材料力学(II)实验指导
材料力学实验指导书(正文)

实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1.测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2.测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3.观察拉压过程中的各种现象,并绘制拉伸图。
4.比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)机械性质的特点。
二、设备及仪器1.电子万能材料试验机。
2.游标卡尺。
图1-1 CTM-5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围,能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制,使得试验机的操作自动化、试验程序化,试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM -5000系列的试验机为门式框架结构,拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载(主机)、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
(1)机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座(底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱)、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架,移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转,移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时,在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验;在它的下部空间可进行压缩试验。
(2)基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台;基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统;8路高精准24Bit 数据采集系统;USB1.1通讯;专用的多版本应用软件系统等。
(3) 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程,采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线;进行数据处理分析,试验结果可自动保存;试验结束后可重新调出试验曲线,进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
材料力学实验指导

材料力学实验指导石河子大学水利建筑工程学院工程力学系王庆石河子大学实验课程教学大纲石河子大学实验课程教学大纲水利建筑工程学院工程力学系实验室材料力学室撰写人签名:汤骅许政王庆课程名称材料力学英文名称MATERIAL MECHANICS课程总学时64 实验总学时8 开设实验项目数8本大纲属1、统编 2、自编 3、借用实验教材或指导书1、统编2、自编实验者类别1、本科2、专科3、研究生4、进修生5、其它课程类型1、独立设课2、非独立设课实验考试考核方式考试实验成绩占课程成绩比例5%面向专业农水、土木、给排、机电专业开出实验项目名称序号实验项目名称实验类型学时1 测试低碳钢、铸铁的拉伸力学性能验证性实验 22 测试低碳钢、铸铁的压缩力学性能验证性实验 23 剪切实验验证性实验 24 实心圆轴扭转实验低碳钢、铸铁验证性实验 25 梁的正应力及弹性模量、泊松比的测定综合性(开放)实验 26 等强度梁应力及弹性系数测定实验综合性实验(选作) 27 弯扭组合主应力的测定设计性实验 28 压杆稳定实验综合性实验(选作) 2 备注学院意见同意该实验大纲内容安排院领导签名:刘焕芳2010 年9月10日序号实验项目名称实验内容学时分配实验类型主要仪器/设备每组人数1 拉伸实验 1.测定低碳钢屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率。
铸铁强度极限。
2.了解万能试验机的构造、原理和操作。
2 验证电子万能试验机92 压缩实验 1.测定低碳钢屈服极限,铸铁强度极限。
2.观察实验过程,分析断口特征,了解它们力学性能特点。
1 验证电子万能试验机93 剪切实验 1.测定低碳钢在剪切力作用下的抗剪强度。
2.观察破坏断口形貌并分析原因。
1 验证电子万能试验机94 扭转实验 1.测定低碳钢剪切屈服强度,抗扭强度。
2.测定铸铁抗扭强度。
3.比较低碳钢和铸铁受扭时变形规律及其破坏特征。
1 验证电子扭转试验机95 弯曲正应力实验 1.了解电测法的基本原理。
材料力学实验指导书

力学实验Experiments in Mechanics学生实验守则1.学生应按照课程教学计划,准时上实验课,不得迟到早退。
2.实验前应认真阅读实验指导书,明确实验目的、步骤、原理,预习有关的理论知识,并接受实验教师的提问和检查。
3.进入实验室必须遵守实验室的规章制度。
不得高声喧哗和打闹,不准抽烟、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。
有净化要求的实验室,进室必须换拖鞋。
4.做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程,爱护仪器设备,节约使用材料,服从实验教师和技术人员的指导。
未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其物品。
5.实验中要细心观察,认真记录各种实验数据。
不准敷衍,不准抄袭别组数据,不得擅自离开操作岗位。
6.实验时必须注意安全,防止人身和设备事故的发生。
若出现事故,应立即切断电源,及时向指导教师报告,并保护现场,不得自行处理。
7.实验完毕,应清理实验现场。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
8.实验后要认真完成实验报告,包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。
在规定的时间内交指导教师批改。
9.在实验过程中,由于不慎造成仪器设备、器皿工具损坏者,应写出损坏情况报告,并接受检查,由领导根据情况进行处理。
10.凡违反操作规程、擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的,肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度,按章予以赔偿。
目录实验一材料性能参数测定实验项目一拉伸实验 (1)项目二压缩实验 (5)项目三扭转试验 (7)项目四冲击实验 (10)实验二静态应变应力的综合测试实验项目1 拉伸时材料弹性模量E和泊松比μ的测定 (12)项目2 矩形截面梁弯曲正应力电测实验 (15)项目3 弯扭组合变形的电测试验 (18)项目4 偏心拉伸实验 (22)项目5 组合梁弯曲正应力实验 (24)项目6 工程桁架实验 (27)附录三实验数据的直线拟合 (77)附录四实验数据有效数后第一位数的修约规定 (79)附录五力学术语中英文对照索引 (83)附录六常见材料性能参数 (89)实验一 材料性能参数测定实验项目一 拉伸实验拉伸是材料力学最基本的实验,通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数,如弹性模量、强度、塑性等。
材料力学实验指导书、报告(4个项目)

材料力学实验指导书与实验报告班级:姓名:学号:土木工程学院2014年4月目录第一章绪论§1—1 材料力学实验的作用§1—2 实验须知§1—3 实验报告的书写第二章基本实验§2—1 钢材拉伸与压缩实验§2—2 弹性模量E和泊松比 测定实验§2—3 纯弯曲正应力实验第一章绪论§1—1 材料力学实验的作用材料力学实验是材料力学课程的组成部分之一,材料的力学性能测定,材料力学的结论和理论公式的验证,都有赖于实验手段。
工程上,有很多实际构件的形状和受载荷情况较为复杂,此时,应力分析在理论上难以解决,也需通过实验手段来解决。
材料力学的发展历史就是理论和实验两者最好的融合。
材料力学实验课的目的是:1.熟悉了解常用机器、仪器的工作原理和使用方法,掌握基本的力学测试技术;2.测定材料的力学性能,观察受力全过程中的变形现象和破坏特征,以加深对建立强度破坏准则的认识;3.验证理论公式,巩固和深刻理解课堂中所学的概念;4.对实验应力分析方法有一个初步的了解。
§1—2 实验须知1.实验前,必须认真预习,了解本次实验的目的、内容、实验步骤和所使用的机器、仪器的基本原理以及对课堂讲授的理论应理解透彻。
2.要按课程表指定的时间进入实验室,完成规定的实验项目,因故不能参加者应取得教师同意后安排补做。
3.在实验室内,应自觉地遵守实验室规则及机器仪器的操作规程,非指定使用之机器、仪器,不能任意乱动。
4.实验时要严肃认真,相互配合,密切注意观察实验现象,记录下全部所需测量的数据.5.按规定日期,携同原始记录,每人交实验报告一份。
字迹要求整齐、清晰,数据书写要求用印刷体,问题回答要独立思考完成,不允许抄袭。
§1—3 实验报告的书写实验报告是实验者最后交出的成果,是实验资料的总结。
实验报告应当包括下列内容:1.实验名称,实验日期,当时的温度,实验者及组员姓名。
材料力学实验2指导

实验二拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢的屈服极限ζs,强度极限ζb,延伸率δ和截面收缩ψ2.测定铸铁的强度极限ζb。
3.观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中所出现的各种变形现象。
4.比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况,分析其破坏原因,二、试件低碳钢和铸铁均采用圆形截面试件,中间直径小,两端直径大,以便安装,如下图所示。
为了试验数据具有可比性,国家对试件尺寸作了统一规定,即采用标准试件。
金属材料拉伸试件的尺寸为:d=10mm,L=10d或L=5d。
其中L是标距长度,d为试件直径。
三、实验设备和仪表1.液压万能试验机2、游标卡尺四、实验原理和方法拉伸实验时,利用试验机自动绘图装置可绘出试件的拉伸曲线,即P-△L曲线,它能形象地反映材料的变形特点以及各阶段受力和变形的关系,由此来判断材料弹性与塑性性能及承载能力。
但是P-△L曲线的定量关系不仅取决于材质,而且受试件几何尺寸的影响,为了消除这个影响,把载荷除以试件原始横截面面积A。
;把变形△L除以原始标距长度L。
,转换后得到ζ—ε曲线,用来表征材料的属性。
对低碳钢材料,实验过程分为四个阶段,如图示。
1、弹性阶段实验初,随载荷缓慢增加,测力指针匀速移动,试件变形很小,曲线呈现一段斜直线,这个阶段的变形与载荷成线性关系,在此范围内卸载,曲线与原直线重合,试件没有残余变形,只有弹性变形。
2、屈服阶段继续增加载荷,当指针无规则上下波动时,用初始瞬时效应之后的最小载荷,作为材料的屈服载荷、此阶段曲线呈锯齿形,而变形速度加快。
这表明材料暂时丧失抵抗变形的能力,是材料进入塑性的标志。
如果试件表面光洁度较高,可以清楚地看到表面有大约45°方向的滑移线。
3、强化阶段屈服阶段结束后,随着拉力的增加,伸长变形也随之加大,拉伸曲线继续上升。
这表明材料的晶粒结构又有了变化,恢复了对变形的抵抗能力。
如果在这一阶段卸载到零,则在图中得到一条卸载曲线,它与弹性阶段的直线基本平行,试件存在着残余变形。
《材料力学》实验指导书

江西应用科技学院《材料力学》实验指导书编制人:审核人:江西应用科技学院城市建设学院2015 年 5 月实验项目一 低碳钢的拉伸实验一、实验目的1.了解微机控制万能材料试验机的工作原理,演示试验机的基本操作方法;2.测定低碳钢的抗拉强度σb 、屈服强度σS 、伸长率δ及截面收缩率ψ;3.观察低碳钢在拉伸过程中的现象和试样的破坏特征,分析断口破坏原因,绘制拉伸曲线图及断口示意图。
二、实验设备万能材料试验机、游标卡尺、直尺。
三、实验原理根据国标GB228-99的试件形状如图1-1所示,图中L 0所说试件的变形就是指这一段的变形。
L c 两端是试验机夹持的部分。
试件在拉伸时,其尺寸、较,必须按国家标准GB6397-99分为比例和定标距两种试样,表1-1L=11.3A (长试件)或5.65A (短试件)。
A 点以前,杆件仅有弹性变形,且P 和L 成线性关系,即遵守虎克定律:ΔL=EAPL(1-1) A 点以后,曲线不再保持直线,至B ´点开始屈服,以后成锯齿形,B 点为载荷下降的最低点。
B ´点的数值与试件加载速度、试件形式等有关,而B 点的数值比较稳定,工程上常取B 点的载荷作为屈服载荷。
因此屈服应力σs =P s /A 。
到C 点,材料强化,曲线继续上升,至D 点试件开始出现颈缩,载荷达到最大值P b ,抗拉强度为:σb =0b P A (1-2)试件断裂后,用游标卡尺量得标距间长度L 1和试件收缩处面积A 1,则可得试件的塑性性能:δ=10L L L -×100% (1-3) ψ=10A A A -×100% (1-4) 四、实验步骤1、试件准备1)在试件中段取标距L=10d(100mm)(低碳钢试件),用试样划线机将其划分为10等份。
2)在试件标距范围内用游标卡尺测量中间和两端三处直径,每处在互相垂直的两个方向 上个测量直径一次,选取平均直径最小的一组作为计算截面面积用。
材料力学实验简明教程教学设计 (2)

材料力学实验简明教程教学设计介绍材料力学实验是一个重要的实验,它可以帮助学生掌握材料力学的基本原理。
本文将介绍材料力学实验的基本原理和实验设计。
材料力学实验基本原理材料力学是研究材料力学性能的一门学科,包括弹性、塑性、破坏、疲劳等方面。
材料力学实验是通过实验来验证材料在不同力下的行为,以此来理解材料的性能。
材料力学实验的实验设计材料力学实验通常包括以下几个步骤。
步骤一:制备样本首先需要制备材料样本,样本要求规格标准、质量可靠并能够满足实验的需要。
步骤二:测量尺寸测量样本的尺寸是材料力学实验的一个重要步骤。
通过测量材料的尺寸可以计算出它的截面积和长度,以及其他相关参数,从而计算它的应变和应力。
步骤三:施加载荷在测量了样本的尺寸之后,需要施加载荷来测试样本的性能。
加载的形式通常有单向拉伸、压缩、剪切等。
步骤四:记录数据在施加载荷的过程中,需要记录相关数据,包括力、位移等参数。
这些数据将会被用来进行后续的数据分析。
步骤五:数据分析最后,根据记录下来的数据进行数据分析,包括计算应力、应变和杨氏模量等参数,并分析样本的破坏机理。
材料力学实验教学设计对于教学设计,我们需要根据学生的学习情况来制定相应的教学计划。
以下是材料力学实验教学的一些建议。
建议一:准备充足的实验材料和设备首先,需要准备充足的实验材料和设备,确保学生可以进行多次实验以便深入理解和掌握材料力学的知识。
建议二:理论学习与实验操作相结合在教学过程中,需要理论知识与实验操作相结合,让学生在实验操作中加深对实验原理的理解。
建议三:鼓励学生探究心理在实验过程中,鼓励学生探究心理,让他们建立自己的实验思路,从而发展创造性思维。
建议四:注意实验安全最后,需要注意实验的安全问题,确保学生的人身安全,避免发生意外事故。
结论材料力学实验是帮助学生深入理解材料力学的关键性实验。
本文介绍了材料力学实验的基本原理和实验设计,并给出了材料力学实验教学的一些建议。
希望本文可以帮助到材料力学实验的教师和学生。
材料力学实验指导

. .. .专业:学号::西南交通大学峨眉校区力学实验中心一、学生实验须知1.学生进入实验室,要严格遵守实验室的各项规章制度,服从指导教师的安排;2.严禁在实验室大声喧哗和嬉戏;3.保持实验室周围的整洁,不乱扔纸屑、果皮,不随地吐痰,严禁吸烟;4.实验前应预习实验容,弄清实验目的、原理和方法;5.实验过程中应严肃认真,严格按照规定步骤操作,自己动手完成,及时记录和整理实验数据,不得转抄他人数据,要培养自己严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力;6.使用仪器设备时,应严格遵守操作规程,若发现异常现象应立即停止使用,并及时向指导教师报告。
如果因违反操作规程(或未经许可使用)而造成设备损坏,应按学校有关规定赔偿损失。
7.实验结束后,应将仪器设备和桌凳整理好并归还原位,协助打扫实验室卫生,经指导老师检查合格后方能离开实验室;8.学生应按时(最迟不超过一周时间)上交实验报告,以供老师批改统计成绩。
二、实验仪器设备介绍(一)材料力学多功能组合实验台材料力学多功能组合实验台(以下简称实验台)是方便学生自己动手做材料力学电测实验的设备,配套使用的仪器设备还有:拉压型力传感器、力&应变综合参数测试仪、电阻应变片、连接导线与梅花改刀等,并配有计算机接口,可实现数据的计算机自动采集与计算。
一个实验台可做多个电测实验,功能全面,操作简单,实验台结构如图2-1所示。
图2-1 材料力学多功能组合实验台实验台为框架式整体结构,配置有拉压型力传感器及标准测点应变计(在试件待测点表面粘贴的电阻应变片),通过力&应变综合参数测试仪(以下简称测试仪)实现力与应变的实时测量。
实验台分前后两半部分,前半部分可做弯扭组合变形实验、材料弹性模量与泊松比测定实验、偏心拉伸实验、压杆稳定实验、悬臂梁实验、等强度梁实验;后半部分可做纯弯曲梁正应力测试实验、电阻应变片灵敏系数标定实验、组合叠梁实验等。
操作规程如下:(1)将所作实验的试件通过有关附件连接到架体相应位置,连接拉压型力传感器和加载件到加载机构上。
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专业:学号:姓名:西南交通大学峨眉校区力学实验中心一、学生实验须知1.学生进入实验室,要严格遵守实验室的各项规章制度,服从指导教师的安排;2.严禁在实验室大声喧哗和嬉戏;3.保持实验室周围的整洁,不乱扔纸屑、果皮,不随地吐痰,严禁吸烟;4.实验前应预习实验内容,弄清实验目的、原理和方法;5.实验过程中应严肃认真,严格按照规定步骤操作,自己动手完成,及时记录和整理实验数据,不得转抄他人数据,要培养自己严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力;6.使用仪器设备时,应严格遵守操作规程,若发现异常现象应立即停止使用,并及时向指导教师报告。
如果因违反操作规程(或未经许可使用)而造成设备损坏,应按学校有关规定赔偿损失。
7.实验结束后,应将仪器设备和桌凳整理好并归还原位,协助打扫实验室卫生,经指导老师检查合格后方能离开实验室;8.学生应按时(最迟不超过一周时间)上交实验报告,以供老师批改统计成绩。
二、实验仪器设备介绍(一)材料力学多功能组合实验台材料力学多功能组合实验台(以下简称实验台)是方便学生自己动手做材料力学电测实验的设备,配套使用的仪器设备还有:拉压型力传感器、力&应变综合参数测试仪、电阻应变片、连接导线与梅花改刀等,并配有计算机接口,可实现数据的计算机自动采集与计算。
一个实验台可做多个电测实验,功能全面,操作简单,实验台结构如图2-1所示。
图2-1 材料力学多功能组合实验台实验台为框架式整体结构,配置有拉压型力传感器及标准测点应变计(在试件待测点表面粘贴的电阻应变片),通过力&应变综合参数测试仪(以下简称测试仪)实现力与应变的实时测量。
实验台分前后两半部分,前半部分可做弯扭组合变形实验、材料弹性模量与泊松比测定实验、偏心拉伸实验、压杆稳定实验、悬臂梁实验、等强度梁实验;后半部分可做纯弯曲梁正应力测试实验、电阻应变片灵敏系数标定实验、组合叠梁实验等。
操作规程如下:(1)将所作实验的试件通过有关附件连接到架体相应位置,连接拉压型力传感器和加载件到加载机构上。
(2)连接拉压型力传感器电缆线到测试仪后面传感器输入插座,连接电阻应变片导线到测试仪的各个测量通道接线柱上。
(3)打开测试仪电源,预热约20分钟左右,输入力传感器量程及灵敏度和应变片灵敏系数(一般首次使用时已调好,如实验项目及力传感器没有改变,可不必重新设置),在不加载(加力点上下未接触)的情况下将测力初值和应变初值调至零。
(4)在初始值以上对各试件进行分级加载,转动手轮速度要均匀,记下各级力值和待测点各通道的应变值,若已与微机连接,则全部数据可由计算机进行分析处理。
注意事项(1)每次实验前应事先接通测试仪电源,并打开测试仪电源开关,预热约20分钟左右。
(2)各项实验应从零开始加载,且不得超过规定的最终载荷值。
(3)加载机构作用行程为50mm,手轮转动到行程末端时应停止加载,以免损坏定位件。
(4)实验进行完后,应释放所加荷载,恢复到初始状态。
(5)蜗杆加载机构每半年或定期加润滑机油,避免干磨损,缩短使用寿命。
(二)XL2118C型力&应变综合参数测试仪XL2118C型力&应变综合参数测试仪具有力、应变同时测试功能,如图2-2所示。
使用前应将应变式拉压型力传感器接在仪器后面指定输入插座上,并采用一定的应变片接桥方法,根据测试要求,将相应的电阻应变片导线接入仪器的指定通道相应接线柱上形成一测量电桥,然后打开电源开关,预热一段时间即可正式加力进行测试。
图2-2 XL2118C型力&应变综合参数测试仪主要特点有:(1)全数字化智能设计,操作简单,使用方便。
(2)组桥方式全面,可组全桥、半桥、1/4桥,适合各种力学实验。
(3)配接力传感器测量拉压力,传感器配接范围广、精度高(0.01%)。
(4)测点切换采用进口优质器件程控完成,减少因开关氧化引起的接触电阻变化对测试结果的影响。
(5)采用仪器上面板接线方式,接线简单方便;接线端子采用进口端子,接触可靠,不易磨损。
(6)1个测力窗口和6个应变测试窗口,使各测点随不同载荷下的应变直观的同时显示出来,显示直观清晰,在一般情况下,不必进行通切换即可完成全部实验操作规程如下:(1)测力模块的使用方法将力传感器接在测试仪后面指定位置处→打开仪器电源开关,系统自检显示“2118”字样时按下“设定”键两秒钟→设置测力传感器最大量程值(注意:单位指示灯应指示在正确单位上)→再按一下“设定”键,设置测力传感器的灵敏系数为指定值→再按一下“设定”键,设定完毕显示END→关闭电源再打开电源即可。
(2)应变测量模块的使用方法(一般采用“统一设定”)统一设定:根据实际测试要求接好电桥→打开仪器电源开关,系统自检显示“2118”字样时按下“系数设定”键2秒钟→设置显示参数为“C1 ALL”→再按一下“系数设定”键设置显示为“C2 01”→再按一下“系数设定”键显示“CC –End-”→关闭电源再打开稍等10秒钟→→→按一下“系数设定”键,修改应变灵敏系数为“F- (正确值)”→再按一下“系数设定”键→再按一下“自动平衡”键结束设置,若发现某通道显示数值不为0,则就检查接线端是否松动→准备加力正式试验。
单独设定:根据实际测试需要接好电桥→打开仪器电源开关,系统自检显示“2118”字样时按下“系数设定”键2秒钟→设置显示参数为“C1 One”→再按一下“系数设定”键设置显示为“C2 01”→再按一下“系数设定”键显示“CC –End-”→关闭电源再打开稍等10秒钟→→→按一下“系数设定”键设置“01 (正确值)”→再按一下“系数设定”键设置“02 (正确值)”→依次类推,直到最后一点设置好后,回到测试状态→按一下“自动平衡”键,若发现某通道显示数值不为0,则就检查接线端是否松动→准备加力正式试验。
(三)电阻应变片及其桥路接法电测法的基本原理:采用专门的贴片工艺,将电阻应变片粘贴在构件表面待测点上,用电阻应变片测得待测点的线应变,再根据应变与应力之间的关系(胡克定律)确定出构件表面待测点的应力状态。
该方法不仅用于验证材料力学的某些基本理论,测量材料的机械性能参数,而且是一种主要的工程测试手段,为解决工程实际问题及从事科学研究提供了良好的实验基础。
惠斯通电桥的基本特性:具有四个桥臂,相邻桥臂所测得的线应变符号相反,相对桥臂所测得的线应变符号相同。
初始状态是四个桥臂的电阻相同,电桥处于平衡状态,一但在外力作用下,某个桥臂的电阻值发生改变,电桥将不再平衡,产生一输出信号,通过信号处理与标定,最终可得到构件待测点上的线应变。
电阻应变片在测量电桥中,往往会因环境温度的变化产生温度线应变,可利用电桥的基本特性,采用各种不同的接桥方法以达到温度补偿的目的,从复杂的变形中测量出所需要的应变分量,并可提高测量灵敏度和减少误差。
1、半桥电路接线法(1)半桥单臂(1/4桥)测量(图2-3(a)):AB桥臂接工作片,BC桥臂接温度补偿片,应变仪的读数为εd=ε1,式中ε1为AB桥臂工作片所测得的线应变。
(a)半桥单臂测量 (b)半桥双臂测量图2-3 半桥电路接线法(2)半桥双臂测量(图2-3(b)):AB与BC桥臂接工作片,温度应变相互补偿,应变仪的读数为ε d =ε1―ε2 ,式中ε1与ε2分别为AB 与BC 桥臂工作片所测得的线应变。
2、全桥电路接线法(1) 全桥对臂测量(图2-4(a )):AB 、CD 桥臂接工作片,BC 、AD 桥臂接温度补偿片,应变仪的读数为εd =ε1+ε4;(2) 全桥测量(图2-4(b )):温度自补偿,应变仪的读数为ε d =ε1―ε2-ε3+ε 4 。
(a)相对桥臂测量 (b)全桥测量图2-4 全桥电路接线法(四)XL3410S 多功能压杆稳定实验装置XL3410S 多功能压杆稳定实验装置的外形结构如图2-5所示,该实验台主要是为完善和改进材料力学教学实验而研制,压杆稳定作为材料力学教学中的一个难点,可增加学生对压杆承载及失稳的感性知识,加深对压杆承载特性的认识,理解理想压杆是实际压杆的一种抽象,并正确认识二者的联系与差别,感受并实际测量不同支承条件(约束)对同一压杆承载能力的显著影响。
实验装置采用螺旋千斤式加载手轮进行加载,经压力传感器由“力&应变综合参数测试仪(后简称:测试仪)”的测力单元测出力的大小,并由机械电子百分表的表盘直接读出压杆轴向位移的大小,或将机械电子百分表按全桥接法接在测试仪的应变测试单元上,间接测出压杆轴向位移。
实验前应将压力传感器接入测试仪后面指定插座上,并将位移传感器(机械电子百分表)的导线端接在测试仪上面任一通道上形成全桥,以测量压杆轴向位移,选择压杆不同的两端约束(或加中间约束)组合方式,安装好弹性压杆,调试测试仪为正常状态即可正式实验。
因实验装置已具备了加力、测力(配置测力仪)和测位移(使用自身刻度盘或百分表)三项基本功能,故除了做弹性压杆稳定实验外,还可兼做其它力学实验与小型结构的静载实验。
利于实验室的多台并列配置,方便学生自主实验。
其功能还可进一步扩充和完善,为材料力学(及结构力学)实验教学的创新提供了必要的实验平台。
1、主要功能:图2-5压杆稳定实验装置基本实验项目(1)两端铰支(2)一端固定,一端铰支(3)两端固定(4)两端铰支,中间约束可增选实验项目(1)一端铰支,一端自由(2)一端铰支,一端可侧滑(3)一端固定,一端可侧滑(4)一端固定,一端自由(5)一端弹性支撑,一端铰支(6)一端弹性支撑,一端固定(7)一端弹性支撑,一端自由(8)一端弹性支撑,一端可侧滑2、主要技术数据(1)实验台重:7.5kg(2)外形尺寸:200×200×610mm(3)最大载荷:2kN(4)测力传感器示值误差:≤±2%(5)轴向位移测量误差:≤±0.02mm(6)台体顶、底板中心偏离:≤±1mm(7)试件截面尺寸:20×2mm(8)试件材料弹性模量:E=206GPa(9)试件初弯曲率(δ/l):≤1/100003、操作规程如下:(1)将力传感器接在测试仪的后面指定位置,并将百分表接在测试仪的应变测量单元。
(2)在测试仪的测力功能模块处设置力传感器的最大量程和灵敏系数。
(3)在测试仪的应变功能模块处设置机械电子百分表的应变灵敏系数。
(4)调节实验装置的底脚螺母,使装置处于水平固定位置。
(5)按照从下到上的顺序,安装好试验用弹性压杆。
(6)顺时针缓慢转动加载手轮给弹性压杆加力,并记录数据。
三、实验项目及内容实验一:偏心拉伸变形实验(拉弯组合变形实验)一、实验目的和要求1.测定偏心拉伸时最大正应力,验证迭加原理的正确性。
2.分别测定偏心拉伸时由轴力和弯矩所产生的应力。