材料力学3.纯弯梁电测综合实验

力学实验教学中心材料力学实验三纯弯梁电测综合实验工程上有许多构件的几何形状、所受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，就必须通过力学实验的方法来寻求解答——即实验应力分析。电阻应变测量法（简称电测法）是实验应力分析中运用最为广泛的一种。传感元件----电阻应变片一、概述：图一、大型拖车应力测试图二、压缩机工作应力测试图三、水坝钢闸门应力测试图四、电测在汽车衡中的应用传感器测试仪前置放大器图五、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a；2、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。电阻应变测量法（简称电测法）的基本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RLKKRL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R2R3R4FFR1电桥平衡条件：BD1324(U=0)RR=RR即U12341234△R△R△R△R=(-+-）4RRRDRUB1234U()4iiRLRL其中（）ABDCUR1R2R3R4UBD正负正负八、电阻温度补偿：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：)(500)(25)(30)(100)(200梁的尺寸mmLmmbmmhmmdmma：IyMz理等量逐级加载法：E实每一枚应变片间距为:h/4m34521m中性层aabhdLF/2F/266横向应变片纵横十、应变沿梁高度的分布图：应变沿梁高度的分布图Lh53412hεF/2F/212345十一、接线示意图：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ABCD1点2点3点4点5点工作片温度补偿片DH3818静态应变仪十二、实验数据表：梁的材料：弹簧钢2;6;12;210101236FaMbhWbhIGPEZZa；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%6(με)横向应变上实测泊松比值实测弹性模量值十三、实验报告要求：1、书写端正、整洁；2、图表规范、可自行设计；3、标注正确、全面；4、实验原理既要有文字叙述，又要有图示；5、仪器设备既要有文字叙述，又要有系统框图；6、既要有结论，又要有误差分析；7、根据实验结果绘出应变沿梁高度的分布图；8、是否有好的建议和要求可以提出。