86电测综合实验(ZZH)

材料力学实验(三)纯弯梁电测综合实验一、概述：在工程上有许多构件的几何形状非常复杂或者构件所受的外力非常复杂或者构件的边界条件不清楚，在这样的情况下，用材料力学理论很难求解或者是根本没有解。因此，就必须通过实验的方法来寻求解答即实验应力分析而电阻应变测试方法就是实验应力分析中运用最为广泛的一种。电测中的传感元件----电阻应变片空调压缩机现场应力测试电测在汽车衡中的应用传感器应变仪电桥盒电测在自动生产线上的应用传感器二、实验目的：1、初步掌握电测法的基本原理和测试方法；三、实验设备、装置和仪器：2、测定梁在纯弯曲时各测点的正应变、计算出正应力，并与理论计算值比较以验证弯曲正应力公式。1、梁弯曲实验装置；2、DH3818静态数字电阻应变仪；3、CMT5105电子万能材料试验机；4、0.02mm游标卡尺、钢卷尺；3、绘出梁在纯弯曲时正应变沿梁高度的分布图。四、实验步骤：1、用游标卡尺和钢直尺测量梁的宽度b和高度h，载荷作用点到梁支点的距离a2、采用多点半桥公共补偿测量法，将应变片和公共温度补偿片分别接入DH3818静态电阻应变仪的相邻桥臂上。3、依照静态电阻应变仪的操作规程对应变仪进行检验并调整每点的电桥平衡。4、启动CMT5105电子万能材料试验机,按加载方案逐级加载，每加一级载荷，相应测读一次各点的应变值直至加到预计的最终载荷为止，然后全部卸载。5、实验结束，卸载。关闭试验机、应变仪，清理现场。电阻应变测量（简称电测法）的原理是用电阻应变片作为传感元件，将被测构件表面的物理量、力学量、机械量等非电量转换成电量来进行测量的一种实验方法。五、电测法基本原理:被测构件电阻应变片电量光、电、机械传感器测量仪器数据采集与处理预测量物理参量力学参量机械参量生物参量电压电流计算机应变仪六、电阻应变效应K—电阻应变片的灵敏系数电阻应变片电阻丝(丝栅)基底引出线覆盖层ALRLKALRKLLKRR导线电阻的表达式：R+△RLFFL+△LR电阻丝由实验知：线应变与电阻变化率之间存在线性关系。七、应变测量原理构件受力后，BD间的输出电压改变为：利用电桥平衡原理测量电阻改变，从而进一步得到被测构件表面的应变。构件应变片R2R3R4FFR1ABDCUR1R2R3R4UBD电桥平衡条件BD1324(U=0)RR=RR即U12341234△R△R△R△R=(-+-）4RRRDRUB1234U()4iiRLRL其中（）正负正负八、温度补偿：将R1贴在构件受力处，R2贴在附近不受力处，环境温度的变化对相同应变片R1、R2所引起的电阻值变化同为△RT1TTBD1△R+△R△RUU=(-)4RR2UU1TT1=κ（ε+ε-ε）=κε44由于温度变化对电阻值影响很大，利用电桥特性即可以消除。iiRLRL其中（）温度补偿片固定电阻工作片BADCR1R2R3R4UFFR1R2构件当温度变化时E九、单梁布片示意图及实验值计算)(500)(25)(30)(100)(200梁的尺寸mmLmmbmmhmmdmma：每一枚纵向应变片间距为:h/4m34521m中性层aabhdLF/2F/2十、应变沿梁高度的分布图Lh53412hεF/2F/212345导线接线住123456781/4桥9补偿10半桥通道号应变量及设置修正系数12345678910确认退格设置平衡短接片ABCD十一、接线示意图：1点2点3点4点5点工作片温度补偿片DH3818静态应变仪载荷F(N)测点1(με)测点2(με)测点3(με)测点4(με)测点5(με)10002000300040005000应变平均值十二、实验数据表：2;6;12;210101236FaMbhWbhIGPEZZa；IyMz理E实十三、计算公式：σ理-σ实σ理×100%0Ft1000N3000N2000N5000N5000N4000N加载方案：十二、实验报告要求：1、在实验报告原理部分，要绘出实验装置简图和惠斯顿电桥图；2、在报告中，根据测量结果绘出沿梁高度的应变分布图；3、根据梁的实测应力与理论应力进行比较并分析误差原因；将构件表面微小的机械变形，通过电阻应变片转换为电量来测量的方法三、电测法基本原理:机械变形△L/L=εε电阻应变片ΔR/RA/D转换计算机ΔR电阻应变仪ΔRΔUΔU将被测构件表面的物理量、力学量、机械量等非电量转换成电量进行测量的一种实验方法--------电测法大型拖车现场应力测试十一、实验数据表：梁的材料：弹簧钢10002000300040005000应变增量平均值ε实测应力σ实（MPa）理论应力σ理（MPa）载荷（N）载荷值增量应变值增量应变值增量应变值增量应变值增量应变值增量1000100010001000p测点1(με)2(με)3(με)4(με)5(με)σ理-σ实σ理×100%2;6;12;210101236FaMbhWbhIGPEZZa；6(με)7(με)横向应变上横向应变下实测泊松比值实测弹性模量值