车架应力应变实验报告

车架应力应变实验

一、 实验目的:

（1） 熟悉应变片的粘贴方法 （2） 学会策略电路的连接 （3） 了解数据采集仪的操作 二、

工作原理：

用以金属材料为敏感元件的应变片，测量试件应变的原理是基于金属丝的应变效应，即金属丝的电阻随其变形而改变的一种物理特性。将应变片固定在被测构件上，当构件变形时，电阻应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变测量装置（简称应变仪）可将电阻应变片中的电阻值的变化测定出来，换算成应变或输出与应变呈正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应力或应变值。

应变片的结构：它由敏感元件、引出线、基底、覆盖层组成，用粘贴剂粘贴在一起，如图所示。

A

l

R ρ

=

ρ=导线电阻率

L=导线长度 A=导线横截面积

电桥：将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。

当输出电压i U =0时，表示电桥处于平衡，可得R 1R 3=R 2 R 4，直流电桥平衡,若在四个电阻处均接应变片，并使R 1R 3=R 2 R 4

若无应变，则输出电压i U =0 若产生应变，

43214

231i )

)((U R R R R R R R R U ⋅++-=

ερ

ρ

)21（u d R dR ++=A

dA

l dl d R dR -+=ρρ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡∆-∆+∆-∆⋅+=∆])(4433221

1221210i R R R R R R R R R R R R U U

三、实验流程图

本小组进行实验位置为第9测点，位置如图所示：

四、实验仪器

1．应变片

2．502胶水

3．万用表

4．电烙铁、焊锡、松香

5．绝缘胶带纸、脱脂棉、丙酮、0#砂纸、导线

6．接线盒

7．Synergy16通道采集仪

五、实验操作步骤

1．应变片的准备

贴片前，将待用的应变片进行外观检查，检查是否有锈斑等缺陷，基底和覆盖层有无损坏，引线是否完好。然后用万用表进行阻值测量。

目的在于检查敏感栅是否有断路、短路，阻值相差不得超过。同一次测

量的变计，灵敏系数必须相同。经测得阻值为120±0.5Ω。

2.车架表面处理准备

对于钢铁等金属构件，首先是清除表面油漆、氧化层和污垢；然后磨平或锉

平，并用细砂布磨光。通常称此工艺为常称此工艺为“打磨”。打磨光洁度应达▽5左右。对非常光滑的构件，则需用细砂布沿则需用细砂布沿45°方向交叉磨出一些纹路，以增强粘结力。打磨面积约为变计面积的5倍左右。打磨完毕后，用划刀轻轻划出贴片的准确方位。然后用洁净棉纱或脱脂棉球蘸丙酮或其它挥发性溶剂对贴片部位进行反复擦洗，直至棉球上见不到污垢为止。

3.划基准线

为保证应变片粘贴位置和方向的准确性，从而使实验结果精准，在粘贴应变片之前要在车架应变测点位置进行划线，使粘贴方向与测量的应变方向一致，

4.

用502胶粘贴应变片，在应变片的粘贴面处涂上薄薄一层胶水，将应变片的方位线对准事先在试件上的划线，此时应密切注意应变片的方位线与试件的划线是否重合，戴上塑料手套用手指轻轻按压应变片表面，以便将里面多余的胶水和气泡挤出，不能产生滑动或转动，待胶水和气泡被完全挤出后，还应保持手指不动约一分钟左右，保证应变片在粘贴过程中不发生错移，保证其方位线与被测试件测试点处的定位线完全重合。

5.应变片粘贴后检查

粘贴后对应变片的粘贴质量进行检查观察应变片粘贴位置和方位角是否准确，粘贴表面有无气泡，应变片是否粘贴牢固；用万用表测量应变片有无断路、短路现象．若无异常，则再用低压变阻表测量应变片的引出线和金属试件之间的绝缘电阻是否符合要。

6.接线端子粘贴

由于应变片引出线很细，连接强度低，容易被拉断，因此需要通过端子进行固定过渡。通过接线端子将应变片的引线与接入应变仪的导线连接。在粘贴前先对端子进行挂锡处理，粘贴方法与应变片粘贴方法一致，粘贴后用透明胶带进行固定和绝缘处理。连接好之后用万用表测量导线两端电阻，如为120±0.5Ω则

说明连接成功。

7.半桥测试电路连接

分别将两个应变片的一根导线接入接线盒E+和E-，另外两根导线拧在一起接入In+。然后将接线盒接入数据采集仪。

8.仪器的操作

○1接通电源开机

○2打开软件，点击SYSTEM TOOLS进行初始化。

○3选择Restore模式

○4进行Channels通道设置，输入应变片灵敏度系数，然后进行桥路设置，Excitation选择5V，Bridge Configuration选择1/2Bridge。

○5选择显示通道数和显示模式

○6数据采集和分析，得到分析图形和数据的最大值最小值所在时刻

六、实验结果

连接成功后，车架受到振动激励后，采集仪分析显示出波形图，放大后可清楚看到信号波动情况，能找到最大值和最小值，表示此次实验成功。

七、注意事项

1.清洗后的被测点不要用手接触，已防粘上油渍和汗渍。

2.固化的电阻片及引线要用防潮剂（石腊、松香）或胶布防护。

3.连接前后主要测量应变片和电路电阻，保证连接成功。

4.焊接时注意使焊接牢固、焊锡均匀。

5.粘贴应变片是主要布置位置和方向，并粘贴牢固。