电测法应力分析实验

合集下载

《工程力学》实验应力分析

r 1 2 3 4 2(1 )M
上下表面
M
r 2(1 )
E M
E r 2(1 )
R3 R4
R2 t2
R1
B
R1
R2
A
C
R4
R3
D
21
13.3 测量电桥的接法及其应用
例2 通过应变测量(1)求偏心载荷F;(2) 求e.试确定
布片、接桥方案。截面bh
y
e
y
解：(1)测F
z x
F Fe F 分析：
Me
Me
25
13.4 二向应力状态下主应力方向已知时的应力测定
1
3
B
R1
R2
A
C
R4
R3
D
解: 应力分析
1 3
沿与轴线成450方向为主方向,
故沿主应力方向布片.
采用全桥接法.
r 1 2 3 4 41
1
r
4
26
13.4 二向应力状态下主应力方向已知时的应力测定
1
3
B
R1
R2
A
C
R4
工程力学
第13章实验应力分析
1
第13章实验应力分析
§13.1 概述 §13.2 电测应力分析的基本原理 §13.3 测量电桥的接法及应用 §13.4 二向应力状态下主应力已知时
的应力测定 §13.5 二向应力状态下主应力未知时
的应力测定
2
13.1 概述
一. 为什么要进行实验应力分析
例1 已知E， , 测定max, 试确定布片、接桥方案。
M
R1
M
解：第一方案，
R2

电测纯弯曲梁正应力实验

电测纯弯曲梁正应力实验教学大纲一、学时实验学时：2二、适用专业及年级所有开设工程力学的专业，2年级。

三、实验目的1.学习使用电阻应变仪测量应变以确定应力的基本原理和方法。

2.测定梁承受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。

四、实验仪器及设备1.纯弯曲梁实验装置一套2.应变片3.电阻应变仪五、实验原理低碳钢的矩形截面梁，在梁的纯弯曲部分，沿梁的侧面不同高度刻划平行于轴线的纵向线1-1、2-2、3-3、4-4、5-5， 3-3线位于梁的中性层上，1-1和5-5位于梁的上下两表面，2-2和4-4位于梁中性层和上下两表面之间，各距3-3线等远，其距离分别为y 1、y 2。

这些线段表示梁的纵向纤维。

梁受纯弯曲时，各层纤维处于单向拉伸或压缩状态，其长度将发生改变。

我们沿刻线方向粘贴电阻应变片，用电阻应变仪测出梁受力后各纤维层的应变ε实，由虎克定律求出实验应力σ实.实实εσ⨯=E （公式1）式中：E 是梁所用材料的弹性模量。

实验时采用螺旋手柄加载，可以连续加载，载荷大小由拉压传感器通过应变仪读出。

当载荷增加ΔP 时，通过两根加载杆，使得测试梁两端的受力点分别增加ΔP/2，本实验采用“一次增载法”，既对钢梁先加一初载荷P 初，读出应变仪的初读数ε初，然后一次加载至额定载荷总P ，读出对应的应变值ε总，其应变增量△ε实=ε总-ε初。

如此重复三次。

计算出三次应变增量△ε实的平均值实ε∆后，即可由虎克定律求出应力增量△σ实=E ×实ε∆ （公式2）采用上式，可依次求出各层纤维的应力。

按纯弯曲理论，计算各层纤维应力增量的理论公式为 ZI y M ⨯∆=∆理σ （公式3）式中：弯矩△M= △P ×a （△P —载荷增量，a －加力点到支座的距离）y 为各纤维层至中性层的距离。

I z 为横截面对中性轴Z 的惯性矩，对于矩形截面3121bh I Z =六、实验步骤1.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，并推算出各应变计到中性层的距离y。

实验应力分析小结

实验应力分析小结实验应力分析:用机测、电测、光测、声测等实验分析方法确定物体在受力状态下的应力状态的学科。

实验应力分析，是用实验分析方法确定构件在受力情况下的应力状态的学科。

它既可用于研究固体力学的基本规律，为发展新理论提供依据，又是提高工程设计质量，进行失效分析的重要手段，已有多种实验方法。

本学期主要学习了电学方法分析实验，有电阻、电容、电感等多种方法，而以电阻应变计测量技术应用较为普遍，效果较好。

而主要学习了电阻应变片法。

电测法是应用最广泛的一种实验应力分析方法，它的基本原理是：将位移或者变形等力学量的变化转换为电量的变化，然后再把所测电量改变量转换回所欲测定的力学量。

这种办法，通常称为非电量的电测法。

我们实验所采用的是电阻应变法，它把应变转换为电阻变化以测量应力应变。

电阻应变片有多种形式，常用的有丝绕式和箔式应变片。

我们实验采用的是箔式应变片，将应变片用特殊的胶水粘贴在需要测量变形的构件上，由于粘贴非常牢固，且应变片基底很薄，因而可以认为应变片与构件上该点处产生相同的应变。

应变片的敏感栅在伸长或缩短，其电阻值R改变为R+∆R，从而将构件上测点处的应变转化为电阻值的变化。

电阻应变计是一种能将构件上的尺寸变化转换成电阻变化的变换器，一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层构成。

将它安装在构件表面。

构件受载荷作用后，表面产生微小变形，敏感栅随之变形，致使应变计产生电阻变化，其变化率和应变计所在处构件的应变成正比。

测出电阻变化，即可按公式算出该处构件表面的应变，并算出相应的应力。

依敏感栅材料不同，电阻应变计分金属电阻应变计和半导体应变计两大类。

另外还有薄膜应变计、压电场效应应变计和各种不同用途的应变计，如温度自补偿应变计、大应变计、应力计、测量残余应力的应变化等。

在这个学期当中，我们在兰老师的指导下总共进行了七次实验，分别是金属材料的拉伸及弹性模量测定试验，非金属材料的拉伸测定泊松比试验，金属扭转破坏、剪切弹性模量测定，等强度等截面梁弯曲试验，弯曲正应力电测实验，弯扭组合变形的主应力测定试验，单自由度系统固有频率和阻尼比的测定试验。

第十七章应力分析的电测法

前面板示意图
工作状态指示灯
电源开关
功能按键
XL 2101B2接线单元示意图
应注意：在1/4 桥测试时，应在 B和B1 端连接出厂时配备的短接线或短接片，只有1/4 桥测试时需要连接短接线；半桥/全桥测试时 B与B1 之间的电器开关断开，否则会影响测试结果。
第四节应力测量与应力计算
1 A t
温度补偿片反映的应变
2 t
应变仪的读数
¼ 桥路测量
1 2 A
第三节电阻应变仪
电阻应变仪是配合电阻应变片测量应变的专用仪器。本节主要介绍平衡式电阻应变仪和数字电阻应变仪。
平衡式电阻应变仪原理和控制面板
XL 2101B2/B3数字应变仪
1 T M N t
1 T M N t
应变片2，3与4感受的应变则分别为
2 T M N t 3 T M N t
4 T M N t
应变仪的读数
一、单向应力状态
例1 (图a)矩形截面悬臂梁，弹模为E，要求测出横截面 m—m的最大弯曲正应力，试确定布片与接线方案，并建立相应计算公式。解：截面m—m：纵向正应变大小相等、
符号相反。布片：上、下各粘贴一应变片，平行轴线。接桥：半桥接线法 (图b)。设上、下表面的温度变化相同，则应变片1与2在加载后所反映的应变分别为：
一、应变片及其转换原理
应变片
种类：箔式、丝绕式、短接式
原始电阻值： R，通常为120Ω，350Ω；1000Ω
发生应变后，R＋ΔR。敏感栅的电阻变化率ΔR/R与正应变ε成正比，即： R k—灵敏度系数(1.7~3.6)

应变电测法实习报告

一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，了解应变电测法的基本原理和操作步骤，掌握电阻应变片、电阻应变仪、记录仪等设备的使用方法，提高对构件表面应力状态测定的能力，为今后从事相关领域的工作打下基础。

二、实习内容1. 实验原理应变电测法是一种通过测量电阻应变片电阻值的变化来确定构件表面应力的方法。

当构件受力变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪将电阻变化转换成电压（或电流）的变化，再换算成应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号，由记录仪进行记录。

2. 实验设备（1）电阻应变片：用于测量构件表面的线应变。

（2）电阻应变仪：将电阻应变片的电阻变化转换成电压（或电流）的变化。

（3）记录仪：记录应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号。

（4）悬臂梁：用于模拟实际构件，观察应变电测法的应用。

3. 实验步骤（1）搭建实验电路：将电阻应变片粘贴在悬臂梁表面，将电阻应变仪、记录仪与电路连接。

（2）调整电路参数：根据实际需求调整电路参数，确保测量精度。

（3）加载力：对悬臂梁施加预定的载荷，使构件发生变形。

（4）观察应变电测法效果：通过电阻应变仪、记录仪观察应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号。

（5）分析数据：根据实验数据，分析构件表面应力状态。

三、实习结果与分析1. 实验结果通过本次实习，成功搭建了应变电测法实验电路，观察到了应变电测法的实际应用效果。

在施加预定的载荷后，悬臂梁表面应变值与电阻应变片电阻值的变化呈正相关关系，验证了应变电测法的有效性。

2. 数据分析（1）根据实验数据，计算出悬臂梁表面的应力状态，包括最大应力、最小应力、平均应力等。

（2）分析悬臂梁表面应力分布情况，判断构件的受力特点。

（3）对比不同加载方式下的应力状态，探讨应变电测法的适用范围。

四、实习总结通过本次实习，我对应变电测法有了更深入的了解，掌握了电阻应变片、电阻应变仪、记录仪等设备的使用方法。

以下是我对本次实习的总结：1. 理论与实践相结合：本次实习使我认识到，理论知识与实践操作相辅相成，只有将二者结合起来，才能更好地掌握应变电测法。

应力分析电测法

第一章应力分析电测法§1-1 概述实验应力分析，是利用实验的方法来测定构件内应力或应变的一种技术。

它在工程应用领域是确定构件的承载能力，验证理论分析结果，改进构件设计的一种重要手段。

目前，实验应力分析技术已经形成一门学科并广泛应用于机械、动力、土木、水利、航空、材料化工和生物力学等领域。

应力分析试验是利用物理原理，把不易测量的力学量，如应力、应变等，转换成易测量的其他物理量，如光强、电压等，并且这种转换在理论上有确定的关系。

这样，可以通过测量这些物理量得到相应力学量的确定关系。

电测应力分析是利用金属丝的“电阻-应变”效应实现应变—电压转换的一种力学实验技术。

于20世纪30年代逐步应用于工程测试。

20世纪50年代，出现箔式应变计，由于箔式应变计便于大批量、标准化制造，使电测法逐步规范化和规模化，使之成为测量物体表面应变的一种常规测试方法。

目前商品化的应变计达2万余种，应用范围扩展到振动、高温、高压、液下、高速、强辐射等极端环境下的测量。

应变电测法也是某些力学量传感器的技术基础，广泛应用于传感器的设计。

应变电测法的主要缺点是：一只应变计仅能测量物体表面一点的某个方向的应变。

因此，需要多点、多方向布设应变计，才能得到全场测量的近似值。

另外，应变计存在有限面积，当贴附于测点时，反映的应变是片基面积内的平均应变。

对于高应变梯度测试精度较差。

本章将介绍应变电测法——简称“电测法”基本原理与试验技术。

§1-2 应变电测法原理应变电测法是利用金属丝的“电阻应变效应”测量构件表面应变的一种实验应力分析技术。

在测量硬件上主要由3部分组成：1.电阻应变片：作为传感器将应变量转换成可测量的电量参数。

2.测量电桥：组成各种测量电路。

3.电阻应变仪：输入测量电路获取的信号加以放大并转换成实际应变值。

一.电阻应变片的工作原理1.金属丝的电阻应变效应一根长l ，横截面积A ，电阻率ρ的金属丝，电阻R 表示为：ARρ= 当金属丝受到轴向拉伸作用，上式两边取微分，有：dA Ad A d A dR 2-+=ρρ 两边同时除以R ，得：AdAd d R dR -+= ρρ （1-1）考虑圆形截面金属丝，直径为D 则： 24D A π= D d D dA 2π=于是d D dD A dA ν22-== 另外，试验表明，电阻率的变化率ρρd 与体积变化率VdV成正比，即： ldlm V dV md )21(νρρ-==式中ν为金属材料的泊松比；m 为比例常数。

如何在工程力学中进行应力分析？

如何在工程力学中进行应力分析？在工程力学领域，应力分析是一项至关重要的任务。

它能够帮助工程师了解结构或材料在受到外力作用时内部的受力情况，从而评估其强度、稳定性和可靠性，为设计安全、高效的工程结构提供关键的依据。

那么，如何进行有效的应力分析呢？首先，我们需要明确应力的基本概念。

应力，简单来说，就是单位面积上所承受的内力。

当物体受到外力作用时，内部会产生抵抗这种外力的力，这种力在单位面积上的表现就是应力。

应力的单位通常是帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。

在实际的工程力学中，进行应力分析的第一步是确定所研究对象的受力情况。

这包括对各种外力的分析，如集中力、分布力、力偶等。

例如，在桥梁设计中，需要考虑车辆的重量产生的集中力，以及风荷载产生的分布力。

为了准确地描述这些外力，我们通常会建立一个力学模型，将复杂的实际情况简化为易于分析的形式。

接下来，选择合适的分析方法是关键。

常见的应力分析方法有理论分析法、实验法和数值模拟法。

理论分析法基于力学的基本原理和公式进行推导和计算。

例如，对于简单形状和受力情况的结构，可以使用材料力学中的公式来计算应力。

比如，对于受拉伸或压缩的直杆，可以通过力除以横截面积来计算正应力；对于受扭转的圆轴，可以通过扭矩除以抗扭截面系数来计算切应力。

然而，这种方法通常只适用于简单的几何形状和受力情况，对于复杂的结构往往难以直接应用。

实验法是通过对实际结构或模型进行物理实验来测量应力。

常见的实验方法包括电测法、光测法等。

电测法是在结构表面粘贴电阻应变片，当结构受力产生变形时，应变片的电阻会发生变化，通过测量电阻的变化可以推算出应变，进而计算出应力。

光测法则利用光的干涉原理，如光弹性法，来观察结构内部的应力分布。

实验法能够直接获取实际结构的应力数据，但往往成本较高，且实验过程可能会对结构造成一定的破坏。

数值模拟法则是借助计算机软件对结构进行建模和分析。

常见的数值方法有有限元法、边界元法等。

有限元法将结构离散成有限个单元，通过求解每个单元的平衡方程，得到整个结构的应力和变形。

应力测定实验

38
5．对容器进行几次加载、卸载循环。消除应变片初受载后的永久变形，使滞后误差趋于稳定。每次卸载后需进行预调平衡，然后按加载步骤加载，记下应变读数。当应变读数和滞后量趋于恒定时，才可进行正式测量。
6．系统最后一次卸载后先检查一下平衡情况，然后加载进行正式测量，记录每种载荷下，各测点的应变读数。 7．测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。
五、实验注意事项
1．选片根据测试要求，选择所需的应变片或应变花，并作外观检查，片基上应无气泡、脱层，片丝应无折皱、断裂、锈蚀，引线接头应牢固可靠。电阻片之电阻值必须用惠斯登电桥重新测定，在多点测量中同组使用的电阻片各片的阻值应相等或相接近，其阻值差别不超过±0．2欧姆。
椭圆形端盖
图1-2 试件模型示意图，
2．主要仪器：（1）YJD—1型静动态电阻应变仪或YJD—17型静动态电阻应变仪（2）P20R预调平衡箱（3）惠斯登电桥等
36
三、实验原理和实验内容
1．实验原理本实验是用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变，再根据应
力应变关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。实验时，将电阻应变片（简称应变片）固定在被测构件上，当构件变形时
4
5
单向应力状态单轴应变片
σ= Eε
6
双向应力状态
1、主应力方向已知
1
E 1
2
( 1
2)
2
E 1
2
( 2
2)
7
双向应力状态
2、主应力方向未知
ixc2 o i sys2 iin xs y iic no i s
（i=1、2、3）
x 、 y 、 xy
8
x

组合梁应力分析实验1

组合梁应力分析实验一、实验目的1.用电测法测定两根组合后的梁的应力分布规律，从而为理论计算模型的建立提供实验依据。

2.通过实验和理论分析，了解不同材料、不同组合形式以及不同约束条件对组合梁的应立及应力分布规律的影响。

3.学会利用实验测量结果分析和分离组合梁内力的方法二、实验背景与基本原理梁在受到力的作用发生弯曲时，横截面上的应力分布是上下表面大、中间小，材料的利用率很不合理，因此提出以下改进：1)改变截面的形状，如工字钢、槽钢、方钢等；2)多层复合与叠加，中间选用强度低的材料，上下表面则选用强度高的材料，如三合板等或组合梁。

工程中实际的梁往往是由两根以上的梁组合而成的，本试验选择了截面尺寸相同的两根矩形梁按下述三种方式进行组合：相同材料的两个梁上下叠放，不同材料的两个梁上下叠放，相同材料的两个梁上下叠放，同时在左右打入楔块。

通过实验分析和比较多种约束下叠梁的应力应变分布规律或对内力作用等影响效果以及判断他们的承载能力大小，找出它们的共同点和不同点，从而全面讨论材料类型、结构形式、约束形式等变化对截面应力应变分布规律的影响，为建立理论计算模型提供实验依据。

三、实验装置与仪器设置1.叠梁如图1所示，一种是材料相同的钢-钢组合而成的叠梁，另一种是不同材料的钢-铝组合而成的叠梁。

2.楔块两如图2所示，在距梁两端约50mm处用钢制楔块压入上下两的切槽内，楔块左右端面与梁为过盈配合，楔块上下表面与梁留有间隙。

3.焊接量与梁的梁断面完全焊死。

4.加载设备：WDW3020型电子万能试验机。

5.应变测量仪器：YE2539高速静态应变仪。

6.量具：游标卡尺、钢板尺。

四、实验步骤1.实验时每个小组测试一种梁的数据，组桥方式为单臂测量。

2.记录另外两种粮的数据。

3.实验完毕后，通过对三种梁实验数据的分析和比较，找出测试数据的差别，并弄清出以下问题：五、理论计算1.叠梁假定两梁接触面无摩擦力，可以相对自由滑动。

上梁在外力及下梁给与的反力作用下的弯曲；下梁则有上梁传递的作用力及支座反力的作用下弯曲。

电测应力

薄壁圆筒的弯扭组合变形
二、实验设备
1、简易加载设备； 2、电阻应变仪； 3、计算机。
薄壁圆筒的弯扭组合变形
弯扭组合变形加载装置
薄壁圆筒的弯扭组合变形
三、实验原理
D d I I a F I-I截面 l
薄壁圆筒的弯扭组合变形
s
t
m B
t
s
薄壁圆筒的弯扭组合变形
1、确定主应力和主方向
x y
电测法基本原理
电阻片简图
敏感栅基底引出线粘结剂复盖层
电阻应变片结构
电测法基本原理
实验证明，在一定范围内，应变片的电阻变化率ΔR/ R与应变ε成正比，即：
DR kS R
应变方向
式中：Ks为为电阻丝灵敏系数。
电测法基本原理
应变片分类：丝绕式应变片、箔式应变片、半导体应变片。
电阻丝胶膜基底
F
1 2 3 4 5
加力梁矩形钢梁
h 4
h 2
h 4
电阻片
h 2
b
a
a
h
矩形截面梁的纯弯曲
四、试验步骤及注意事项
1．调节应变仅的灵敏系数并进行预调
平衡。正常后即可开始测量。
2．加载要记下与载荷每次增量及相应的应变增量 3．小心操作。
矩形截面梁的纯弯曲
五、数据处理及报告
1、测点应变增量的平均值 2、算出相应应力增量的测值 3、纯弯曲时各测点理论值
F F
Dj Dd b
扭转试验
2．测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb
T Tb T= T= Tb T< Ts dr Ts
tb ts
r
j
O

实验五电测应力分析一、电测法的基本原理与方法

实验五电测应力分析一、电测法的基本原理与方法电阻应变测量技术可用于测定构件的表面应变，根据应力与应变之间的关系，确定构件的应力状态。

按作用原理，电阻应变片测量技术可看成由电阻应变片、电阻应变仪及记录器三部分组成。

它的工作原理是将电阻应变片固定在被测的构件上，当构件变形时，电阻应变片的阻值发生相应的变化，能通过电阻应变仪的电桥将此电阻值的变化转化为电压或电流的变化，并经放大器的放大，最后换算成应变数或输出与应变成正比的模拟电信号。

z 应变片(1)概念：能将被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。

(2)组成：由敏感栅、基底、覆盖层、引线四部分组成。

(3)原理：电阻变化与弹性体应变有确定的线性关系。

这种电阻值随同变形发生变化的现象叫电阻应变效应。

关系表达式：εK RR=Δ K －应变片的灵敏系数z 电桥由于被测构件变形引起应变片电阻的变化是很小，必须通过仪器来测量，这种仪器就是电阻应变仪。

在电阻应变仪中一般有电桥将应变片的电阻变化转换为电压或电流的变化。

如图：(1)无载荷工作状态()()43214231R R R R R R R R E U ++−= 当 4231R R R R =则电桥处于平衡状态，称为电桥的平衡条件0=U（2）有载荷工作状态各臂阻值分别有ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4变化()43214433221144εεεε−+−=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛Δ−Δ+Δ−Δ=EKR R R R R R R R E U通过仪器转换直接输出应变值：4321εεεεε−+−=r ()με电阻应变仪电桥输出U 与各桥臂应变计的指示应变r ε有下列关系：其中 4321εεεε、、、分别为各桥臂应变计的指示应变，K 为应变片的灵敏系数，为桥压。

E 二、电阻应变片各种接桥方法（一）接桥方法（1）温补半桥接法（2）互补半桥接法（3）温补全桥接法（4）互补全桥接法（二）温度补偿在测量时，粘贴了应变片的被测试件总是处在一定温度环境中。

实验应力分析实验报告

实验应力分析实验报告实验应力分析实验报告引言实验应力分析是一项重要的实验技术，它可以帮助我们了解材料在受力时的行为和性能。

通过实验应力分析，我们可以测量和分析材料的应力分布、应变变化以及材料的强度和刚度等关键参数。

本实验报告将介绍实验应力分析的基本原理、实验装置和实验结果，并对实验结果进行分析和讨论。

实验原理实验应力分析是基于材料力学和应变测量原理的。

在实验中，我们通常使用应变计或应变片来测量材料的应变变化。

应变计是一种敏感的应变测量仪器，它可以将材料受力后产生的微小应变转化为电信号。

通过测量这些电信号的变化，我们可以推断出材料的应变分布和应力分布。

实验装置实验应力分析通常需要使用一些特殊的装置和设备。

在本次实验中，我们使用了一台万能材料试验机和一套应变计测量系统。

万能材料试验机是一种常见的实验设备，它可以施加不同的载荷和测量材料的力学性能。

应变计测量系统由应变计和数据采集设备组成，它可以实时记录材料的应变变化，并将数据传输到计算机进行处理和分析。

实验步骤在实验中，我们首先需要选择合适的试样和应变计。

试样的选择要考虑到材料的特性和实验要求。

应变计的选择要根据试样的形状和应变范围来确定。

然后，我们将应变计粘贴在试样表面，并将试样安装到万能材料试验机上。

在施加载荷前，我们需要对应变计进行校准，以确保测量的准确性。

接下来，我们可以施加不同的载荷和测量试样的应变变化。

最后，我们将实验数据导入计算机，并进行数据处理和分析。

实验结果与分析通过实验应力分析，我们得到了试样在不同载荷下的应变数据。

根据这些数据，我们可以绘制应变-载荷曲线，从而分析试样的应力分布和强度特性。

同时，我们还可以计算试样的刚度和弹性模量等力学参数。

通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 应变分布不均匀：在试样受力过程中，应变分布通常不是均匀的。

这是由于试样的几何形状、材料的性质以及施加的载荷等因素的影响。

通过实验应力分析，我们可以观察到应变的集中区域和变化规律，从而了解材料的应力分布情况。

电测实验报告

电测实验报告电测实验报告电测实验报告电测法就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种方法，是实验应力分析的重要方法之一。

电测法以测量精度高、传感元件小和测量范围广等优点，在民用建筑，医学，道路，桥梁等工程实践中得到广泛应用。

一、实验目的1.了解电测法的基本原理；2.熟悉悬臂梁的结构及应变特性；3.学会用电测法测量。

4.制作一电子秤，并确定其量程，计算线性度和灵敏度。

二、实验仪器、设备和工具等强度悬臂梁实验仪，精密数字测量仪，砝码，砝码盘，数据线，游标卡尺，钢板尺。

三、实验原理1.主要仪器介绍以弯曲为主要变形的杆件称为梁。

一端固定，另一端自由的梁为悬臂梁。

为了使悬臂梁各个截面的弯曲应力相同,随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度，这样的悬臂梁称为等强度悬臂梁。

等强度悬臂梁实验仪由已粘贴好电阻应变片的等强度梁、支座、水平仪、调节螺钉和加载砝码等组成，如图1所示。

本实验用电测法测量等强度悬臂梁的应力、应变。

电阻应变片是能将被测试件的应变转换成电阻变化的敏感元件。

它由敏感栅、基片、覆盖层、引线四部分组成，如图2所示。

其中，敏感栅是用金属丝制成的应变转换元件，是构成电阻应变片的主要部分；引线作为测量敏感栅电阻值时与外部导线连接之用；基底的作用是保持敏感栅的几何形状和相对位置；覆盖层是用来护敏感栅的；粘贴剂用来将敏感栅固结在覆盖层和基底之间。

精密数字测量仪是常用的应变传感器测量仪。

当电阻应变片将电阻值的变化转化为电压的变化后，经过精密数字测量仪放大器的放大处理，最后换算成输出与应变成正比的模拟电信号。

再经放大处理，经A/D转换，将模拟信号转换成数字信号输出。

2.电测法基本原理电测法基本原理，是将金属丝等制成的电阻应变片贴在构件待测应变处，当构件受力变形时，金属丝亦随之伸缩，因而其电阻也随之改变。

电阻改变量与金属丝的线应变之间存在一定的关系。

通过电阻应变仪将电阻改变量测出，进而可得到构件所测部位的应变。

关于梁的纯弯曲正应力实验

梁的纯弯曲正应力实验电测法是应力应变测量最常用的方法，其方法简便，技术成熟，已经成为工程中不可缺少的测量手段。

纯弯曲时正应力在横截面上线性分布，是弯曲中最简单的应力情况。

用电测法测定纯弯曲梁上的正应力，不仅可以验证材料力学理论，也可以熟悉电测法测量的原理、操作方法和注意的问题，为复杂的实验应力分析打下基础。

一、预习要求1、YJ—5电阻应变仪测量前如何进行预调平衡？2、采用半桥接法进行弯曲正应力测量时，如何进行温度补偿？说明原理。

二、实验目的1、初步掌握电测应力分析方法，学习电测接线方法、仪器调试使用方法。

2、测定梁在纯弯曲下的弯曲正应力及分布规律，验证理论公式。

三、实验设备1、纯弯曲正应力试验台。

2、电阻应变仪及预调平衡箱。

3、矩形截面钢梁。

四、实验原理及方法纯弯曲梁如图1a所示。

在载荷P作用下，梁的CD段为纯弯曲变形。

沿梁横截面的高度方向每隔4h高度粘贴平行于轴线的测量应变片，共五片，其中第三片在中性层上。

另外在梁外安置温度补偿块，其上贴一公共温度补偿应变片。

每一测量应变片与公共温度补偿片按图1b接法接为半桥测量系统。

梁受到P力作用后，产生弯曲变形。

通过电阻应变仪测出载荷作用下五个点处的应变，由于是单向拉压变形，由虎克定律εσE=即可算出各点的应力值。

另一方面，由弯曲正应力理论公式zIMy=σ，可算出各点的应力理论值。

于是可将实测值和理论值进行比较，验证理论公式的正确性。

实验时，载荷由砝码经过20倍杠杆放大施加。

加载分四级，每增加一个砝码，产生P图1 纯弯曲实验装置示意图力的增量ΔP。

每加一级后测出五个点的应变，最后取力和应变的增量平均值计算理论值和实验值。

该实验也可用万能试验机加载进行测量。

五、实验步骤1、检查调整纯弯曲梁、电阻应变仪，使各部件和旋钮在正确位置，并打开应变仪进行预热。

2、接桥练习。

参照表1组桥，每种方式下按应变仪的使用方法进行预调平衡，平衡后加一个砝码读取应变。

读数方法为，当加载后应变仪的指针发生偏转，根据应变的大小选择并调节微调、中调、粗调读数盘使电表指针回零，这时各读数盘所指读数的代数和即是所测点的应变值。

《实验应力分析》——电测(全集)

2、偶然误差（又称随机误差）
偶然误差由多种因素引起，要找到原因很难。当测量多次时，偶然误差时大、时小、时正、时负，没有固定的大小和偏向。常围绕某一中间值上下波动。当测量次数足够多时，发现偶然误差服从统计规律。
3、间接测量误差：
在实验中，对长度、重量、位移等物理量能直接测量，但对应力等物理量一般不能直接测量，必须通过一些能直接测量的物理量按一定公式计算求得。这计算出的间接测量的结果具有一定的误差，如何由直接测量误差计算间接测量误差，这就是误差传递规律的问题。
四、舍入法
在一般计算中是4舍5入，而在实验中是4舍6入，何谓4舍6入呢？
> 5 则向前一位入1。末位有效数字后的第一位数字 < 5 则舍去。
末位有效数字为奇数则向前入1。 = 5 末位有效数字为偶数则舍去。
如：下面的数均保留2位有效数字
0 .1 2 4
0.12
0 .1 2 6
0.13
0 .1 2 5
1、解决工程上的力学问题有三种方法
解析法：用弹性力学或塑性力学进行求解。即首先建立力学模型然后用数学方法进行求解。用数学方法求解工程问题时，常遇到数学和计算方面的困难，只能对有限的一些简单问题给出精确解。
计算法：用有限差分法或有限元法等数值计算求解工程上的力学问题。
实验法：用实验的方法求解工程上的力学问题。
10 3.3333 3
10.0 3.3 3.0
§1-2 误差的来源及处理方法
一、误差的来源 1、系统误差（又称恒定误差）
系统误差是由人为或某一固定因素造成的误差。系统误差可以消除。如：尺子长了，则测出的数据均偏小；杆秤准心偏了，秤出的重量总是偏小。系统误差有固定的偏向和一定的规律性，可根据具体原因采取适当的措施予以校正和消除。

电测弯曲正应力实验报告

应变仪读数(10 )με 2 3 4 5
-6
计算结果
计算实测应力值读增读增读增读增读增 1、 Mpa）数量数量数量数量数量
2、计算理论应力值（Mpa））
增量平均值△ ε(10-6)με 实验值△σ实 =E△ε（Mpa）理论值△σ理 =6a△py/bh3
支座与作用点的距离（mm）
三、实验原理及装置：实验原理及装置：
：四、实验数据和计算结果（见表二）实验数据和计算结果（见表二）五、问答题
1、根据实验结果分析实测应力值与理论应力值的误差的原因？（△σ实-△σ理）*100%/△σ理
2、绘制实测应力分布图和理论应力分布图。
表二
应变片离中性轴距离 yi 次数载荷（kgf） P △P 1
电测弯曲正应力实验报告
姓名______班级______学号______成绩______
一、实验目的：实验目的：
二、实验设备：实验设备：
1、仪器的型号及名称
、
、
2、量具的名称及精度 3、矩形截面梁的基本参数（见表一）：表一构件材料

弹性系数 E （Gpa）
截面尺寸（mm）高度 h 宽度 b

弯曲正应力电测实验报告

弯曲正应力电测实验报告
实验名称：弯曲正应力电测实验
实验时间：2020年11月
实验目的：
1、熟练掌握弯曲正应力电测实验技术；
2、了解弯曲正应力对塑料材料强度的影响。

实验内容：
本次实验的主要内容为：通过弯曲正应力电测试法，在给定的实验条件下，测试分析塑料材料的强度性能，并结合实验结果，分析塑料材料弯曲正应力的影响。

实验仪器：
1、弯曲正应力电测仪：用于测试塑料材料强度的专用仪器，能够根据试样的型号，测量出塑料材料的正应力。

2、电动拉伸机：用于测试塑料材料的拉伸强度，可以根据试样尺寸和实验条件调节力应力大小。

3、实验容器：用于保护试样，避免实验中的误差。

4、数据记录系统：记录试验的实验参数和测试结果，用于检验和分析塑料材料的强度性能。

实验步骤：
1、熟悉实验技术和实验仪器：查阅相关文献，熟悉实验原理及仪器操作。

2、准备实验样品：根据实验需要，选用合适的塑料样品，并熟
悉改变样品的尺寸和形状。

3、调试实验仪器：根据实验需要，调整电动拉伸机及弯曲正应力电测仪的参数，确保试验能够按照要求进行。

4、进行实验：按照要求，进行塑料材料弯曲正应力实验，并记录实验结果。

5、对实验结果进行分析：对实验结果进行分析，给出实验报告和总结报告，总结分析塑料材料的强度特性。

结论：
通过弯曲正应力电测实验可以熟练地掌握弯曲正应力的技术，并了解塑料材料弯曲正应力对材料性能的影响，得出塑料材料的强度特性。

实验十九弹塑性应力及电测法的综合实验

实验十九弹塑性应力及电测法的综合实验(此实验为设计型、综合型、扩展型实验。

)一．实验目的：1．加深理解材料的弹塑性过程，材料进入塑性后的性态与卸载后的残余应力分布情况。

2． X 射线法与电测法相结合。

用电测法观察试件加、卸载时的应力、应变情况，用X 射线法进行表面应力的测定。

通过自行制定实验方案（贴片、布线、测试等），分析两种方法所测实验结果的全过程，对静态电测的基本测试技术、X 射线表面应力测量方法进行一次综合训练，以进一步巩固理论知识，从一般材料力学处理的弹性问题扩展至塑性问题，特别是会涉及到一些目前尚未有完整理论解的问题，与工程实际相结合，培养独立分析问题、解决问题的能力，培养实验动手能力，培养科学工作作风。

二．实验设备：1．《X-95型》X 射线应力测试仪。

2．抛光机。

3．YJR-6型静态数字应变仪。

4．测力仪。

5．加载小车。

三．实验内容：用电测法测定梁在纯弯曲时弹性状态及进入塑性后的应力-应变情况，观察屈服状态，判断塑性铰的出现及观察塑性铰特征，观察分析卸载特点。

从理论分析得出卸载后表面残余应力的状态，并用X 射线法加以验证对比。

试件尺寸及加载方案如图所示：材料：Q235； σs =235MPa ；四．实验要求：1．用电测法测定试样在纯弯曲段内上下表面处弹性及塑性阶段的应力应变情况。

2．用计算机画出弹塑性阶段的应力应变曲线及卸载曲线。

3．测定弹性模量E 及泊松比υ，观察弹塑性阶段泊松比υ的变化。

4．判断材料进入全塑性阶段（出现塑性铰）时的应力应变特征。

5．测定卸载后试样上下表面的残余应力。

6．仔细观察卸载规律，得出相应结论。

7．从理论上计算出弹性极限载荷P e 、塑性极限载荷P u ，计算出卸载后的残余应力。

将实验结果与理论分析结果进行对比。

五．实验步骤由于此实验为破坏性实验，（试样塑性变形后不可恢复），故首先要认真制定实验方案， -53-包括加载方案。

先求出理论解，并经过认真、全面、综合考虑后再动手做实验。