。荷重傳感器上的應變片在重力作用下產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長。第20頁/共26頁彎曲正應力實驗2、懸臂梁式彈性元件它適于測量500Kg以下的載荷，最小為測幾十克重的力，這種傳感器具有結構簡單、加工容易、應變片易粘貼、靈敏度高等特點。第21頁/共26頁彎曲正應力實驗懸臂梁是一端固定、一端自由的彈性敏感元件。它的特點是靈敏度比較高。所以多用于較小力的測量。例如，民用電子稱中就多采用懸臂梁。當力F（例如蘋果的重力）以如圖所示的垂直方向作用于電子秤中的鋁質(zhì)懸臂梁的末端時，梁的上表面產(chǎn)生拉應變，下表面產(chǎn)生壓應變，上下表面的應變大小相等符號相反。粘貼在上下表面的應變片也隨之拉伸和縮短。得到正負相間的電阻值的變化，接入橋路后，就能產(chǎn)生輸出電壓。第22頁/共26頁3.梁式彈性