悬臂梁的应力测试应变片课程设计
题目：应变片课程设计悬臂梁的应力测试2015 年 1 月一、力学篇应变实验课程设计细则 ------------------- 3二、实验器材 ------------------------------------- 4三、实验预想步骤 --------------------------------- 4四、实验操作步 ----------------------------------- 5五、实验数据及分析 ------------------------------- 8六、电阻应变片的选择 ----------------------------- 8七、电阻应变片的粘贴工艺 ------------------------ 18八、实验心得 ------------------------------------ 20前言应变式传感器可以用来检测：位移压力力矩应变温度湿度光强辐射热加速度液体流量等物理参数。
目前是国内外应用量最为广泛的一种传感器，它在世界上占各类传感器80%以上。
本次课程设计根据实验室条件和应变式传感器的特点，从应变片粘贴工艺要求设计机械结构测点布置应变片电源电路应变片补偿电路检测误差分析构建圆筒偏载试验等为题，使学生从简单受力结构分析入手，运用计算机模拟软件确定测点布置，结合动手具体粘贴应变片，对应变片实测数据校准整定；从而完成一个完整的测试工作。
一、任务设计与要求1 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析简支梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；2 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析悬臂梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；3 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析传动轴受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；以上力学分析，结构分析需回答并完成以下问题：（1）应变片的种类及选取问题；（2）每位学生需要利用AUTOCAD绘制一副应变片的2D图；（3）运用proE或其它软件绘制测试对象3D图；（4）运用力学理论分析其受力情况；（5）将3D图导入ansys分析软件进行仿真分析；（6）并运用应变片粘贴工艺知识，选取相应的粘合剂；（7）完成相应的应变片粘贴过程，并进行粘贴质量检查；（8）导线的连接与固定，并对粘贴后的应变片进行标定；（9）布线和组桥方法，多个应变片误差的计算；（10）根据上述测试过程，针对起重机电机传动选取国内外标准传感器，构建实验，并注明相应的参数选取原因。
二、实验器材电阻应变片2个、钢尺板1个、塑料直尺2个、502胶水一管、胶带若干、导线若干、100欧电阻两个、干净电路板一个、蜡烛一支、万用表、5V电源。
其它辅助工具及器材皆取自实验室。
三、实验预想步骤1、用ansys软件将悬臂梁形变时的应力变化并确定最大应力点，然后截图。
2、在钢尺板上确定应变片粘贴点并用砂纸打磨干净。
3、选取相应的胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上，然后蜡封，最后用万用表检验应变片是否存在短路现象，如果短路，重新实验，如果没有短路，则进行以下步骤。
4、在干净的电路板上建立电路桥。
5、将应变片、电路板及电源连接起来。
用万用表测量起始电压、应变片的电阻。
6、给悬臂梁施加力，测量悬臂梁变性后两应变片的阻值和电路电压。
7、整理并分析数据，得出实验结果。
四、实验操作步1、运用ansys软件仿真钢尺碳素工具钢弹性模量2.00-2.20 e11 泊松比0.24-0.28 拉伸强度600MPa 屈服强度355MPa得到结果最大应力472MPa 最大应变6.36cm经过力学理论与ANSYS仿真比较，确定粘贴位置。
2、在钢尺板的粘贴点上用砂纸打磨干净。
3、用选定的502胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上，然后蜡封，最后用万用表检验应变片是否存在短路现象，如果短路，重新实验，如果没有短路，则进行以下步骤。
得出两个应变电阻值为121.4欧。
4、应变片结构俯视图5、在干净的电路板上建立电路桥。
6、连接电路，测的电源电压为4.78V。
U01=2.08V。
给悬臂梁施加4N力使之发生形变，待形变稳定后，测得应变片阻值R1=122欧，R2=120.8欧，U02=2.17V。
五、实验数据及分析R1 R2 R3 R4 E U0 应变片压力值0 N 100 100 121.4 121.4 4.78 2.084 N 100 100 122 120.8 4.78 2.17六、电阻应变片的选择1、电阻应变片的工作原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部形变转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，在通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
2、电阻应变片的分类：电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
3、应变片的电阻应变效应：所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应的改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
4、应变灵敏度：它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
（1）、金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻变大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
6、半导体的应变灵敏度：半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著的多的压阻效应。
7、金属电阻应变片金属电阻应变片的分类及其结构金属电阻应变片分为丝式、箔式，薄膜式三种。
金属丝电阻应变片的典型结构见图。
它主要由粘合层1、3，基底2、盖片4，敏感栅5，引出线6构成。
金属箔式应变片的敏感栅，则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。
金属箔栅采用光刻技术制造，适用于大批量生产。
由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点，因此，目前使用的多为金属箔式应变片，其结构见下图。
金属电阻应变片工作原理简介金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到应力作用时，其电阻随着所发生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化。
电阻应变效应的理论公式如下:由上式可知，金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中，ρ、L、S三者都要发生变化，从而必然会引起金属丝电阻值的变化。
当受外力伸张时，长度增加，截面积减小，电阻值增加;当受压力缩短时，长度减小，截面积增大，电阻值减小。
因此，只要能测出电阻值的变化，便可知金属丝的应变情况。
这种转换关系为：式中: R---金属丝电阻值的变化量;Ko---金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为常数值;ε---金属材料的轴向应变值,即,因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言,其值勤在0.24--0.4之间.。
在实际应用中，将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。
当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时，粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形，引起应变片电阻发生相应的变化。
这时，电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。
金属电阻应变片电桥电路图金属电阻应变片应用于力学测量时，需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱，采用直流放大器又容易产生零点漂移现象，故多采用交流放大器对信号进行放大处理，所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电，组成交流电桥。
根据读数方法的不同，电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。
平衡电桥仅适合测量静态参数，而不平衡电桥则适合测量动态参数。
由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似，为了方便起见，下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。
图所示电路是输出端接放大器的直流不平衡电桥的电路。
第一桥臂接电阻应变片R1，其他三个桥臂接固定电阻。
当应变片R1末发生应变时，由于没有阻值变化，电桥维持初始平衡条件的R1.R4=R2.R3，因而输出为零，即UOUT=A(Rl.R4一R2.R3)=0当应变片产生应变时，应变片产生△R1的电阻变化，电桥处于不平衡状态，此时：假设，并考虑到电桥初始平衡条件，，省略去分母中的微量，则上式可写成为从式中可以看出，输出电压正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量们。
电阻应变片的特性1、温度效应：用应变片测量应变时，除了能感受试件受力后的变形外，同样也能感受环境温度变化，并引起电阻应变片示值的变动，该效应称为温度效应。
补偿方法：通过惠斯登电桥桥路特性进行温度补偿。
在电桥一个测壁上接一个与量测片同样阻值的温度补偿应变片，测量片贴在受力构件上，既受应变作用，又受温度作用。
补偿片贴在一个与试验材料相同并置于试件附近，具有同样温度变化条件但不受外力作用。
为此，电桥对角线上的电流计的反映只是试件受力后产生的变形，温度效应得以消除。
误差补偿有何要求：（1）补偿片与工作片应该是同批产品，具有相同电阻值、灵敏系数和几何尺寸。
（2）贴补偿片的试块材料应与试件的材料一致，并应做到热容量基本相等。
（3）补偿片的贴片、干燥、防潮等处理工艺必须与工作片完全一致。
（4）连接片与工作片的位置应尽量接近，使二者处于同样温度场条件下，以防不均匀热源的影响。
（5）连接补偿片的导线应与连接工作片的导线同一规格、同一长度，并且相互平列靠近布置或捆扎成束。
补偿片的数量多少，根据试验材料特性、测点位置、试验条件的决定。
2、横向效应：应变片除了有纵向的丝栅外，还有圆弧形或直线形的横栅。
横栅即对轴向的应变敏感，也对垂直于轴向的横向应变敏感。
当把应变片粘贴在一维应力F作用下的工件上时，纵向丝栅由于产生纵向应变，电阻值增加。
而横栅由于纵向应变和横向应变的影响，电阻值减小。
实际上横向丝栅将纵向丝栅电阻的变化抵消了一部分。
这就是横向效应。
电阻应变片的测量电路应变片将应变的变化转换成电阻相对变化△R/R，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，才能用电测仪表进行测量。
实验四 悬臂梁动应变的测定
实验四悬臂梁动应变的测定
一：实验目的
熟悉DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪，掌握悬臂梁动应变的测量方法
二：实验设备及仪表
（1）DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪；
（2）扭转悬臂梁；
（3）待测电阻应变片。
三：实验方法
（1）在扭转悬臂梁上沿轴向准确贴好应变片。
（2）用半桥梁将应变片接入DH3817动态电阻应变仪
ε计（梁的材料（3）给梁逐级加砝码，使梁振动，由给梁所加重量换算出已知应变
弹性模量已知）；
ε仪记入表格。
（4）由应变仪测取每级荷载下的应变值
四：实验数据处理
h=7mm l=280mm b=28mm G=210GPa
五：结论
通过该实验掌握了DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪的使用方法，熟悉了实验
过程，为下面实验的动态分析打下了良好的实验基础。
等强度悬臂梁静态应力测试实验报告
等强度悬臂梁静态应力测试实验报告
实验名称：强度悬臂梁静态应力测试实验
实验目的：通过对悬臂梁进行静态应力测试，了解悬臂梁在不同力度下的变形和应力分布情况。
实验设备和材料：
1. 强度悬臂梁
2. 支撑杆
3. 杠杆
4. 力传感器
5. 测量仪器（如示波器、测力计等）
实验步骤：
1. 将强度悬臂梁固定在支撑杆上，确保悬臂梁处于水平放置状态。
2. 根据实验要求，选择合适的力度施加在悬臂梁上，使用杠杆将力施加到悬臂梁的端部。
3. 使用力传感器测量施加在悬臂梁上的力大小，并记录下来。
4. 利用测力计或示波器测量悬臂梁上各处的应力分布情况，并绘制应力-位置曲线。
5. 观察悬臂梁在不同力度下的变形情况，并记录下来。
6. 如果需要，可以重复以上步骤，对不同力度的情况进行测试。
实验数据处理和结果分析：
1. 将测得的力度和应力数据整理，绘制力度-应力曲线。
2. 根据应力-位置曲线，分析悬臂梁上不同位置的应力分布情
况。
3. 分析悬臂梁在不同力度下的变形情况，观察是否符合理论预期。
4. 对实验结果进行讨论和总结，指出实验中可能存在的误差和改进措施。
实验注意事项：
1. 悬臂梁固定要稳固，确保测量结果准确可靠。
2. 施加力度时要逐渐增加，避免超过悬臂梁的强度范围而造成破坏。
3. 测量仪器要校准好，确保测量精度。
4. 实验过程中要注意安全，遵守实验室规定和操作规程。
以上是对强度悬臂梁静态应力测试实验报告的一个简要介绍，具体的实验内容和实验数据处理方法可以根据实际情况进行调整和完善。
【精品】等强度悬臂梁静应变测试与分析课程设计
等强度悬臂梁静应变测试与分析设计人学号指导教师学院专业班级2013年 1 月 10日目录设计名称 (1)设计任务 (1)设备仪器 (1)DH3818静态电阻应变仪介绍 (1)设计内容 (6)设计原理 (6)实验步骤 (11)数据及其处理 (11)参考文献 (18)十、心得体会 (18)一、课题设计名称：静应力测试及分析课程设计二、设计任务①静应变力测试系统的搭建②电桥的连接方式与各自特点③被测对象的应力，应力的理论计算④理论计算与测试数据的对比分析⑤误差分析（包括理论与实际测试）三、设备仪器DH3818静态电阻应变仪、常温用电阻应变片、温度补偿片、等强度梁、万用表、质量块、502胶水、酒精、焊锡膏、磨砂皮、焊棒、棉签等。
四、DH3818静态电阻应变仪介绍（一）、概述DH3818静态应变测量仪由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。
可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变（应力）值。
广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。
若配接适当的应变式传感器，也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
特点：手控状态时，大屏数码管显示测量通道和输入应变量，且可通过功能键设置显示通道、修正系数及平衡操作；自动平衡：内置120Ω标准电阻，1／4桥（公用补偿）、半桥、全桥连接方便。
（二）、技术指标1、测量点数：有可测10点和20点两种，每台计算机可控制十六台静态应变测量仪；2、程控状态下采样速率：10测点/秒；3、测试应变范围：±19999με；4、分辨率：1με；5、系统不确定度：不大于0.5%±3με；6、零漂：≤4με/2h(程控状态)；7、自动平衡范围：±15000με，灵敏度系数K＝2.00，120Ω应变计阻值误差的±1.5%；8、测量结果修正系数范围：0.0000～9.9999(手动状态)；9、适用应变计电阻值：50～10000Ω；10、应变计灵敏度系数：1.0～3.0可进行任意修正；长导线电阻修正范围：0.0～100Ω；11、交流电源电压：220V±10％，50Hz±2％；12、仪器功率：约15W；（三）、工作原理测量原理：以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。
用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变
用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变
《用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁的应变》
一、背景介绍
应变片是一种用于测量变形的元件，它的基本原理是变形的物体会改变其材料的电阻，从而产生变化的电压。
针对复杂结构的变形测量，电阻应变片（RSP）及双臂电桥悬臂梁（DAL）作为测量变形的基本元件，具有很强的弹性和灵敏性，可以充分利用电阻的优点，在结构的动态变形测量中发挥出重要作用，为了研究该结构的应变测量，研究者选取了木材、钢材和铝材3种材料，分别结合电阻应变片及双臂电桥悬臂梁研究各种材料悬臂梁的应变测量。
二、实验研究
（1）实验器材、设备
实验器材主要包括电阻应变片（RSP）、双臂电桥悬臂梁（DAL）、电测量仪、电缆等。
（2）实验试材
实验材料主要是木材、钢材和铝材，木材应变片及悬臂梁采用绝缘纤维板制作，用来进行应变测量。
（3）实验方法
首先，研究者将电阻应变片和双臂电桥悬臂梁安装在木材、钢材和铝材上；其次，将电测量仪的输出线连接到悬臂梁两端，从而实现电路闭合；最后，当悬臂梁受到外部载荷时，通过电测量仪测量各材料悬臂梁的应变。
三、结果及分析
实验结果表明，木材、钢材和铝材悬臂梁的应变测量均得到了满意的结果。
其中，木材悬臂梁的应变测量结果为1.093 mm/m，钢材悬臂梁的应变测量结果为1.084 mm/m，铝材悬臂梁的应变测量结果为1.072 mm/m。
可见，用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁实现的应变测量结果是可靠的。
四、结论
实验表明，用电阻应变片及双臂电桥悬臂梁实现的应变测量结果是可靠的，木材、钢材和铝材悬臂梁的应变测量结果均得到了满意的结果。
因此，该方法可以有效地用于测量复杂结构的变形。
等强度悬臂梁应变参数测定
等强度悬臂梁应变参数测定等强度悬臂梁是指材料性质相同的不同形状的悬臂梁，在受到相同载荷作用下，其内部的应力分布相同。
该构件的应变参数测定是为了确定其内部的应力状态，从而进一步分析结构的安全性能。
本文介绍等强度悬臂梁应变参数测定的方案和步骤。
一、实验原理等强度悬臂梁应变参数测定采用电阻应变计技术，该技术是通过将电阻应变计粘贴在试件表面，利用应变对电阻值的影响来测量试件表面的应变值。
电阻应变计输出的电信号经过放大、滤波、放大等处理后，可以转换为应变值。
二、实验设备1、等强度悬臂梁试件。
2、电阻应变计、导线、接线盒、数据采集器等实验设备。
3、剪应变仪用于提取试件应变计的标定参考值。
4、计算机和数据处理软件用于数据采集和分析。
三、实验步骤1、试件准备a、选取长度满足悬臂梁学理论的尺寸，并确保试件材料性质相同。
b、试件表面进行粗糙度处理，以加强应变计的黏贴效果。
c、将电阻应变计粘贴在试件表面，然后按照厂家提供的说明书将应变计连接到数据采集仪器上。
2、标定应变计a、使用剪应变仪沿着悬臂梁的不同位置进行剪应变测量，以确定应变计的标定值。
3、加载试件a、安装荷载装置并调整荷载值，可通过观察数据采集软件中实时显示的应变数据和轴向变形等数据，检查试件是否出现应力分布不均、剪切振动等复杂情况。
b、根据需要，调整荷载值，当达到最大荷载时，记录其伴随的应变和变形等参数。
4、数据采集和分析a、将数据采集仪器中记录的数值转存到计算机上。
b、对数据进行去噪、滤波、放大等处理。
c、按照悬臂梁学理论，利用测量得到的应变等参数计算出应力和变形等参数。
d、通过对比试验结果，检查等强度悬臂梁的应力分布是否均匀，从而确认结构安全性。
四、实验注意事项1、确保温度和湿度稳定，避免影响应变计的工作效果。
3、应变计的标定值要准确，避免测量误差对试验结果的影响。
4、严格控制荷载速度和大小，避免试验过程中试件的破坏。
5、应及时对试件进行维护和保养，以确保其长期的使用寿命和测试精度。
悬臂梁实验简明指导书
悬臂梁实验指导一、 实验目的1、 初步掌握电测方法和多点应变测量技术；2、 测定悬臂梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论。
二、 实验设备1、 材料力学组合试验台；2、 电阻应变仪；3、 矩形截面钢梁。
三、 原理及方法如上图，梁在纯弯曲时，同一截面的上表面产生拉应变，下表面产生压应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。
分别在梁上下表面对称位置贴上应变片R1、R2，此时，可得到不同横截面的正应力σ，其理论值计算公式：ZW M =σM ：弯矩 M=P ·L （L ：载荷作用点到测试点的距离）62bh W Z = （ 抗弯截面矩量 ）温度补偿片贴在相同材料的金属上。
对每一待测应变片联同补偿片按半桥接线。
测出载荷作用下各待测点的应变ε，由胡克定律知：εσ⋅E =，于是可将实测值和理论值进行比较。
四、实验步骤及注意事项1、 按照指导书介绍的电阻应变仪使用方法，根据应变片灵敏系数k ，设定仪器灵敏系数k仪，使k 仪=k 。
2、对每一待测应变片联同补偿片按半桥接线，在本次实验中，将用导线把所有的b 端、c 端各自连通（短路），以实现各测点共用补偿片。
3、 准备好加载法码 (本次实验用的是非标准法码)。
4、 确认无加载，此时把各测点的应变调零，用应变仪的换点开关切换测点。
5、 开始进行加载、实验。
(应片仪读数为微应变)6、 加载法码时要缓慢，测量中不要挪动导线；小心操作，不要因超载压坏钢梁。
五、数据处理1、本次实验以加载一次和卸载一次为例，卸载可观察一下数据飘移的现象，多次的可以类推。
每次由P1到P3(Pmax)，在应变仪上读出各测点逐次的应变值，然后进行逐级卸载，并记录相应的应变值。
2、把所有实测数据填入数据表中，并按公式进行计算。
2P3、每一测点求出测σ对理σ的相对误差e ：%100⨯-=理测理σσσσe4、相关数据应变片灵敏系数k=2，阻值为120Ω； 悬臂梁弹性模量E=2.15×1011 Pa悬臂梁横相关几何尺寸：L=300mm 、h=10mm 、b=30mm 、1N=0.102kgf 1kgf (公斤力) =9.8N1MPa=1×106 Pa (1MPa=1N/mm 2，1Pa=1N/m 2)实验中心 机械实验室 2009年10月。
纯弯曲梁上正应力测量实验
纯弯曲梁上正应力测量实验一、实验目的1. 学习并掌握悬臂梁、在梁上测量正应力的原理和方法；2. 掌握应变片的使用方法，并能够对应变片测量结果进行处理和分析；3. 掌握数据测量和处理的方法。
二、实验原理1. 悬臂梁的基本原理悬臂梁是在一端固定，另一端悬挂自由的梁，通常用于测量其上部的受力情况。
当悬挂的重物作用在悬臂梁上时，梁会因受到弯曲而产生应力，该应力会在梁的顶端和底端产生反向的作用力，使得悬挂重物处的应力得以计算。
2. 在梁上测量正应力的原理和方法在梁上测量正应力的方法通常是利用应变片测量梁的应变，再通过材料的本构关系，将应变转换成应力。
通常情况下，对于悬臂梁而言，其应变受到压缩和拉伸的影响，因此需要使用两个应变片来分别测量这两个方向的应变。
3. 应变片的使用方法应变片通常是由两个细金属片组成的，其中一个片子是支撑物，用于将另一个片子粘贴到测量物体上。
应变片的测量原理是通过使用一个电桥，将应变片的电阻与一个标准电阻串联，进而测量应变片所处的电压。
这样，一旦应变片受到负载，其电阻发生变化，从而改变了电桥的输出电压。
最后，通过根据应变片材料的应变-电阻关系，得出测量值。
三、实验器材和材料2. 应变片；3. 电桥；4. 计算机和专业数据测量软件；5. 数据处理软件。
四、实验步骤1. 编写测量程序，将电桥的值与悬臂梁上的应变片数据记录下来；2. 使用数码示波器进一步测量电桥的输出电压，以确保精确的输入；3. 修改程序，以将使用应变片测量的应变转换为悬臂梁上的应力；4. 进行多组实验，并分别测量不同情况下悬臂梁的应变和应力；5. 通过悬臂梁的应变和应力，计算出悬挂重物的质量；6. 对实验数据进行处理和分析，撰写实验报告。
五、实验注意事项1. 在实验之前，必须一定要理解悬臂梁的测量原理和规律，并熟悉使用应变片进行测量的技术，以确保实验的准确性和可靠性；2. 实验中的数据处理要准确，需要了解数据处理的方法和技巧，以确保实验数据的准确性、真实性和可靠性；3. 实验的操作要小心谨慎，特别是接线和使用数码示波器等特殊器材的时候一定要严谨，以防止意外事故的发生。
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量一、实验目的：1、掌握应变片传感器的贴片技术。
并进行操作。
2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。
3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。
4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。
5、测定静态应变参数。
二、实验仪器：1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。
2、8120型丝式电阻应变片若干（包括连接导线）。
3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。
4、P20RC—B预调平衡箱一台。
三、实验步骤：1、贴片：（1）贴片要求表面光洁度达到▽▽6。
太光滑时用细纱布打毛。
不够光洁时也要用细纱布磨平。
（2）表面清洁处理：用细纱布祛除表面绣渍，并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。
并用白纱布擦干净。
（3）贴片方法：将502胶滴在处理好的粘合面上（用胶不宜多，胶层厚度最好在0.1mm以下。
过厚强度反而下降），用干燥的玻璃棒摊平，然后将应变片贴于上胶的梁上，稍施加接触压力即可。
如需要重新粘贴，则需要用丙酮溶剂将胶层除掉，再重复上述操作。
（4）防潮处理：胶水有吸潮能力，因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。
（5）检查贴片质量，对于不合格的贴片重新粘贴。
（6）在室温中干燥。
（放置24小时）2、静态参数测定：（1）电阻应变仪已经处于工作状态，它的（测量Ⅲ）（测量Ⅰ）挡的灵敏度调节电位器，都已在精度允许的误差范围内。
（2）接桥：在静态应变测量中，测量桥通常采用半桥接法：在A B接线柱之间接测量片，B C之间接补偿片。
测量桥接线图如下：（3）读数方法：加载后，指示电表偏出±10µε分度时，估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内，从Х1000µε，Х100µε，Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。
（4）开机过程：1）在开机之前首先检查表头，电感分压器读数盘是否都在零点位置。
实验用电测法测量等强度悬臂梁的应力
实验++用电测法测量等强度悬臂梁的应力实验4.1 用电测法测量等强度悬臂梁的应力电测法就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种方法，是实验应力分析的重要方法之一。
电测法以测量精度高、传感元件小和测量范围广等优点，在民用建筑，医学，道路，桥梁等工程实践中得到广泛应用。
例如在桥梁工程中，由于各种原因（温度改变，风，地壳运动）引起的微小变化随时存在，而这些因素均对桥梁的安全及寿命有着很大的影响。
因此，我们可以使用电测法，在室内模拟测量或检验桥梁的安全程度，目前这项技术已经在三峡工程中得到了应用。
一、实验目的1.了解电测法的基本原理；2.熟悉电阻应变片的结构及应变特性；3.熟悉悬臂梁的结构；4.学会用电测法测量等强度悬臂梁梁的应力，并与理论值进行比较。
二、实验仪器、设备和工具等强度悬臂梁实验仪，精密数字测量仪，砝码，砝码盘，数据线，游标卡尺，钢板尺。
三、实验原理1.电测法基本原理电测法的基本原理，是将电阻应变片粘贴在构件待测应变处，当试件产生机械变形时，电阻应变片亦随之伸缩，其电阻值也随之改变。
电阻改变量与电阻丝的线应变之间存在如下关系：?R?K0? (1) R式中，△R/ R为电阻应变片电阻值的相对变化量；K0为电阻丝的灵敏系数，一般情况下K0为常数；ε为试件应变。
在(1)式中，如果将△R/ R测出，即可得到试件所测部位的应变ε。
2. 电阻应变片的结构及主要特性电测法测量中的核心构件就是传感器，传感器分为很多种，如电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、光电式等等。
应变式传感器是电阻式传感器中的一种，是以应变片为传感元件的传感器，故又称电阻应变片。
按制作材料可分为金属材料和半导体材料的，金属材料的电阻应变片又可分为金属丝式的和箔式的。
⑴电阻应变片的结构由图4.1-1可知，金属丝式电阻应变片的由四个基本部分组成：敏感栅、基片和覆盖层、引线、粘结剂。
敏感栅是应变片中的重要组成部分，是由栅丝弯曲成如图4.1-1所示的几何形状而成。
悬臂梁的贴片与标定实验
01
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悬臂梁结构
采用高精度硬铝合金材料， 经过精密加工而成，具有 高刚度、低热膨胀系数等 优点。
贴片位置
在悬臂梁的关键位置粘贴 应变片，以测量其应变变 化。
固定方式
采用高强度粘合剂将应变 片粘贴在悬臂梁滞后性的 应变片，能够准确测量悬 臂梁的应变变化。
实际应用价值
本实验结论可为实际工程中悬臂梁的 设计和优化提供理论依据和技术支持。
本实验方法可应用于其他类似结构的 优化设计和性能提升，具有较广的应 用前景。
通过选择合适的贴片材料和厚度，可 以有效提高悬臂梁的固有频率和阻尼 比，从而提高结构的稳定性和减震性 能。
未来研究方向
进一步研究不同温度、湿度等环 境因素对悬臂梁性能的影响，以
贴片工艺的实施
选择贴片材料
根据实验要求，选择具有合适性 能的贴片材料，如导电胶、双面
胶等。
清洁表面
对传感器和梁表面进行清洁，去除 油污、尘埃等杂质，确保贴片牢固。
贴片操作
按照一定的顺序和技巧，将贴片材 料粘贴在传感器和梁表面，确保贴 片位置准确、平整。
标定实验的操作流程
准备标定设备
加载与卸载
准备所需的标定设备，如砝码、测力计等 ，确保其精度和可靠性。
提高其适应性和稳定性。
探索新型材料和制备工艺在悬臂 梁优化设计中的应用，以提高其
性能和降低成本。
结合数值模拟和实验研究，深入 研究悬臂梁的动态特性和优化设 计方法，以实现更为精准和高效
的优化设计。
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04 数据分析与处理
数据采集与整理
数据采集
在实验过程中，使用高精度数据 采集系统记录悬臂梁的振动信号 ，包括位移、速度和加速度等参 数。