实验力学试题库

P23；p103；p189；p203二，2；p213,5；p2211；p2310,9P243；p27；线拟合；p283；p34五-九试题一、填空题1.当应变计与应变仪连接的导线较长时，例如大于10m以上，由于导线本身有一定电阻值，它和应变计一起串联在应变电桥的桥臂上而又不参加变形，这将使指示应变小于真实应变，可以通过改变应变仪的灵敏系数来修正。2.压缩实验时，试件两端面涂油的目的是减小摩擦；低碳钢压缩后成鼓形的原因压头及支撑面对其塑性流动的限制。3.颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因采用的原始面积及长度计算应力应变，而不是实时的真实面积和真实长度。二、选择题1.用标距50mm和100mm的两种拉伸试样，测得低碳钢的屈服极限分别为s1、s2，伸长率分别为5和10。比较两试样的结果，则有以下结论，其中正确的是(C)。A2s1s，510；B2s1s，5=10；C2s1s，510；D2s1s，5=10。2.铸铁圆棒在外力作用下，发生图示的破坏形式，其破坏前的受力状态如图（D）。3.受扭圆轴上贴有3个应变片，如图所示,实验时测得应变片(C)的读数为0。A：1和2；B：2和3；C：1和3；D：1、2和3。三、零、构件测试方案设计、计算1.用组合试验台做超静定梁（静不定梁）实验时，用两个铰支端来代替固定端，为此所带来的误差可用实验验证，请设计一个电测方案。说明：1）应变计怎样布置？2）所测结果怎样说明是固定端或铰支端？上下沿轴线方向贴两个应变计,1/4桥,若两通道读数不同则说明该处存在弯矩,近似固定端，若两通道读数差别不大，几乎相等则铰支端。R22.用四枚应变计自行设计布片和接桥方案，试求图示薄壁容器的(1)主应力σ1和σ2；(2)内压p。设容器的直径D、壁厚t、材料的弹性模量E及泊松比为已知。要求所接电桥有最大的灵敏度。]5.01[]42[2EtpDtpDtpDEbadtpDtpDDEtpd4,2]5.01[213.立柱受压受弯（弯矩的方向未知），已知材料的弹性模量E，泊松比，立柱直径d，应变计灵敏系数K，应变仪灵敏系数K仪。试设计贴片方案和接桥方案，确定立柱所受的轴向压力F及弯矩M以及弯矩的方向(以和x轴的夹角表示)。4图示圆轴承受轴力F、弯矩M和扭矩T的共同作用。已知材料的弹性模量E，泊松比及圆轴直径d。试用4枚应变计自行设计布片和接桥方案，测量(1)轴力F；(2)扭矩T；(3)弯矩M。答案一、填空题1.灵敏系数；2.减少摩擦、压头及支撑面对其塑性流动的限制；3.采用的原始面积及长度计算应力应变，而不是实时的真实面积和真实长度。二、选择题xyFF补偿片R1R2ABCDRaRb1.C；2.D；3.C三、零、构件测试方案设计、计算1.用组合试验台做超静定梁（静不定梁）实验时，用两个铰支端来代替固定端，为此所带来的误差可用实验验证，请设计一个电测方案。说明：1）应变计怎样布置？2）所测结果怎样说明是固定端或铰支端？上下沿轴线方向贴两个应变计,1/4桥,若两通道读数不同则说明该处存在弯矩,近似固定端，若两通道读数差别不大，几乎相等则铰支端。2.用四枚应变计自行设计布片和接桥方案，试求图示薄壁容器的(1)主应力σ1和σ2；(2)内压p。设容器的直径D、壁厚t、材料的弹性模量E及泊松比为已知。要求所接电桥有最大的灵敏度。3.立柱受压受弯（弯矩的方向未知），已知材料的弹性模量E，泊松比，立柱直径d，应变计灵敏系数K，应变仪灵敏系数K仪。试设计贴片方案和接桥方案，确定立柱所受的轴向压力F及弯矩M以及弯矩的方向(以和x轴的夹角表示)。M可以分解成x方向和y方向的矩，分别为xM和yMWxNWyNWxNWyN4321,,,测轴力时接桥方案（a）EdFKKKKKKNd2432141)(41仪仪仪,ddEKKF241仪测xM接桥方案（b）EdMKKKKKKxxd3W4232122)-(仪仪仪,dxdEKKM3641仪（a）（b）（c）R2R44R1R3R3R1R2R44补偿片RRRRRRAAACBCBBCDDD补偿片RaRb补偿片R1R2ABCD]5.01[]42[2EtpDtpDtpDEbadtpDtpDDEtpd4,2]5.01[21xyR1R2R44R3FFR2测yM接桥方案（c）dydEKKM3641仪,2y2MMMx，xyMMarctg4图示圆轴承受轴力F、弯矩M和扭矩T的共同作用。已知材料的弹性模量E，泊松比及圆轴直径d。试用4枚应变计自行设计布片和接桥方案，测量(1)轴力F；(2)扭矩T；(3)弯矩M。NNWNWN21,21,,4321332161,321,41dTdMdFwNEEEWN11,EEWN2,)]1()1(2[1][1433NEE)]1()1(2[1][1344NEE测M接桥方案（a）：dddEMdEMdEM64,643212)-(33321测T接桥方案（b）：)1(32)],1(2)-(343dddETE测F接桥方案（C）)1(4),1()-(22341dNddEFE（a）（b）R11R22R3R4RRRRAABCBCDD（c）R1R44R2R3BCD2题1图1所示为一矩形截面构件，受一对轴向拉力F作用，F作用位置存在允许误差，已知构件截面尺寸为：bh,材料的弹性模量为E，泊松比为，试问用怎样的测量方案能准确测出拉力F？给出测试方案的计算表达式。题1方案一：全桥测量方案，消除F在z方向存在加载偏差的影响图2题1贴片方案图3题1接桥方案一将1R、2R、3R和4R均作为工作片按全桥联结，见图3，可测得：1324131duRRRRRR，从而平均应变21dum所以，21dumFbhEbhEbh同理，消除F在y方向存在加载偏差的影响,将5R、6R、7R和8R均作为工作片按全桥联结，可测得：576857'1duRRRRRR''21dumFbhEbhEbh将两次得到的载荷取平均，即得到较准确的拉力F测量值。题1方案二：半桥测量方案，消除F在z方向存在加载偏差的影响图4题1接桥方案2将1R、2R、3R和4R均作为工作片按半桥串联联结，见图4，可测得：1324131duRRRRRR，从而平均应变21dum所以，21dumFbhEbhEbh图5题1接桥方案2同理，消除F在y方向存在加载偏差的影响,将5R、6R、7R和8R均作为工作片按半桥串联联结，见图5，可测得：576857'1duRRRRRR''21dumFbhEbhEbh将两次得到的载荷取平均，即得到较准确的拉力F测量值。题1方案三：全桥测量方案，消除F在y、z方向同时存在加载偏差的影响将1R、2R、3R和4R及5R、6R、7R和8R均作为工作片按全桥桥串联联结，见图6，可测得：1537264813571duRRRRRRRRRRRR从而平均应变41dum所以，41dumFbhEbhEbh图6题1接桥方案三题2：图7所示为一矩形截面构件，受一对偏心拉力F作用，已知构件截面尺寸为：bh,材料的弹性模量为E，泊松比为，欲采用电阻应变片测量方法测出偏心拉力F及偏心距e，试给出构件测试方案设计和F、e计算表达式。（此提可不考虑加载存在偏差）图7题2方案一：应变片粘贴方式见图8图8将1R、2R、3R和4R均作为工作片按全桥联结，见图3，可测得：13241311duRRRRRR，从而平均应变121dum所以，121dumFbhEbhEbh（1）将1R、2R、3R和4R均作为工作片按全桥联结，见图9，可测得：12341321duRRRRRR而：13222661duMzRRbhWbheEEFFF（2）将（1）带入（2），可得偏心距e。图9题2方案一接桥方案题2方案二：应变片粘贴方式见图8将1R、2R、3R和4R均作为工作片按全桥联结，见图3，可测得：13241311duRRRRRR，从而平均应变121dum所以，121dumFbhEbhEbh（1）将1R、3R均作为工作应变片按半桥联接，见图10，可测得132duRR，而：1322266duMzRRbhWbheEEFFF（2）将（1）带入（2），可得偏心距e。图10题2方案三：应变片粘贴方式见图11图11题2应变片贴片位置示意图将1R应变片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，见图12，可测得：图121RFEbh将2R、1R应变片按半桥接入电桥，见图13，可测得21RR，而：2126MzRRbheFWE，将1RFEbh带入，可得偏心距e图13图14题2方案四：应变片粘贴方式见图11将1R应变片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，见图14，可测得：1RFEbh（1）将2R、4R应变片按半桥接入电桥，见图12，可测得24duRR，而：242266duMzRRbhWbheEEFFF（2）将（1）带入（2），可得偏心距e。题2方案五：将1R应变片作为工作片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，可测得：1RFEbh将2R应变片作为工作片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，可测得2R，而：222266MzRRWFbhFbheEFbhFbhF，将1RFEbh带入，可得偏心距e。题2方案六：将2R应变片作为工作片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，可测得2R，而：221RRzFeFEEWbh（1）将4R应变片接入1/4电桥，TR作为温度补偿片，可测得4R，而：241RRzFeFEEWbh（2）将（1）+（2）可得F，（1）—（2）并将F带入可得偏心距e。题3：图15所示为一矩形截面构件，受一对偏心拉力F作用，已知构件截面尺寸为：bh,材料的弹性模量为E，泊松比为，欲采用电阻应变片测量方法测出偏心拉力F及偏心位置zy、，试给出构件测试方案和F、zy、计算表达式。图15图16题3方案一：应变片粘贴方式见图16将1R、2R、3R和4R及5R、6R、7R和8R均作为工作片按全桥桥串联联结，见图6，可测得：15372648135711duRRRRRRRRRRRR从而平均应变141dum所以，141dumFbhEbhEbh（1）将1R、2R、3R和4R及5R、6R、7R和8R均作为工作片按全桥桥串联联结，见图17，可测得：12345678135721duRRRRRRRRRRRR135721duRRRR（2）图17而：1322zMR