桥路与弯曲应力实验2014年版
弯曲实验
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平均值
六.数据处理
七.实验结论
八.预习思考题
1.被测弯曲钢梁在跨距内可以移动吗?其结果会怎么样?
1.在弯曲实验中,应变仪采用全桥测量还是半桥测量?
答:全桥测量。
2.如果应变片的灵敏系数是2.0,而应变仪却选定是2.1,实验测出的结果是大了?还是小了?
答:由公式d·R=k·ε可知,当k由2.0变为2.1时,ε减小。
3.怎样使用等值增量方法处理实验结果?
答:在每一个测点,采用应变的变化量进行计算,而不是应变的大小。
(8)
(9)
在本实验中,
(10)
最后,取多次测量的平均值作为实验结果:
(11)
本实验采用电测法,在梁实验段某一横截面的不同高度(梁的上下表面、中性层及距中性层±10mm、±20mm)处粘贴纵向电阻应变片,在梁的上下表面处粘贴横向应变片,并在梁中性层处沿±450方向粘贴应变片。
弯曲梁实验装置如图:
图示AB梁为两端铰支的四点弯曲矩形截面钢梁,在距两端支座为a处,分别作用等量的力。梁的AB段为纯弯曲,其弯矩为 。为了实测正应力,在梁的AB段内分别沿横截面表面均匀粘贴5~7个电阻应变片。当梁受到载荷F作用时,可从电阻片的变形测得各点的应变值ε。在比例极限范围内,应力与应变之间存在着正比关系,即σ=E·ε。因而通过测得应变值便可计算出该点正应力的数值。
桥路连接实验报告doc
桥路连接实验报告篇一:交流电桥实验报告篇二:结构试验报告土木工程结构试验报告组号:姓名:学号:指导老师:1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践,从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法,以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论,都离不开试验研究。
因此,土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用,与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。
土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程,与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关,并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。
通过本课程的学习,使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能,掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法,以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力,为今后的学习和工作打下良好的基础。
《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程,也是唯一的一门独立的试验课程。
它的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载或其他因素作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
2.实验实验一电阻应变片的粘贴一、实验目的1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。
2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。
二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表; 2、钢筋骨架;3、粘结剂(502胶);应变片;4、砂布、棉球、丙酮、镊子;5、电烙铁、焊锡丝、引线等。
三、实验方法及步骤 1、测点表面的处理钢材:除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹,用丙酮清洗干净。
砼:先找平,再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。
纯弯曲梁的正应力实验参考书报告
《纯弯曲梁的正应力实验》实验报告一、实验目的1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式二、实验仪器设备和工具3.XL3416 纯弯曲试验装置4.力&应变综合参数测试仪5.游标卡尺、钢板尺3、实验原理及方法在纯弯曲条件下,梁横截面上任一点的正应力,计算公式为σ= My / I z式中M为弯矩,I z为横截面对中性轴的惯性矩;y为所求应力点至中性轴的距离。
为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。
实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。
加载采用增量法,即每增加等量的载荷△P,测出各点的应变增量△ε,然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i,依次求出各点的应变增量σ实i=E△ε实i将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。
四、实验步骤1.设计好本实验所需的各类数据表格。
2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变片到中性层的距离y i。
见附表13.拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P0(一般取P0 =10%P max左右),估算P max(该实验载荷范围P max≤4000N),分4~6级加载。
4.根据加载方案,调整好实验加载装置。
5. 按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
6.加载。
均匀缓慢加载至初载荷P 0,记下各点应变的初始读数;然后分级等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值εi ,直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表27.作完实验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。
附表1 (试件相关数据)附表2 (实验数据)P 50010001500200025003000载荷N △P 500500500500500εP -33-66-99-133-166△εP -33-33-34-334平均值-33.25εP -16-33-50-67-83△εP -17-17-17-162平均值16.75εP 00000△εP 00001平均值0εP 1532476379△εP 171516163平均值16εP 326597130163△εP 33323333 各 测点电阻应变仪读数µε5平均值32.75五、实验结果处理1.实验值计算根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值△εi ,代入胡克定律计算应变片至中性层距离(mm )梁的尺寸和有关参数Y 1-20宽 度 b = 20 mm Y 2-10高 度 h = 40 mm Y 30跨 度 L = 620mm (新700 mm )Y 410载荷距离 a = 150 mm Y 520弹性模量 E = 210 GPa ( 新206 GPa )泊 松 比 μ= 0.26惯性矩I z =bh 3/12=1.067×10-7m 4 =106667mm 4。
纯弯曲梁的正应力实验
实验七 纯弯曲梁的正应力实验一、实验目的1.测定梁纯弯曲时的正应力分布规律,并与理论计算结果进行比较,验证弯曲正应力公式。
2.掌握电测法的基本原理。
二、实验设备1.纯弯曲梁实验装置。
2.静态电阻应变仪。
三、实验原理已知梁受纯弯曲时的正应力公式为z I y M ⋅=σ 式中M 为纯弯曲梁横截面上的弯矩,z I 为横截面对中性轴Z 的惯性矩,y 为横截面中性轴到欲测点的距离。
本实验采用铝制的箱形梁,在梁承受纯弯曲段的侧面,沿轴向贴上五个电阻变应片,如图7-1所示,1R 和5R 分别贴在梁的顶部和低部,2R 、4R 贴在 4H y ±=的位置,3R 在中性层处。
当梁受弯曲时,即可测出各点处的轴向应变实i ε(i=1、2、3、4、5)。
由于梁的各层纤维之间无挤压,根据单向应力状态的胡克定律,求出各点的实验应力为:实i σ= ⋅E 实i ε(=i 1、2、3、4、5)式中,E 是梁材料的弹性模量。
这里采用的增量法加载,每增加等量的载荷△P ,测得各点相应的应变增量为△实i ε,求出△实i ε的平均值实i ε∆,依次求出各点的应力增量△实i σ为:△实i σ = ⋅E 实i ε∆ (7-1)把△实i σ与理论公式算出的应力增量:i σ∆理 = z i I y M ⋅∆ (7-2) 加以比较从而验证理论公式的正确性。
从图 7-l 的试验装置可知,a P M ⋅∆=∆21 (7-3)图7-1 纯弯曲梁装置四、实验步骤1.拟定加载方案。
在0~20kg 的范围内分4级进行加载,每级的载荷增量kg P 5=∆。
2. 接通应变仪电源,把测点1的应变片和温度补偿片按半桥接线法接通应变仪,具体做法是:将测点1的应变片接在应变仪的A 、B 接线柱上,将温度补偿片接在B 、C 接线柱上。
调整应变仪零点(或记录应变仪的初读数)。
3.每增加一级载荷(kg P 5=∆),记录引伸仪读数一次,直至加到20kg 。
注意观察各级应变增量情况。
实验三 直梁弯曲正应力测定实验指导书
实验三 直梁弯曲正应力测定实验指导书一、实验目的1、用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布,并与理论计算结果进行比较,以验证弯曲正应力公式。
2、了解电阻应变测量的原理,初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备和器材 1、万能试验机或弯曲试验台 2、加力装置3、电阻应变仪4、预调平衡箱5、游标卡尺6、钢制矩形截面直梁(已贴好电阻应变片)试件(梁)付梁蝶形螺母杠杆砝码砝码托三、实验原理1、试样的制备:用矩形截面钢梁,在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5—7枚电阻应变片。
2、弯曲正应力的测量原理:梁纯弯曲时,横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布,其计算公式为z I y M ⋅=σ式中,σ的单位为MPa ;M 为梁横截面上的弯矩,单位为N ·mm ;y 为应力σ所在的点到中性轴的距离,单位为mm ;I z 为横截面对中性轴z 的面积二次矩,单位为mm 4。
面积二次矩对于矩形截面按下式计算123bh I z =式中,b 为梁横截面的宽度,单位为mm ;h 为梁横截面的高度,单位为mm 。
令使载荷P 对称地加在矩形截面直梁上(如图所示)。
这时,梁的中段将产生纯弯曲。
若载荷每增加一级p ∆(用增量法),则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量ε∆,根据虎克定律求出各点实测正应力增量σ实为σ实=E ε∆此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即σ理=ZI My∆ 进行比较,就可验证弯曲正应力公式。
这里,弯矩增量2paM ∆=∆。
梁上各点的应变测量,采用半桥接线,各工作应变片共用一个温度补偿块。
四、实验步骤1.准备试样。
如图所示,测量试样的高度h 、宽度b ,以及试样各测量点的坐标y ;。
将试样放在试验机活动台的支座上,布置成纯弯曲梁,测量梁的跨度l 及加载梁的支点到支座的距离a 。
2.准备应变仪。
把梁上各测量点的应变片(工作应变片)按编号逐点接到预调平衡箱A 、B 接线柱上,将温度补偿片接到预调平衡箱上任一工作应变片所在列的B 、C 接线柱上作公共补偿,此时C 排接线柱应用金属连接片或导线连接起来。
纯弯梁的弯曲应力测定实验报告
纯弯梁的弯曲应力测定一.实验目的1.掌握电测法的测试原理,学习运用电阻应变仪测量应变的方法2.测定梁弯曲时的正应力分布,并与理论计算结果镜像比较,验证弯梁正应力公式。
二.实验设备1.钢卷尺2.游标卡尺3.静态电阻应变仪4.纯弯梁实验装置三.实验原理本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件,实验装置如图所示。
计算各点的实测应力增量公式:i i E 实实εσ∆=∆计算各点的理论应力增量公式:zi i I My ∆=∆σ式中∆M=12∆P×a ,Iz=bh312四.试验方法1.测定弯梁试件尺寸:h,b,L,a2.电阻应变仪大调整与桥路连接3.接通力传感器显示屏电源,当试件未受力时,调节电阻应变仪零点。
4.缓慢转动手轮,每增加1KN 载荷,测相应测点的应变值,直到载荷为4.5KN 为止。
5.卸去载荷,应变仪,力传感器显示屏复位。
应变测量结束。
五.实验数据测定试件材料的弹性模量E =210GPa2.试件尺寸及贴片位置试件尺寸/m贴片位置/m b0.02y6-0.0203.应变读数记录读次载荷P/kN 载荷增量ΔP/kN电阻应变仪读数(με)测点1测点2测点3测点4测点5测点6测点7S1ΔS1S2ΔS2S3ΔS3S4ΔS4S5ΔS5S6ΔS6S7ΔS710.51010-290340-460480-61062 2 1.51-2934-4648-61621.51-1-3631-4848-67643 2.50-6565-9496-12812 616-2333-4256-63694 3.56-8898-136152-19119512-3139-4648-5964 5 4.58-11137-1820-2525载荷增量ΔP=1kN ,ΔM=2P∆·a =0.075kN ·m4.计算结果及误差测点1234567实验值Δσ实/MPa 0.84-6.257.19-9.5610.5-13.113.6理论值Δσ理/MPa-7.57.5-11.5-11.5-1515误差%16.7%4.13%16.9%8.70%12.7%9.33%5.作图与分析(1)绘制梁的截面应力分布图:用实线代表实验测定结果;用虚线代表理论计算结果。
直梁弯曲正应力测定实验
直梁弯曲正应力测定实验一、实验目的:1. 测定矩形截面直梁在纯弯曲(非纯弯曲)时横截面上正应力的分布,并与理论公式比较,以验证弯曲正应力公式。
2. 进一步熟悉电测方法及电阻应变仪的使用。
二、实验装置及仪器1.、矩形截面梁弯曲实验装置2、电阻应变仪3、钢板尺三、实验概述直梁受纯弯曲时横截面上的正应力公式为或为式中M 为作用在横截面的弯矩,Iz 为梁的横截面对中性轴Z 的惯性矩,y 为中性轴到欲求应力点的距离,此公式在非纯弯曲时于一定条件下也可应用。
本实验采用碳钢制成的矩形截面梁,实验装置如图9所示。
在梁跨度中点沿梁的高度h 分别贴电阻应变片,均匀分布共贴五片,贴片位置如图9所示,用砝码加载,即先加一初载荷,测取点的电阻应变仪读数,然后再依次加载,同样测读每点的读数。
每点相邻两次读数差(相邻的大载荷应变读数减去小载荷的应变读数的平均值)即为相应载荷增量下此点的纵向应变值。
当应力在比例极限内时,应用虎克定律εσ⋅=E ,(εσ∆⋅=∆E ),即可算出各点相应的正应力的实验值。
由前述公式可算出各点正应力的理论值,将这些结果画在一张坐标纸上可得到正应力沿高度的分布规律。
图9 测梁弯曲正应力装置示意图zI y M ⋅=σzI y M ⋅∆=∆σ四、实验步骤1、测量梁的横截面尺寸b、h。
2、按指定的l、a长度架设梁,并仔细调整使之平稳。
3、将各点电阻片导线接在应变仪的预调平衡箱上,按半桥线路连接,然后,开启电源,预热仪器,并将灵敏系数K钮旋旋到所需刻度(或相应的标定数)。
4、按给定的载荷加载实验。
从P0~P n,每次载荷下记录各点的读数。
纯弯曲情况实验2~3次。
5、非纯弯测定时,摘掉一个销子,方法同纯弯曲。
6、整理数据,经教师检查通过后,结束实验,整理仪器用具。
五、预习要求1、阅读本讲义,并复习电测法与电阻变应仪介绍,弄清本次实验目的,准备好有关记录表格。
2、若弯曲梁的l=100cm,a=40cm,b=12mm,h=20mm,材料的[σ]=160MPa,试计算此梁允许最大载荷为多少?六、实验报告要求包括:实验目的,所用设备(型号、编号、最小刻度)装置简图,实验记录与结果,按材力理论计算结果,并列表比较理论值与实验值。
桥路连接实验报告
桥路连接实验报告篇一:交流电桥实验报告篇二:结构试验报告土木工程结构试验报告组号:姓名:学号:指导老师:1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践,从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法,以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论,都离不开试验研究。
因此,土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用,与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。
土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程,与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关,并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。
通过本课程的学习,使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能,掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法,以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力,为今后的学习和工作打下良好的基础。
《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程,也是唯一的一门独立的试验课程。
它的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载或其他因素作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
2.实验实验一电阻应变片的粘贴一、实验目的1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。
2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。
二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表; 2、钢筋骨架;3、粘结剂(502胶);应变片;4、砂布、棉球、丙酮、镊子;5、电烙铁、焊锡丝、引线等。
三、实验方法及步骤 1、测点表面的处理钢材:除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹,用丙酮清洗干净。
砼:先找平,再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。
2014年试验检测考试《道路与桥梁》样题一答案word文档
《道路与桥梁》样题一答案一、单项选择题:1、B2、A3、C4、A5、B6、D7、C8、C9、B 10、C二、多项选择题:1、ABC2、ABC3、ABC4、ABCD5、BCD6、BC7、ABD8、AD9、ABC 10、AB11、BD 12、BCD 13、ABC 14、ACD 15、ABC16、ACD 17、AB 18、AB 19、ABC 20、AD21、AB 22、ABC 23、AC 24、ABC 25、ABD26、AB 27、AD 28、BDE 29、ABD 30、AB31、ABCDE 32、ABD 33、BC 34、AD 35、ABD36、ABC 37、ACDE 38、BCD 39、ABD 40、ABC三、判断题1、×2、√3、√4、×5、√6、×7、√8、×9、× 10、×四、简答题1、答题要点:①堰顶高度,宜高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)50~70cm。
②围堰外形,应考虑河流断面被压缩后,流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通航、导流等因素。
③堰内面积:应满足基础施工的需要。
④围堰断面:应满足堰身强度和稳定的要求。
⑤围堰要求防水严密,应尽量减少渗漏,以减轻排水工作。
2、答题要点:①检查基底平面位置、尺寸大小、基底标高。
②检查基底地质情况和承载能力是否与设计资料相符。
③检查基底处理和排水情况是否符合规范要求。
④检查施工日志及有关试验资料等。
3、答题要点:①脚手架承受施工荷载后引起的弹性变形;②超静定结构由于混凝土收缩及徐变而引起的挠度;③由于杆件接头的挤压和卸落设备的压缩而产生的塑性变形;④脚手架基础在受载后的塑弹性沉降;⑤梁、板、拱的底模板的预拱度设置。
4、答题要点:①施工前机械设备的数量、型号、生产能力等。
②混合料拌和场的位置、拌和设备以及运输车辆能否满足质量要求及连续施工的要求。
③路用原材料。
④混合料配合比设计试验报告。
桥路与弯曲应力实验 ppt课件
电测法的基本原理:
电阻应变测量(简称电测法)原理是用电阻丝用基体 材料封装成一张片作为敏感元件,将被测构件表面的物理 量等非电量转换成电量进行测量的一种实验方法。
被
电阻片
电
测量仪器
测
测
构 件
光、电、机械
量
数据采集与处理
量 值
传感器
力
机
学
械
参
参
量
量
电
电
压
流
敏感元件之一——电阻应变片
电阻片的构造
B 半桥
横截面上应力的分布理论分析基础
在平面弯曲条件下,矩形梁任一 截面Байду номын сангаас的应力沿高度的变化:
No Image
图示分布规律
L/2 x
加载点应该在中点
PL/4
M
2 1 M-x弯距图 -σ -σ
-σ
3 4 5 6 7
89
布片图
σ
+σ
σ
应力分布图
应力状态
应力与应变关系(小变形条件下) 1.弯曲正应力公式:
Jy 2.虎克定律:
2.半桥测量:桥路中相邻的两个桥臂参与构件的机械变形。 输出的桥压为:
U BD E 4 R R 11E 4K 1
3. 对臂测量:桥路中相对的两个桥臂参与构件机械变形。输
出的桥压为:
U 4 EK EK
4 BD
12 3 4
41
4.全桥测量:桥路中四个桥臂全部参与构件机械变形。输 出的桥压为:
形时,桥臂上的阻值分别变为: R1+R1 、R2+R2、 R3+R3、
R4+R4。此时BD点的输出电压为:
弯曲正应力实验参考资料
弯曲正应力实验参考资料§2-8 电阻应变计一、电阻应变计的构造与类型电阻应变计的种类很多,一般主要由基底、电阻丝、引出线、覆盖层用胶水粘贴而成。
基底和覆盖层主要起隔离、保护电阻丝的作用,引出线则起连接电阻丝与测量导线之作用。
常温应变片主要有丝绕式、箔式、半导体式等应变片。
下面介绍几种常见的电阻应变计。
图2-8-11、金属丝绕式电阻应变计(图2-8-1)这种应变片一般采用直径0.02~0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状,基底、覆盖层采用绝缘薄纸或胶膜,两端用直径为0.1~0.2mm的镀铜线引出。
这种应变片的丝栅很难做得很小,横向效应较大,测量精度较差。
2、金属箔式电阻应变计(图2-8-1)这种应变片的敏感栅是用厚度为0.003~0.01mm 的康铜或镍铬金属箔片,涂上底胶,利用光刻技术腐蚀成栅状,两端焊上引出线后,涂胶、盖上覆盖层。
箔式应变片尺寸准确,敏感栅可以制成各种形状,散热面积大,疲劳寿命长,横向效应小,测量精度高。
这种应变片适宜于长期测量,并可作为传感器的敏感元件,工程上应用广泛。
3、半导体电阻应变计(图2-8-1)这种应变片的敏感栅是由锗或硅等半导体材料制成,灵敏系数高,用数字欧姆表就能测出它的电阻变化,可作为高灵敏度传感器的敏感元件。
二、电阻应变计的工作原理金属丝受到拉伸(或压缩)时,电阻值会发生变化。
金属丝的电阻R与其长度L成正比,与其横截面积S成反比,并与材料的电阻率有关,它们的关系式为AL R ρ= 为了求得电阻的变化,上式取对数后再微分,得AdA L dL d R dR -+=ρρ (1) 式中 L dL ——金属丝长度的相对变化。
显然:ε=LdL (2) 金属丝处于单向受力状态,它的截面面积的相对变化和(2)式间的关系可根据泊松效应表示为μεμ2)(2-=-=LdL A dA (3) 将(2)、(3)式代入(1)式。
得 )21/(2μερρεμεερρ++=++=d d R dR (4) 令 )21/(μερρ++=d K (5) 将(5)代入(4),则ε⋅=K RdR 若用电阻增量表示则有 ε⋅=∆K RR (6) 或 KR R /∆=ε 式中,K 称为电阻应变计的灵敏系数,K 值的大小与敏感栅的材料及形状等因素有关,一般由生产厂家抽样标定并在产品包装上标明。
弯扭组合变形主应力的测定
弯扭组合变形主应力的测定 一、实验目的1.用电测法测定薄壁圆管弯扭组合变形时表面任一点的主应力值和主方向,并与理论值进行比较。
2.测定分别由弯矩和扭矩引起的应力σ和nτ,熟悉半桥和全桥接线方法。
w二、实验仪器与装置 1.静态电阻应变仪 2.弯扭组合变形实验装置 实验装置如图2-28所示,它由薄壁圆管1、扇臂2、钢索3、手轮4、加载支座5、加载螺杆6、载荷传感器7、钢索接头8、底座9、数字测力仪10和固定支架11组成。
传感器7安装在加载螺杆6上,钢索3一端固定在扇臂上,另一端通过钢索接头8固定在传感器7上。
实验时转动手 图2-28 弯扭组合变形实验装置轮,传感器随加载螺杆向下移动,钢索受拉,传感器受力,传感器信号输入数字测力仪,显示出作用在扇臂端的载荷值,扇臂端作用力传递至薄壁管上,薄壁管产生弯扭组合变形。
薄壁管材料为铝合金,其弹性模量E=70 GPa,泊松比μ=0.33。
薄壁管外径D=40 mm,内径 d=36 mm,其受力简图和有关尺寸见图2-29。
I-I截面为被测试截面,取图示A、B、C、D四个测点,在每个测点上贴一个应变花(-45°、0°、45°),供不同实验目的选用。
图2-29 试件几何尺寸与受力简图三、实验原理和方法由截面法可知,Ⅰ-Ⅰ截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩,A、B、C、D各点均处于平面应力状态。
用电测法测试时,按其主应力方向是已知还是未知,而采用不同的贴片形式。
1.主应力方向已知 主应力的方向就是主应变方向。
只要沿两个主应力方向各贴一个电阻片,即可测出该点的两个主应变I ε和II ε,进而由广义虎克定律计算出主应力: σⅠ=2μ−1E(εⅠ+μεⅡ),σⅡ2μ−=1E(εⅡ+μεⅠ) (2 - 14) 2.主应力方向未知 由于主应力方向未知,故主应变方向亦未知。
由材料力学中应变分析可知,某一点的三个应变分量yxεε、和xyr,可由任意三个方向的正应变ϕαθεεε、、确定。
弯曲试验与弯曲力学性能试验
定义:金属在断裂前吸收变形能量的能 力。
分类:静力韧性、冲击韧性、断裂韧性。
金属韧性通常随加载速度提高、温度降 低、应力集中程度加剧而减少。
材料的冲击韧度不光取决于材料本身的 内在因素。
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2020/1/9
SRIM
1
冲击试验标准
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SRIM
16
冲击吸收功结果报告
由于试验机打击能量不足使试样未完全折断时, 应在试验数据之前加大于符号“>”; 其他情况则应注明“未折断”。 冲击吸收功应至少保留两位有效数字
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冲击吸收功结果判定
未经受应变时效的冲击试样类型和尺寸必须与经受应 变时效的冲击试样一致
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37
试验
一般用拉伸应变,拉伸按GB228进行。
一般低碳钢的残余应变量应为10%,低合 金钢应为5%,其偏差均为土0.5%。
可采用压缩应变。压缩残余应变量与拉 伸相同。
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冲击试验的误差
吸收功=弹性功+塑性功+断裂功+试 样掷出+机座振动+空气阻力+摩擦损 耗+…… 试样加工 打击中心对正 温度
大学材料力学实验报告——桥路与弯曲应力
75.17019
75.99654
1.09%
40.4
5500
4
383
379
0
0
9
40.4
500
0
381
387
379.5
364.90385
75.17019
75.99654
1.09%
40.4
5500
2
380
378
0
0
(5)按下式计算梁的上下表面最大应力的实验值与理论值的相对误差
并分析产生误差的原因。
产生
分析可能误差:
-60.1163
-50.6644
6.73
5500
7
-297
-304
0
0
4
13.5
500
-1
-150
-149
-151.5
-145.6731
-30.0087
-25.3322
13.5
5500
7
-147
-154
0
0
5
20.2
500
0
-4
-4
-7
-6.730769
-1.38654
0
20.2
5500
5
-5
-10
桥路与弯曲应力实验实验报告
桥路与弯曲应⼒实验实验报告桥路与弯曲应⼒实验实验报告实验⽇期:2011年10⽉31⽇姓名:王泽源学号:2010010161 同组⼈:谭谦、李好⼀、实验⽬的1、测定矩形梁在横弯条件下指定截⾯的应⼒分布规律,并与理论值进⾏⽐较;2、初步掌握电阻应变仪的使⽤⽅法。
3、利⽤已有布⽚⽅案进⾏各种组桥,并⽐较不同组桥⽅式的测量结果,学习提⾼测量灵4、敏度的⽅法,并计算出各种组桥⽅式下的桥臂系数B;⼆、实验设备及装置简图1、实验装置简图对于该简图,有以下要求:(1)跨度L,⽀点到截⾯距离a要校准;(2)梁⾼h与梁宽b需要⾃⼰量测;(3)侧⾯电阻⽚间距8mm,上、下⽚距边缘4mm。
2、实验设备实验所⽤设备包括:游标卡尺(精度0.02mm)、刻度尺(精度1mm)、YE2539⾼速静态应变仪、补偿⽚、压⼒机三、实验内容及步骤简述实验内容:1、测量矩形截⾯梁指定截⾯的应⼒分布。
通过接线箱对梁上9枚电阻⽚逐⽚进⾏单臂测量,要求每枚电阻⽚不少于2遍有效差值。
所谓差值就是⽤末读数减去初读数,即ε=ε末-ε初2、利⽤梁上下表⾯各两⽚电阻⽚进⾏组桥训练。
内容包括:(1)半桥测量:两⽚⼯作⽚,选所感应的应变值符号相反,⼤⼩相等的;(2)对臂测量:两⽚⼯作⽚,选所感应的应变值符号相同。
⼤⼩相等的;(3)全桥测量:四⽚⼯作⽚,选所感应的应变值相同,符号两两相同的。
实验步骤:1、使⽤游标卡尺测量实验梁梁⾼h,梁宽b2、调节实验梁的位置,使梁与压⼒机接触的受压点在梁的正中,尽量保证压⼒没有偏⼼从⽽产⽣弯矩。
调节⽀点使⽀点与截⾯的距离a校准(约为200mm),两个⽀点之间的距离L约为560mm3、梁与⽀点调节好后,先使⽤压⼒机对梁施加约500N的压⼒。
接线,对9个电阻⽚进⾏单臂测量测,测量步骤为:(1)按顺序将试件上粘贴的各个应变⽚(⼯作⽚)接到每个通道的AB接线端上,BB’为短接状态;(2)将温度补偿⽚接到公共端;(3)运⾏软件,⾃动检测联机状态;(4)在参数设置界⾯,设置各测量点连接形式为应变1-1 和设置各测量点灵敏系数K=2.08等参数;(5)在初始载荷时先在⾃动平衡状态按‘⾃动平衡’,显⽰测量的⾃动平衡结果;然后转到测量状态,按‘扫描采样’采样⼀次,显⽰初始值,数值⼩于19999,接线正常;(6)正式实验,在初载500N 时‘⾃动平衡’和‘扫描采样’,测量初始应变值;(7)在末载5500N 时,直接‘扫描采样’ ,测量末载应变值;(8)实验时随时抄下采集的数据,平衡数据不抄。
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+σ
应力分布图
应力σ
如何测?
虎克定律:
E
电测法的基本原理
电阻应变测量(简称电测法)原理是用电阻应变片作 为传感元件,将被测构件表面的应变(非电量)转换成电 量进行测量的一种实验方法。
被
电阻片
电
测量仪器
被
测
构 件
光、电、机械
量
数据采集与处理
测 量
传感器
物
力
机
生
理
学
械
物
电
电
参
参
参
参
量
量
量
量
压
流
传感元件——电阻应变片
材料力学电测实验部分 弯曲应力与桥路实验
工程力学系固体力学实验室
实验目的
1. 测定矩形梁在横弯条件下指定截面的应力 分布规律,并与理论值进行比较;
2. 初步掌握电阻应变仪的使用方法。 3. 利用已有布片方案进行各种组桥,并比较
不同组桥方式的测量结果,学习提高测量 灵敏度的方法,并计算出各种组桥方式下 的桥臂系数B;
5. 在初始载荷时先在自动平衡状态按‘自动平衡’,显示测量 的自动平衡结果;然后转到测量状态,按‘扫描采样’采样 一次,显示初始值,数值小于19999,接线正常;
6. 正式实验,在初载500N时‘自动平衡’和‘扫描采样’,测 量初始应变值;
7. 在末载5500N时,直接‘扫描采样’ ,测量末载应变值;
U BD EK 1234
4
1= T
=
2
T
3=4=0
UBD
EK
4
半桥测量
在AB,BC两个臂上分别接上工作片,温度影响将互相抵消。
UBDE4K1
2
U BD EK 1234
4
对臂测量
在AB,CD两个臂上接工作片,BC,DA接温度补偿 片。四个臂的电阻同处一个温度场,温度影响相互抵消。
UBDE4K1
实验报告要求
•实验名称,实验日期,姓名及学号,同组人。 •实验目的。 •实验设备及装置简图:应注明所用机、仪器的名称、 型号、精度、量程等,并画出实验装置简图。 •实验内容及步骤的简述。 •原始实验数据:包括所用材料弹性模量E、应变仪的 灵敏系数、电阻片的灵敏系数、试样的几何尺寸等。 •实验数据的处理:实验数据全部列表给出,注明单位, 给出最终实验结果。绘制应力沿梁高的分布曲线。 •分析主要误差来源,给出实验结论。 •在报告中可以表达对实验的体会及对实验的意见; •一周后交报告。
相对误差(仅计算该截面最大应力)
理-实10% 0
理
桥臂系数B
B
i
i
单
分别对应半桥、对臂、全桥组桥方式下的应变测量值 i
分别为组成半桥、对臂、全桥方式时所用 单 应变片在单臂测量的绝对值的平均值
实验曲线的正确画法
不正确画法
400 300 200 100
0 -100 -200 -300
h/2 h/4 0 理论曲线
道的AB间。 3.温度补偿片接在公共通
道的相应位置上。
桥路接线
1. 断开B与B΄的连接。 2. 所选的应变片依次
接在同一通道的相 应位置上。
启动测试系统软件
用鼠标双击该图标
联机参数设置界面
连接形式设置
1-1 公用补偿的¼桥 1-2 半桥 1-4 对臂 1-5 全桥
将2.00改成2.08
自动平衡主界面
实验装置简图
P
Y
h
a = 200
L = 560
b
1.跨度L,支点到截面距离a要校准; 2.梁高h与梁宽b自己量测; 3.侧面电阻片间距8mm,上、下片距边缘4mm。
截面上应力的分布规律
在平面弯曲条件下,矩形梁任一 截面上的应力沿高度的变化:
Mz
Iy
图示分布规律
L 2
x
PL
M
4
M-x弯距图
-σ电阻片的工ຫໍສະໝຸດ 原理R 金属丝的电阻定律l
s
R f,l,s fl
金属丝的电阻应变效应
RKl K片
Rl
电桥的加减特性
U EK
4 BD
1234
式中: 1、 2、 3、 4分别代表四 个应变片所感受的应变值,我们
称此式为电桥的加减特性。
单臂测量与温度补偿片
引起电阻片的阻值改变的因素:1.机械变形;2.温度变化。 温度变化引起阻值改变的量是无用的量。可以利用电桥加减特 性,通过温度补偿片来消除。
8. 实验时随时抄下采集的数据,平衡数据不抄。
3
U BD EK 1234
4
组桥的目的
1.提高测量的精度。 2.分离截面内力。
组半桥。弯矩应变。 组对臂。轴力应变。
N M
N M
全桥测量
电桥的四个臂上接工作片,都参与机械变形,同处 一个温度场,温度影响相互抵消。
U BD EK 1234
4
实验内容及要求
1. 测量矩形截面梁指定截面的应力分布。通过接线箱对 梁上9枚电阻片逐片进行单臂测量,要求每枚电阻片不少 于2遍有效差值。所谓差值就是用末读数减去初读数,即
= 末- 初
2.利用梁上下表面各两片电阻片进行组桥训练。
•半桥测量:两片工作片,要求是单臂2倍的结果; •对臂测量:两片工作片,要求是单臂2倍的结果; •全桥测量:四片工作片,要求是单臂4倍的结果。
原始数据
•矩形截面梁的几何尺寸(自己测量) , 跨度、截面到支座的距离(校准)。 •钢材的弹性模量:2.06×105MPa。 •电阻片灵敏系数2.08。 •应变仪灵敏系数设为2.08。 •初载荷P0=500N,末载荷PN=5500N。 •加载速度:≤0.2mm/min.
h/4 h/2 实验曲线
正确画法
400 300 200 100
0 -100 -200 -300
h/2 h/4 0 理论曲线
h/4 h/2 实验曲线
参考数据表格1
组测 桥量 方点 式号
测
量 0
n
实
实
理
次 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (MPa) (MPa) (%)
数
11
2
测量界面
-326
-331
320
327
180
-29
31
设置界面
平衡界面
测量界面
单臂测量的操作步骤
1. 按顺序将试件上粘贴的各个应变片(工作片)接到每个通道 的AB接线端上,BB’为短接状态;
2. 将温度补偿片接到公共端;
3. 运行软件,自动检测联机状态;
4. 在参数设置界面,设置各测量点连接形式为应变 1-1 和设置 各测量点灵敏系数K=2.08等参数;
21
2
31
2
41
单
2
臂5 1
测
2
量6 1
2
71
2
81
2
91
2
参考数据表格2
组测 测
桥 量
方点
量
0
n
次 ( ) ( ) ( ) ( )
B
式号 数
半
1
桥
2
对
1
臂
2
全
1
桥
2
YE2539高速静态应变仪
应变测量单元
00~05
通道介绍
单臂测量接线
1.B与B΄短接。 2.工作片依次接在各个通