应力应变实验方案
静态应力-应变测量实验指导
实验静态应力-应变测量一、实验目的1、掌握用电阻应变片组成测量电桥的方法；2、掌握应变数据采集分析仪的使用方法；3、验证电桥的和差特性及温度补偿作用；4、验证测量应变值与理论计算值的一致性。
二、实验原理1、计算机测试系统：被测信号通过传感器转为电信号（电压或电流信号），通过信号调节环节使输出大小与被测信号大小完全对应。
信号调节环节还设置不同的滤波频率，对干扰谐波进行过滤，使信号调理输出消除杂波影响。
经过调理环节的标准电压接入多路转换器，进入采样保持器及转换芯片进行数字化转换，转换后的数字信号在接口电路里锁存，再进入计算机，经过运算处理后显示、绘图或打印。
2、电桥的和差特性：电桥的输出电压与电阻（或应变）变化的符号有关。
即相邻臂电阻或应变变化，同号相减，异号相加；而相对臂则相反，同号相加，异号相减。
3、利用桥路的和差特性可以提高电桥灵敏度、补偿温度影响，从复杂应力状态中测取某一应力、消除非测量应力。
三、主要仪器及耗材等强度梁实验台、WS-3811应变数据采集分析仪、计算机、砝码四、实验内容和步骤1．了解所采用的静动态应变数据采集仪的正确使用（见附录）;2．接线；（参照附录）3．组桥方法和顺序，按图（3-1）所示的组桥方法和顺序组成各种测量电桥。
4．测量；a) 平衡电桥；b) 加载及卸载：把每一级加载及卸载后的读数值计入表中。
c) 根据（图3-1）的组桥方法和顺序分别加、卸载测量。
并将所测的应变值分别记入表中，然后将各表（各种组桥方式）的数据进行比较。
五、实验报告要求1．简叙实验方法，按表列出试验数据;2．根据试验数据计算机械滞后及非线性。
3．计算在测量载荷下，梁的理论应变值并与实测值相比较。
4．根据试验记录和计算结果说明电桥加减特性。
5、写出实验结果，分析、讨论等部分；6、说明温度对电阻应变值的影响，应如何消除该影响。
六、思考题1、利用和差特性，在测量中所起到哪些作用?2、在测量中为什么要进行温度补偿，进行温度补偿必须满足哪些条件? （附录）WS-3811应变数据采集仪：WS-3811数字式应变数据采集仪采用最新数字技术，能直接把应变量转换为数字量，能通过网络接口（TCP/IP协议）把数据传输给计算机，克服了常规应变仪只能输出模拟量（还需要另配采集仪）的缺陷，便于试验室和野外测试工作，由于该应变仪采用了网络接口，可实现多台组网操作，方便扩展。
应力应变测量实验报告
应力应变测量实验报告实验名称：应力应变测量实验。
实验目的：1.熟悉应变计的使用方法和原理，了解应力应变测量的基本原理。
2.掌握金属材料的应力应变特性，以及不同材料的性能差异。
3.学会分析实验结果，提高实验数据的处理能力。
实验器材：1.应变计。
2.电子秤。
3.轴向夹持装置。
4.辅助器材：力计、千分尺、卷尺等。
实验原理：1.应变计的原理。
应变计是一种用于测量物体应变的传感器，是利用金属材料的电阻值随应变而发生变化的特性进行测量。
当材料发生应变时，应变计中导电性材料发生形变，从而改变应变计电阻值，这种变化可以通过内置电路进行测量，转换成应变数据。
2.应力应变特性的原理。
应力与应变之间为线性关系。
应力为物体受力情况下承受压力的大小；应变为受力物体在一定形变下所产生的伸长或缩短的程度。
当物体在一定的应力下发生变形时，它的应变就可以被测量到。
实验步骤：1.确定试样：从材料样品中选取原料，并对其进行加工，制作成标准试样。
2.安装应变计：将应变计安装在试样上，注意按照应变计说明书的规定进行固定、连接当前和测量其电阻值。
3.测量：将样品固定在轴向夹持装置上，并在应变计电路进行校准后进行测试。
期间应注意掌握试样的质量和任何可能会影响测试结果的因素。
4.计算与处理：将测试结果转化成应力应变曲线，并进行分析，根据公式计算出试验数据并总结分析。
实验结果与分析：样品材料：钢。
试样直径：5mm。
试样长度：20mm。
应变计响应系数：2.1。
电压：1V。
测试结果：荷重（N）应变（微米/毫米）。
00。
1004。
2008。
30012。
40016。
50020。
根据实验结果计算得出钢的应力应变曲线如下：应力（MPa）应变。
00。
204。
408。
6012。
8016。
10020。
通过实验数据可以看出，钢材的应力应变特性在一定载荷下逐渐确认出来，且具有较好的线性关系，即应力与应变成正比。
由于不同材料的应力应变关系存在差异，通过本次实验可以更加深入的研究材料特性，进一步了解各种材料的物理特征与性能表现。
应力应变实验报告
应力应变实验报告应力应变实验报告引言应力应变实验是材料力学实验中的基础实验之一，通过在材料上施加外力，观察材料的应变情况，可以了解材料的力学性质。
本报告旨在详细描述应力应变实验的设计、操作和结果，并对实验结果进行分析和讨论。
实验设计本次实验选取了不同材料的试样进行测试，包括金属、塑料和橡胶。
每个试样的尺寸和形状都有所不同，以便研究它们的应变特性。
实验使用了一台万能材料试验机，该机器可以施加不同的载荷并测量试样的应变。
实验操作首先，我们准备了各种试样，包括金属棒、塑料片和橡胶块。
然后，将试样固定在试验机上，确保其在施加载荷时不会移动。
接下来，我们逐渐增加载荷，同时记录试样的应变情况。
当载荷达到一定值时，我们停止施加载荷，并记录试样的最大应变值。
实验结果通过实验，我们获得了每个试样在不同载荷下的应变数据。
将这些数据绘制成应力-应变曲线，可以更直观地观察材料的力学性质。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 金属材料的应力-应变曲线呈线性关系，即应变随应力的增加而线性增加。
这表明金属材料具有较高的弹性模量和强度。
2. 塑料材料的应力-应变曲线呈非线性关系，即应变随应力的增加而非线性增加。
这表明塑料材料具有较低的弹性模量和强度，但具有较好的延展性。
3. 橡胶材料的应力-应变曲线呈现出较大的应变量和较低的应力值。
这表明橡胶材料具有很高的延展性和可塑性，但缺乏强度。
讨论与分析通过对实验结果的分析，我们可以进一步了解材料的力学性质和应用范围。
金属材料由于其较高的强度和刚性，常用于制造机械零件和结构部件。
塑料材料由于其良好的延展性和可塑性，常用于制造日常用品和包装材料。
橡胶材料由于其较高的延展性和可塑性，常用于制造密封件和弹性元件。
此外，实验中还发现了一些有趣的现象。
例如，金属材料在一定应力下会发生塑性变形，即应变会持续增加而不会恢复原状。
而塑料和橡胶材料在一定应力下会发生弹性变形，即应变会随着应力的消失而恢复原状。
混凝土应力应变实验报告
混凝土应力应变实验报告1. 引言实验的目的是研究混凝土的应力应变关系，深入了解混凝土的力学性质。
通过对混凝土试件进行施加荷载并测量变形，得出混凝土的应力应变曲线。
2. 实验原理混凝土在受到外力作用时，会产生应变变形。
研究混凝土的应力应变关系可以帮助我们了解其力学行为，为工程设计提供依据。
本实验使用拉压试验方法来测量混凝土试件的应力应变曲线。
3. 实验步骤3.1 准备工作- 检查实验设备的完好性和安全性。
- 准备混凝土试件，尺寸为20cm x 20cm x 20cm，并养护14天。
3.2 实验装置- 使用混凝土试验机，能够施加拉压荷载。
- 在试验机上安装合适的加载头和加载路径，确保荷载平稳施加到试件上。
3.3 实验步骤1. 在试验机上放置试件，并调整试件的位置和对齐。
2. 施加初次荷载，并记录试件的初始长度（L0）和宽度（W0）。
3. 逐渐增加荷载，注意每次增加的荷载应保持相对稳定和均匀。
4. 在每次增加荷载后，等待一段时间，直到试件变形趋于稳定。
测量试件的长度（L）和宽度（W）。
5. 根据测量结果计算混凝土试件的应变。
6. 根据施加的荷载和试件的截面积计算混凝土试件的应力。
7. 将应力应变数据绘制成应力应变曲线。
4. 实验数据与结果分析我们完成了一系列试验，并测量了混凝土试件的长度和宽度，根据测量结果计算出了每个荷载下的应变和应力。
根据这些数据，我们绘制了混凝土的应力应变曲线。
在应力应变曲线中，我们可以观察到一些特点。
一开始，混凝土的应变随着施加荷载的增加呈线性增长。
随着荷载的增加，混凝土开始进入弹性阶段，应变与应力成正比。
当荷载进一步增加时，混凝土会出现塑性变形，应变增加的速度变慢，应力也开始饱和。
通过观察应力应变曲线，我们可以计算出混凝土的弹性模量、极限强度以及屈服强度等重要的力学参数。
5. 结论通过本次实验，我们深入了解了混凝土的应力应变关系。
根据应力应变曲线，我们可以得出以下结论：- 混凝土在受到外力作用时，会产生应变变形。
应力应变曲线实验
P / A0
L0
L
试样的伸长率即应变ε为 :
(MP a)
(100%)
L / l0
P
上式中P为拉伸载荷；A0为试样的初始截面 ;L0为试样标定 线间的初始长度；△L为拉伸后标定线长度的增长量。
典型的聚合物拉伸应力—应变曲线如图所示:
弹性区 塑性区
屈服点
屈服点 之前是 弹性区
屈服点 之后是 塑性区
6.样品被拉断时停止实验.
五.数据处理
1. 根据电子拉力机绘出的PS，PP拉伸曲线，比较和鉴别 它们的性能特征。 2. 根据PP的载荷—伸长曲线、逐点计其 ,
, / ;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P / A0 L / L0 (1 ) J ln(1 )
(MPa ) (100%) (MPa ) (100%)
P
真应力σ'为： P / A 真应变 为：
L
( A为试样瞬时截面积 )
L0
L
dLi L0 L L ln ln( ) ln(1 )(100%) L0 L L0 L0 i
假定试样在大形变时体积不变，即AL=A0L0，则真应 力可表示为：
P PL0 P 1 1 A A0 L0 A0
六.思考题
1. 改变试验的拉伸速率会对试验产生什么影响？ 2. 在试验过程中，试样的截面积变化会对最终谱图产
生什么影响？ 3.你认为在现有的试验条件下能否真实地获得或通过
计算获得瞬时地截面积A？
0
图1 典型聚合物拉伸应力-应变曲线图
弹性区: 塑性区 :
除去应力后材料能恢复原状. 材料产生塑性形变,不再恢复原状.
应力应变实验方案
运输车应力应变实验方案一、 实验目的1. 掌握用电阻应变片贴片技巧与理论分析方法；2. 掌握应力应变仪数据采集分析和使用方法；3. 验证测量应变值、理论计算值和仿真分析值的一致性；4. 做好实验与软件分析的差异性。
二、 实验原理应变片电测法是用电阻应变计测量结构的表面应变，再根据表面应变——应力关系确定结构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。
测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测点的表面。
当零件在载荷作用下产生应变时，电阻应变计发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，即可以计算被测点的应力和应变。
三、 仪器与耗材电阻式应变片（120—3AA ），接线端子，装有DCS-100A 软件的PC 机，PCD —300B 数据分析仪，硅橡胶，502胶水，聚四氟乙烯薄膜，镊子，小螺丝刀，剪刀，酒精，砂纸，电胶带，透明胶带，若干导线，称砣，弹性钢板， 220V 稳压电源，悬臂梁，万用表，电烙铁。
四、 实验内容测试运输车车架的应力应变。
五、 实验步骤1． 粘贴应变片1） 去污：为了使电阻应变片能准确的反映构件被测点的变形，必须使电阻应变片和构件表面能很好地结合。
用砂纸去除构件表面的油污、漆、锈斑等，并用纸巾搽干净构件表面以增加粘贴力，用浸有丙酮的脱脂棉球擦洗；2） 测量：用万用表测量应变片的完好性；3） 贴片：先用镊子把应变片和接线端子线性的固定在透明胶带的一边，缓慢的将带有应变片和接线端子的透明胶带贴在构件表面，然后用镊子小心翼翼的把带有应变片和接线端子这边的透明胶带挑起，将准备好的502胶水用聚四氟乙烯拨片均匀的涂在构件与透明胶带之间，然后用拇指把准备好的聚四氟乙烯薄膜片迅速垂直压在带有应变片和接线端子这边的透明胶带上，并保持一分钟时间。
去掉聚四氟乙烯薄膜片，用镊子小心翼翼的粘在应变片和接线端子上的透明胶带去掉，仔细检查贴在构件表面的应变片和接线端子是否粘贴好；4） 焊接导线：将应变片上引出的两根导线通过接线端子与外部的导线焊接在一起。
应力应变试验详解
3.50E+01
4.00E+01
4.50E+01
系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 系列7 测点1 测点3 测点10 测点11
试验结论
• 根据拟合的曲线与理论计算值的对比（这 里我们只比对一次项系数），可以认为这 样的标定结果是准确可靠的。
应力、应变电阻测量实验步骤
• 电阻应变片的信号调理电路
应力、应变电阻测量实验步骤
• 用动态应变仪调平衡 • 力的加载
将千斤顶和力传感器连接起来，通过读取力信 号的大小来控制加载大大小。
数据结果
3.50E+03
3.00E+03
2.50E+03
2.00E+03 1.50E+03 1.00E+03
测点1 y = 74.791x + 32.73
非线性小，电阻的变化同应变成线性关系 应变片尺寸小，重量轻，惯性小，具有良好的动态特性，频响好 适用于静态测量和动态测量 测量应变的灵敏度和精度高，动态测试精度可达1%，静态为0.1% 测量范围大，变形范围1%~2%
应力、应变测试方法
应力测试系统
应变片
桥盒
动态应变 仪
采集仪
电脑
应变片-------电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体 材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化。
即 将应变转化成电信号。
电桥盒-------将电阻微小的变化进行处理的测量电路 应变仪------- 用于将电桥的输出信号进行放大的高增益放大器。应变仪还有阻抗变换的
作用
应力、应变电阻测试原理
应变片的结构
应力、应变电阻测量原理
梁应力应变测量
梁应力应变测量一、实验目的1、了解电阻应变片的结构及种类；2、掌握电阻应变片的粘贴技巧；3、掌握利用电阻应变片测量应力应变的原理；4、掌握动态测试分析系统的使用及半桥、全桥的接法；二、实验内容进行悬臂梁的应变测量三、实验原理1、电阻应变片的测量技术将应变片固定在被测构件上，当构件变形时，电阻应变片的电阻值发生相应的变化。
通过电阻应变测量装置（简称应变仪）可将电阻应变片中的电阻值的变化测定出来，换算成应变或输出与应变呈正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应力或应变值。
2、电阻应变式传感器电阻应变式传感器可测量应变、力、位移、加速度、扭矩等参数。
具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简便等优点。
电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。
常用的金属电阻应变片有丝式和箔式两种。
它由敏感元件、引出线、基底、覆盖层组成，用粘贴剂粘贴在一起，如图所示。
图1 电阻应变片结构图2 电桥3、应变片的测量电路在使用应变片测量应变时，必须有适当的方法检测其阻值的微小变化。
为此，一般是把应变片接入某种电路，让它的电阻变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号，之后，只要对这个电信号进行相应的处理（滤波、放大、调制解调等）就行了。
常规电阻应变测量使用的应变仪，它的输入回路叫做应变电桥①应变电桥：以应变片作为其构成部分的电桥。
②应变电桥的作用：能把应变片阻值的微小变化转换成输出电压的变化。
常用电桥连接方法有三种：（1）单臂半桥接法： R1作为应变片（2）半桥接法：R1、R2作为应变片（3）全桥接法： R1、R2、R3、R4均为应变片电桥的和差特性：电桥的输出电压与电阻（或应变）变化的符号有关。
即相邻臂电阻或应变变化，同号相减，异号相加；而相对臂则相反，同号相加，异号相减。
利用桥路的和差特性可以提高电桥灵敏度、补偿温度影响，从复杂应力状态中测取某一应力、消除非测量应力。
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运输车应力应变实验方案
一、 实验目的
1. 掌握用电阻应变片贴片技巧与理论分析方法；
2. 掌握应力应变仪数据采集分析和使用方法；
3. 验证测量应变值、理论计算值和仿真分析值的一致性；
4. 做好实验与软件分析的差异性。
二、 实验原理
应变片电测法是用电阻应变计测量结构的表面应变，再根据表面应变——应力关系确定结构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。
测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测点的表面。
当零件在载荷作用下产生应变时，电阻应变计发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，即可以计算被测点的应力和应变。
三、 仪器与耗材
电阻式应变片（120—3AA ），接线端子，装有DCS-100A 软件的PC 机，PCD —300B 数据分析仪，硅橡胶，502胶水，聚四氟乙烯薄膜，镊子，小螺丝刀，剪刀，酒精，砂纸，电胶带，透明胶带，若干导线，称砣，弹性钢板， 220V 稳压电源，悬臂梁，万用表，电烙铁。
四、 实验内容
测试运输车车架的应力应变。
五、 实验步骤
1． 粘贴应变片
1） 去污：为了使电阻应变片能准确的反映构件被测点的变形，必须使电阻应变片和构件表面能很好地结合。
用砂纸去除构件表面的油污、漆、锈斑等，并用纸巾搽干净构件表面以增加粘贴力，用浸有丙酮的脱脂棉球擦洗；
2） 测量：用万用表测量应变片的完好性；
3） 贴片：先用镊子把应变片和接线端子线性的固定在透明胶带的一边，缓慢的将带有应变片和接线端子的透明胶带贴在构件表面，然后用镊子小心翼翼的把带有应变片和接线端子这边的透明胶带挑起，将准备好的502胶水用聚四氟乙烯拨片均匀的涂在构件与透明胶带之间，然后用拇指把准备好的聚四氟乙烯薄膜片迅速垂直压在带有应变片和接线端子这边的透明胶带上，并保持一分钟时间。
去掉聚四氟乙烯薄膜片，用镊子小心翼翼的粘在应变片和接线端子上的透明胶带去掉，仔细检查贴在构件表面的应变片和接线端子是否粘贴好；
4） 焊接导线：将应变片上引出的两根导线通过接线端子与外部的导线焊接在一起。
然后用电胶带把裸露在外面的导线固定好，最后再用万用表检测贴好的应变片是否完好。
2. 实验的标定
为了在一定程度上模拟运输车车架的承载情况，试验采用悬臂梁的形式实现标定工作，主要在一悬臂梁上粘贴应变片，通过在自由端施加已知质量的重块以施加已知载荷和弯矩，根据材料力学的理论公式26bh PL W M ==
σ则可得到在不同工况的应力理论值。
在悬臂梁上贴好应变片的前提下，通过采用PCD-300B 数据分析仪和DCS-100A 数据采集软件，将得到具有一定数值的模拟信号，将悬臂梁上悬挂重物质量、理论应力值和试验采集的应力平均值建
立线性方程，得到的数据如表1所示。
表1悬臂梁应力理论值与测量值对比表
悬挂重物质量（kg）理论应力值（MPa）试验采集的应力平均值（MPa）0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
3. 静态测试
六、实验数据及处理分析。