XL3418S材料力学多功能实验装置电测实验指导书新

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材料力学实验指导书

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6.2试件装夹
6.2.1调定系统的工作压力
打开“压力调节手轮”,关闭“进油手轮”,“油泵启动”“拉伸下行”打开进手轮至正常工作位置,油缸活塞杆下行至最低位置,此时压力表指示的压力就是系统工作时的最大压力,通过调整“压力控制手轮”的位置调节系统工作压力至要求值,梁纯弯曲正应力电测试验时,系统的工作压力设定为2MPa。关闭“进油手轮”、“油泵停止”、“拉压停止”。
4.2 装夹、加载方案
安装好的试件如图5.2所示。试验时,四点弯曲梁通过销轴安装在支座的长槽孔内,形成滚动铰支座。梁向下弯曲时,荷载通过分配梁等量地分配到梁上部两半圆形加载槽,梁向上弯曲时,荷载通过分配梁等量地分配到梁下部两半圆形加载槽,分配梁的两个加载支滚,一个为滚动铰支座,一个为滑动铰支座,这样就可保证梁在弯曲加载时不产生其它附加荷载。分配梁通过加载大销轴与弯曲、弯扭转接套联接,转接套通过保险小销轴与油缸活塞杆上的短转换杆联接,这样当控制油缸活塞杆下行时,梁便向下弯曲,梁上部受压,下部受拉,当控制油缸活塞杆上行时,梁便向上弯曲,梁上部受拉、下部受压。为使梁在反复弯曲过程中有一过渡阶段及安装方便,保险小销轴与油缸活塞杆上的短转换杆联接采用长槽联接的方式。
2、验证纯弯梁的弯曲正应力公式。
3、观察纯弯梁在双向交变加载下的应力变化特点。
3、实验原理
梁纯弯曲时,根据平面假设和纵向纤维之间无挤压的假设,得到纯弯曲正应力计算公式为:
式中: —弯矩 —横截面对中性层的惯性矩 —所求应力点的纵坐标(中性轴为坐标零点)。
由上式可知梁在纯弯曲时,沿横截面高度各点处的正应力按线性规律变化,根据纵向纤维之间无挤压的假设,纯弯梁中的单元体处于单纯受拉或受压状态,由单向应力状态的胡克定律 可知,只要测得不同梁高处的 ,就可计算出该点的应力 ,然后与相应点的理论值进行比较,以验证弯曲正应力公式。

材料力学实验指导书(工科类专业).

材料力学实验指导书(工科类专业).

实验一 拉伸实验一、 实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R (s σ)、抗拉强度m R (b σ)、断后伸长率A 11.3(δ10)和断面收缩率Z (ψ)。

2.测定铸铁的抗拉强度m R (b σ)。

3.比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)在拉伸时的力学性能和断口特征。

注:括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、 设备及试样1.电液伺服万能试验机。

2.0.02mm 游标卡尺。

3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。

把原始标距段L 0十等分,并刻画出圆周等分线。

4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注:GB/T228-2002规定,拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。

比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。

比例系数k 取5.65时称为短比例试样,k 取11.3时称为长比例试样,国际上使用的比例系数k 取5.65。

非比例试样0L 与0S 无关。

三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢。

这类钢材在工程中使用较广,在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

ΔL (标距段伸长量)低碳钢拉伸图(F —ΔL 曲线)以轴向力F 为纵坐标,标距段伸长量ΔL 为横坐标,所绘出的试验曲线图称为拉伸图,即F —ΔL 曲线。

低碳钢的拉伸图如上图所示,F eL 为下屈服强度对应的轴向力,F eH 为上屈服强度对应的轴向力,F m 为最大轴向力。

F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。

为了消除试样尺寸的影响,把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力,也叫工程应力,用σ表示。

同样,试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距LO 得到名义应变,也叫工程应变,用ε表示。

σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似,但消除了儿何尺寸的影响,因此代表了材料本质属性,即材料的本构关系。

低碳钢应力—应变图(σ—ε曲线)典型低碳钢的拉伸σ—ε曲线,如上图所示,可明显分为四个阶段:(1)弹性阶段oa ’:在此阶段试样的变形是弹性的,如果在这一阶段终止拉伸并卸载,试样仍恢复到原先的尺寸,试验曲线将沿着拉伸曲线回到初始点,表明试样没有任何残余变形。

材料力学实验指导书(土木专业)

材料力学实验指导书(土木专业)

材料力学实验指导书(适用于土木工程各专业,6学时)专业:_____________班级:_____________学号:_____________姓名:_____________学期:_____________指导教师:_____________华中科技大学力学系基本要求实验前:1. 通过网上预约实验时间和实验项目。

按每个学生小班进行预约。

2. 必须预习并完成每项实验后面所附的思考题。

3. 必须了解实验室有关注意事项。

实验中:4. 遵守各实验室相关规定和课程时间安排。

5. 按照实验指导书要求进行实验。

6. 实验中遇到问题及时向指导老师报告。

7. 保质保量完成实验项目。

实验后:8. 将本实验指导书打印并装订成册 9. 认真完成实验报告。

10. 全部完成实验后,提交给材料力学任课教师。

实验一 金属材料的拉伸和压缩实验实验日期:_____年____月____日 同组人:_____________________________实验1.1 金属材料的拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢(Q235 钢)的强度性能指标:上屈服强度sU σ,下屈服强度sL σ和抗拉强度b σ。

2.测定低碳钢(Q235 钢)的塑性性能指标:断后伸长率δ和断面收缩率ψ。

3.测定铸铁的强度性能指标:抗拉强度b σ。

4.观察、比较低碳钢(Q235 钢)和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。

5. 学习试验机的使用方法。

二、设备和仪器1.材料试验机。

2.电子引伸计。

3.游标卡尺。

三、试样本次实验采用d 0=10mm 的圆形截面短比例试样。

比例试样的0L =K =5.65。

四、实验步骤试样材质辩识:铸铁试样颜色较深,表面可见凸起的小颗粒,竖直落地时声音沉闷;而低碳钢颜色较亮,表面可见刀纹,竖直落地时声音轻脆。

1.测量试样尺寸直径d 0在试样标距两端和中间三个截面上测量直径,每个截面在相互垂直方向各测量一次,取其平均值。

材料力学实验指导书(机械)

材料力学实验指导书(机械)

(机械学院、包装与印刷学院)目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验 (2)实验二金属材料的压缩实验 (5)实验三弯曲正应力电测实验 (8)实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验一、实验目的和要求1、 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系。

2、 测定低碳钢的弹性模量E 。

3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ;强度极限b σ,伸长率δ和截面收缩率φ4、测定铸铁的强度极限b σ。

5、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时的力学性质。

6、了解CMT 微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法。

二、实验装置和原理实验仪器设备:CMT 微机控制电子万能实验机、电子式引伸计、游标卡尺、拉伸试件。

试件制备:实验采用的圆截面短比例试件按国家标准(GB/T 228-2002)制成,如图1-1所示。

这样可以避免因试件尺寸和形状的影响而产生的差异,便于各种材料的力学性能相互比较。

图中:d 0为试件直径,L 0为试件的标距,并且短比例试件要求L 0=5d 0。

图 1-1实验原理:试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸。

试件在开始拉伸之前,设置好保护限位圈,微机控制系统首先进入POWERTEST3.0界面。

试件在拉伸过程中,POWERTEST3.0软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图1—2,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断。

低碳钢试件的拉伸曲线(图1—2a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。

铸铁试件的拉伸曲线(图1—2b)比较简单,既没有明显的直线段,也没有屈服阶段,变形很小时试件就突然断裂,断口与横截面重合,断口形貌粗糙。

抗拉强度σb 较低,无明显塑性变形。

与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试件的屈服载荷Fs 。

、最大载荷Fb 和铸铁试件的最大载荷Fb 。

图1—2三、实验步骤和数据处理实验步骤:1.测量试件的初始直径d0和初始标距长度l0:在试件标距段的两端和中间三处测量试件直径,每处直径取两个相互垂直方向的平均值,做好记录。

材料力学实验指导书工科类专业

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材料力学实验指导书(工科类专业)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:实验一 拉伸实验一、 实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R (s σ)、抗拉强度m R (b σ)、断后伸长率A 11.3(δ10)和断面收缩率Z (ψ)。

2.测定铸铁的抗拉强度m R (b σ)。

3.比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)在拉伸时的力学性能和断口特征。

注:括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。

二、 设备及试样 1.电液伺服万能试验机。

2.0.02mm 游标卡尺。

3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。

把原始标距段L 0十等分,并刻画出圆周等分线。

4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。

注:GB/T228-2002规定,拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。

比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。

比例系数k 取5.65时称为短比例试样,k 取11.3时称为长比例试样,国际上使用的比例系数k 取5.65。

非比例试样0L 与0S 无关。

三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢。

这类钢材在工程中使用较广,在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。

F (轴向拉力)ΔL (标距段伸长量)初始瞬时效应F eL F eH F mOA 'A BCD低碳钢拉伸图(F —ΔL 曲线)以轴向力F 为纵坐标,标距段伸长量ΔL 为横坐标,所绘出的试验曲线图称为拉伸图,即F —ΔL 曲线。

低碳钢的拉伸图如上图所示,F eL 为下屈服强度对应的轴向力,F eH 为上屈服强度对应的轴向力,F m 为最大轴向力。

F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。

为了消除试样尺寸的影响,把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力,也叫工程应力,用σ表示。

理论力学多功能实验装置

理论力学多功能实验装置

TME—1型理论力学多功能实验装置实验指导书杜锦才浙江大学机械与能源工程学院2003年10月实验一实验方法测定物体的重心一、实验目的:1、通过实验加深对合力概念的理解;2、用悬挂法测取不规则物体的重心位置;3、用称重法测取重力摆(两个圆盘和一跟直杆可自由组合成不同的摆)的重心位置并用力学方法计算重量。

二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验装置;2、不规则物体(各种型钢组合体);3、重力摆模型;4、弹簧秤。

三、实验原理物体的重心的位置是固定不变的。

再利用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理,我们可以用悬挂的方法决定重心的位置;又利用平面一般力系的平衡条件,可以测取杆件的重心位置和物体的重量。

四、实验方法和步骤A、悬挂法1、从柜子里取出求重心用的组合型钢试件,用将把它描绘在一张白纸上;2、用细索将其挂吊在上顶板前面的螺钉上(平面铅垂),使之保持静止状态;3、用先前描好的白纸置于该模型后面,使描在白纸上的图形与实物重叠。

再用笔在沿悬线在白纸上画两个点,两点成一线,便可以决定此状态的重力作用线;4、变更悬挂点,重复上述步骤2-3,可画出另一条重力作用线;5、两条垂线相交点即为重心。

B、称重法1、取出实验用平衡摆。

按图将摆通过线绳悬挂于实验装置的前面顶板上,其中的一端挂于钩秤上,并使摆杆保持水平。

2、读取钩秤的读数,并记录;3、将钩秤置换到另一端,并使摆杆保持水平;4、重复步骤2;五、数据记录与处理A、悬挂法(请同学另附图)B、称重法六、注意事项1、实验时应保持重力摆水平;2、弹簧称在使用前应调零。

七、思考题1、实验时重力摆不能保持水平,对实验精度有何影响?2、试分析可能引起误差的原因。

实验二求振动系统的刚度系数和固有频率一、实验目的:1、了解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定;2、求取振动系统的固有频率;3、了解考虑弹簧质量时,对振动周期的影响并进行等效质量的计算。

二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验装置;2、100g砝码1个,200g砝码2个;3、砝码托盘一个;三、实验原理弹簧质量组成的振动系统,在弹簧的线性变形范围内,系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。

材料力学实验指导书-下学期

材料力学实验指导书-下学期

实验四 弯曲正应力一、实验目的1、初步掌握电测方法和多点应变测量技术。

2、测定梁在纯弯曲和横力弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。

二、实验设备1、CM-1A-10型数字静态应变仪2、BWQ-1型纯弯曲梁实验装置3、测力仪三、实验原理在载荷P 作用下的矩形截面梁如图(4-1)所示。

在梁的中部为纯弯曲,弯矩为Pa M 21=。

在左、右两端长为a 的部分内为横力弯曲,弯矩为)(21c a P M -=。

在梁的前后两个侧面上,沿梁的横截面高度,每隔4h贴上平行于轴线的应变片。

图中编号带撇的应变片表示贴在背面。

温度补偿块要放置在钢梁的附近。

对每一待测应变片联同温度补偿片按半桥接线,如图4-1(b )所示。

测出载荷作用下各待测点的应变ε,由胡克定律知εσE = (4-1)图4-1另一方面,由弯曲公式IMY=σ,又可算出各点应力的理论值。

于是可将实测值和理论值进行比较。

实验采用增量法。

估算最大载荷max P 时,使它对应的最大弯曲正应力为屈服极限s σ的(0.7~0.8),即max P ≤(0.7~ 0.8)s abh σ33。

选取初载荷0p ≈0.1max p 。

0p 至max p 可分成四级或五级加载,每级增量即为P ∆。

四、电测应力分析原理电阻应变仪是测量微小变形的仪器,CM-1A-10型数字静态应变仪是电阻应变仪的其中一种。

对于梁的纯弯曲实验及主应力测定实验,采用静态应变测试仪来测量变形是最为合适的。

1、电阻应变片电阻应变片是由金属电阻丝往复绕成敏感栅用粘结剂固定在绝缘基底上,两端加焊引出线,并加盖复盖层而成的,其构造如图4-2所示。

其电阻值多采用Ω=120R ,使用时将电阻应变片用专用胶水(例如502胶)牢固地粘贴在试件的欲测部位,若试件在该处沿电阻丝方向 发生线变形时,电阻丝也随之变形,从而引起电 阻丝电阻值发生变化。

实验结果表明,在一定应 变范围内,电阻丝的电阻改变率RR∆与应变l l ∆=ε成正比,即:εK R R=∆(4-2) 式中K 称为应变片的灵敏系数,它是电阻应变片 的重要技术参数。

材料的力学性能实验指导书

材料的力学性能实验指导书

材料的力学性能学生实验指导书试验一单向拉伸实验(2学时、必做)拉伸实验是最重要的应用最广泛的材料力学性能实验方法,它可以测定材料的弹性、塑性、强度、应变硬化和韧性等重要的力学性能指标,这些指标是研究新材料、合理使用现有材料、结构设计、预测材料的其它力学性能和改善材料力学性能等的基础。

基本要求:1)掌握金属拉伸性能指标的测定方法;2)学会正确使用和操作拉伸实验设备和仪器。

实验内容:1)观察拉伸实验过程中拉伸曲线与试样形状的变化及其对应关系;2)用图解法测定金属材料强度指标和塑性指标;3)用引伸计测定金属材料的弹性指标。

试验原理:用拉伸力将试样拉伸,一般拉至断裂以便测定力学性能。

实验指导:1、试验设备和条件1)试验机各种类型试验机均可使用,试验机误差应符合JJGl39—83《拉力、压力和万能材料试验机检定规程》或JJGl57—83《小负荷材料试验机检定规程》的1级试验机要求。

2)引伸计引伸计(包括记录器或指示器)应进行标定,标定时引伸计的工作状态应尽可能与试验时的工作状态相同。

经过标定的引伸计,在日常试验前应注意检查,当引伸计经过检修或发现异常,应进行标定。

3)试验速度应根据材料性质和试验目的确定。

除有关标准或协议另作规定外,拉伸速度一般应符合3~10 MPa/s 要求。

2、试样尺寸的测量:1)试样原始横截面积的测定圆形试样横截面直径应在标距的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次,取其算术平均值,选用三处删得横截面积中最小值。

矩形试样横截面尺寸(宽度和厚度)应在标距的两端及中间处测量,选用三处测得横截面积最小值。

2)试样原始标距的标记和测量可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距,标记不应影响试样断裂,对于脆性试样和小尺寸试样,建议用快干墨水或带色涂料标出原始标距。

如平行长度比原始标距长许多(例如不经机加工试样),可以标出相互重叠的几组原始标距。

比例试样原始标距的计算值,对于短比例试样应修约到最接近5mm的倍数,对于长比例试样应修约到最接近10mm的倍数。

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XL3418S 多功能材料力学实验电测实验报告书秦皇岛市协力科技开发有限公司力学实验规则及要求一、作好实验前的准备工作(1)按各次实验的预习要求,认真阅读实验指导复习有关理论知识,明确实验目的,掌握实验原理,了解实验的步骤和方法。

(2)对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理,以及操作注意事项。

(3)必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。

二、严格遵守实验室的规章制度(1)课程规定的时间准时进入实验室。

保持实验室整洁、安静。

(2)未经许可,不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。

(3)作实验时,应严格按操作规程操作机器、仪器,如发生故障,应及时报告,不得擅自处理。

(4)实验结束后,应将所用机器、仪器擦拭干净,并恢复到正常状态。

三、认真做好实验(1)接受教师对预习情况的抽查、质疑,仔细听教师对实验内容的讲解。

(2)实验时,要严肃认真、相互配合,仔细地按实验步骤、方法逐步进行。

(3)实验过程中,要密切注意观察实验现象,记录好全部所需数据,并交指导老师审阅。

四、实验报告的一般要求实验报告是对所完成的实验结果整理成书面形式的综合资料。

通过实验报告的书写,培养学习者准确有效地用文字来表达实验结果。

因此,要求学习者在自己动手完成实验的基础上,用自己的语言扼要地叙述实验目的、原理、步骤和方法,所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实验结果、问题讨论等内容,独立地写出实验报告,并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录第一章绪论 (1)§1-1实验的内容 (1)§1-2 试验方法和要求 (1)第二章实验设备及测试原理 (2)§2-1组合式材料力学多功能实验台 (2)§2-2 电测法的基本原理 (4)第三章材料力学电测实验 (8)实验一纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验 (8)实验二电阻应变片灵敏系数标定 (11)实验三材料弹性模量E、泊松比µ的测定 (13)实验四偏心拉伸实验 (17)实验五薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 (20)实验六等强度梁实验 (24)实验七悬臂梁实验 (33)实验八压杆稳定实验 (37)增加实验项目实验九组合梁弯曲正应力实验 (40)实验十切变模量G测定实验 (44)实验十一纯扭转实验 (46)第一章绪论§1-1实验的内容实验教学作为材料力学课程的一个重要组成部分,对于提高学生实践能力、设计能力具有重要意义,电测实验具体包含以下两个方面内容:1、验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型,再由科学假设推导出一般公式,如纯弯曲梁和纯扭转圆轴(或筒)等的分析都使用了平面假设。

用实验验证这些理论的正确性和适用范围,有助于加强学生对理论的理解和认识。

2、实验应力分析工程上许多实际构件的形状和受载情况,都十分复杂。

关于它们的强度问题,仅依靠理论计算,不易得到满意的结果。

近几十年来出现了用实验分析方法确定构件在受力情况下应力状态的学科。

它可用于研究固体力学的基本规律,为发展新理论提供论据,同时又是提高工程设计质量,进行失效分析的一种重要手段。

§1-2实验方法和要求材料力学实验过程中主要是测量作用在试件上的载荷和试件产生的变形,它们往往要同时测量,要求同组同学必须协同完成,因此,实验时应注意以下几方面:(一)实验前的准备工作要明确实验目的、原理和实验步骤,了解实验的方法、拟订加载方案,设计实验表格以备使用。

实验小组成员,应分工明确,分别有记录、测变形和测力者。

(二)进行实验未加载前,首先检查仪器安放是否稳定,按要求接好传感器和试件;接通电源后,力&应变综合测试仪中拉压力和应变量是否调零;检查无误后即可进行实验,实验过程严格按照学生实验守则来完成。

(三)书写实验报告实验报告应当包括下列内容1.实验名称、实验日期、实验者及同组成员2.实验目的及装置3.使用的仪器设备4.实验原理及方法5.实验数据及其处理6.计算和实验结果分析第二章实验设备及测试原理§2-1组合式材料力学多功能实验台组合式材料力学多功能实验台是方便同学们自己动手作材料力学电测实验的设备,一个实验台可做多种电测实验,功能全面,操作简单。

一、构造及工作原理1、外形结构XL3418S材料力学实验装置采用钢板底座,悬臂式加载机构,可旋转改换位置进行材料力学实验。

表面经过细致处理并通过喷塑加工使产品外观和牢固程度大大提高,结构紧固耐用;其外形结构如图2-1。

121112103 984756图2-11.加载臂;2.加载臂升降手轮;3.悬臂梁、等强度梁安装支座;4.扭转筒锁紧手柄;5.扭转筒;6.实验台立柱;7.纯弯曲梁;8.纯弯曲梁连接件;9.拉伸、偏心拉伸试件;10.拉压力传感器;11.加载臂锁紧手柄;12.加载手轮2、加载原理加载机构为内置式,采用蜗轮蜗杆及螺旋传动的原理,在不产生对轮齿破坏的情况下,对试件进行施力加载,该设计采用了两种省力机械机构组合在一起,将手轮的转动变成了螺旋千斤加载的直线运动,具有操作省力,加载稳定等特点。

3、工作机理实验台采用蜗杆和螺旋复合加载机构,通过传感器及过渡加载附件对试件进行施力加载,加载力大小经拉压力传感器由力&应变综合参数测试仪的测力部分测出所施加的力值;各试件的受力变形,通过力&应变综合参数测试仪的测试应变部分显示出来,该测试设备备有微机接口,所有数据可由计算机分析处理打印。

二、操作步骤1、将所作实验的试件通过有关附件连接到实验台相应位置,连接拉压力传感器和加载件到加载机构上去。

2、连接传感器电缆线到仪器传感器输入插座,连接应变片导线到仪器的各个通道接口上去。

3、打开仪器电源,预热约20分钟左右,输入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,如实验项目及传感器没有改变,可不必重新设置),在不加载的情况下将测力量和应变量调至零。

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,记下各级力值和试件产生的应变值进行计算、分析和验证。

如已与微机连接,则全部数据可由计算机进行简单的分析并打印。

三、注意事项1、每次实验最好先将试件摆放好,仪器接通电源,打开仪器预热约20分钟左右,讲完课再作实验。

2、各项实验不得超过规定的终载的最大拉压力。

3、加载机构作用行程为50mm,手轮转动快到行程末端时应缓慢转动,以免撞坏有关定位件。

4、所有实验进行完后,应释放加力机构,最好拆下试件,以免闲杂人员乱动损坏传感器和有关试件。

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。

§2-2 电测法的基本原理电测法的基本原理是用电阻应变片测定构件表面的线应变,再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。

这种方法是将电阻应变片粘贴的被测构件表面,当构件变形时,电阻应变片的电阻值将发生相应的变化,然后通过电阻应变仪将此电阻变化转换成电压(或电流)的变化,再换算成应变值或者输出与此应变成正比的电压(或电流)的信号,由记录仪进行记录,就可得到所测定的应变或应力。

其原理框图如图2-2。

图2-2 电测技术原理图电测法的优点:1.测量灵敏度和精度高。

其最小应变为1με(με—微应变,1με=10-6ε)。

在常温静态测量时,误差一般为1~3%;动态测量时,误差在3~5%范围内。

2.测量范围广。

可测±1~2×104με;力或重力的测量范围10-2~105N 等。

3.频率响应好。

可以测量从静态到数105Hz 动态应变。

4.轻便灵活。

在现场或野外等恶劣环境下均可进行测试。

5.能在高、低温或高压环境等特殊条件下进行测量。

6.便于与计算机联结进行数据采集与处理,易于实现数字化、自动化及无线电遥测。

电测法测量电路及其工作原理1、电桥基本特性通过电阻应变片可以将试件的应变转换成应变片的电阻变化,通常这种电阻变化很 小。

测量电路的作用就是将电阻应变片感受到的电阻变化率△R/R 变换成电压(或电流)信号,再经过放大器将信号放大、输出。

测量电路有多种,惠斯登电路是最常用的电路,如图2-3。

设电桥各桥臂电阻分别为R 1、R 2、R 3、R 4,其中任一桥臂都可以是电阻应变片。

电桥的A 、C 为输入端接电源E ,B 、D 为输出端,输出电压为U BD 。

从ABC 半个电桥来看,A 、C ()R R E I 211+= R 1两端的电压降为 ()R R E R R I U AB21111+==同理,R 3两端的电压降为 ()R R E R R I U AB43333+== 2-3因此可得到电桥输出电压为()()()()()R R R R E R R R R R R E R R R E R U U U AD AB BD 43213241433211++-=+-+=-=由上式可知,当R R R R 3241= 或 R R R R 4321=时,输出电压U BD 为零,成为电桥平衡。

设电桥的四个桥臂与粘在构件上的四枚电阻应变片联接,当构件变形时,其电阻值的变化分别为:R 1+△R 1 、R 2+△R 2、R 3+△R 3 、R 4+△R 4 ,此时电桥的输出电压为()()()()()()R R R R R R R R R R R R R R R R U EBD ∆+∆+∆+∆∆∆∆∆+++++-++=4422113322441133 经整理、简化并略去高阶小量,可得()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∆∆∆∆+R R R R R R R R R R R R U E BD 4433221122121 当四个桥臂电阻值均相等时即:R 1=R 2=R 3=R 4=R ,且它们的灵敏系数均相同,则将关系式 △R/R =Kε带入上式,则有电桥输出电压为()εεεε43214433221144+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=-∆∆∆∆EKE R R R R R R R R U BD 公式(2-1) 由于电阻应变片是测量应变的专用仪器,电阻应变仪的输出电压U BD 是用应变值εd 直接显示的。

电阻应变仪有一个灵敏系数K 0,在测量应变时,只需将电阻应变仪的灵敏系数调节到与应变片的灵敏系数相等。

则εd =ε,即应变仪的读数应变εd 值不需进行修正,否则,需按下式进行修正εεK K d =0 公式(2-2) 则其输出电压为()εεεεεd BD EK EK U 444321=+-=-由此可得电阻应变仪的读数应变为εεεεε43214+-==-EKU BD d 公式(2-3)式中ε1 、ε2、ε3、ε4 分别为R 1、R 2、R 3、R 4感受的应变值。

上式表明电桥的输出电压与各桥臂应变的代数和成正比。

应变ε的符号由变形方向决定,一般规定拉应变为正,压应变为负。

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