冲击动应力实验报告

冲击动应力实验

一、实验目的

1．分析梁在冲击载荷作用下，梁的最大动应变和冲击高度之间的关系；

2．利用测试分析软件，测量梁的冲击振动固有频率；

二、实验仪器和设备

1．等强度梁冲击实验装置一台；

2．冲击动应变动荷系数测试仪一台；

3．上位机测试分析软件一套。

三、实验原理和方法

等强度梁

动砝码

立

柱

释载机构

调节螺钉

图一.实验装置结构示意图

实验装置如图一所示。具体为：

1.梁的参数为：

弹性模量E＝70Gpa，最大宽度B=30mm，长度L＝300mm，厚度h=4mm，冲击砝码质量m=200g。

2.梁的水平调节：

梁的底板由四个可调螺钉支承，螺钉用于调节装置的水平位置。

3.加载方式：

释放冲击载荷的机构由曲柄连杆机构组成，通过移动导轨上的上下安装的柱形手柄使夹头张开或合拢，达到释放或托住冲击砝码的目的。当载荷稳定时，

即为静态载荷。 4.取下砝码：

先拔出连接等强度梁和吊杆的销子，则吊杆和梁分离，或转动圆形托盘，使得其从下面脱落，可以自然取下冲击砝码。 5.调整冲击高度：

冲击实验可以通过调节托盘的高度，在一定范围内以任意高度冲击，通过观察吊杆旁边的直尺，调节冲击的高度。 6.选择应变片：

在梁的两个不同的截面上，在上下表面沿梁的轴线方向分别粘贴应变片，靠近固定端的两个应变片用绿颜色导线引出，上面标号为1下面标号为2，另外两个应变片用白颜色导线引出，上面标号为3，下面标号为4。应变片的电阻值为120欧姆，灵敏系数K=2.10，实验者可以根据需要选用其中两个不同表面的应变片组成半桥，也可以用4个应变片组成全桥进行测量。

实验原理和方法如下：

首先选择测量桥路，可以使用全桥或半桥。利用冲击动应变动荷系数测试仪测量梁的静态读数应变εj ，然后选择不同的冲击高度h,测量最大冲击动态读数应变εd ，则动荷系数K d 为：

j

d

Kd εε=

(1) 并同时可以测得梁振动时的频率f 。

B

L

b (x )

x

h

图2 等强度梁结构参数

最大挠度和最大应变分别为(x=0)：

3

3max

6EBh

PL y j ==∆ (2) 2

6EBh

PL

j =

ε (3) 而动荷系数Kd 为：

j

h Kd ∆++='

211 (4)

式中，h ’为冲击高度。 梁的刚度系数k 为：

3

3

max 6L EBh y P k =

= (5) 梁的固有频率为：

3

3

062121mL

EBh m K f π

π=＝

(6) 四、实验步骤

1． 联接电桥。通过后面板的接线柱连接应变片：(注意：梁上表面应变片接入AB 、CD ，下表面应变片接入BC 、AD)

（1）半桥接线法：将两个应变片分别接入AB 和BC,同时通过前面板的按键将仪器设定为半桥工作方式，半桥工作指示灯亮；

（2）全桥接线法：将四个应变片分别接入AB 、BC 、AC 和CD,同时通

过前面板的按键将仪器设定为全桥工作方式，全桥工作指示灯亮； 2．静态测试操作过程

（1）开机后进入默认状态（静态，半桥状态），显示“E*****”并且相应

的指示灯亮。

（2）根据半桥、全桥接线选择相应的工作状态,并且相应的指示灯亮。

（3）在空载情况下，等系统稳定后按“清零”键，显示“E****0”。 （4）加载荷后，等系统稳定后读出应变值。 3．动态测试操作过程

（1）在静态测试过程中加载荷后，等系统稳定后按确认键。 （2）取下载荷按“动/静“键转换到动态状态。

（3）按“启动“键，进行冲击实验。显示出最大读数值，

（4）按“查询”键，查询冲击固有频率。

4．如果测试仪通过RS232联接了上位计算机，上述2、3步骤亦可通过启动DTCJ程序，利用鼠标操作。

五、实验结果处理

梁端部的静态位移∆j=2.33mm，静态应变为279με。

六．思考题

1．在梁动荷系数计算过程中为什么不要考虑梁的质量？

2．梁固有频率和衰减振动频率是什么关系，振动阻尼很小时，两者会出现

什么测量？