工程力学实验考试复习

第二章

一、实验技术标准

实验标准：针对给定试验对试验对象、设备、条件、方法、技术等各个环节给予具体规定的文件。一般由标准化组织制定。

二、试验方案

1、试验目的、内容，依据的标准或协议。

2、试样的要求（设计图、加工质量、数量）。

3、仪器设备的选择和标定。

4、试验的具体方法和步骤，试验出现异常时的预备方案和安全措施。

5、规划试验人员的配备、组织和协调。

6、试验经费预算和进度安排。

三、力学量及其测量设备

载荷测力仪、材料试验机

长度量具（游标卡尺、千分尺、光学显微镜）

变形引伸计

应变电测设备（应变计+应变仪）

四、试样

实验分为材料试样实验和实物模型实验

材料试样实验主要用于了解材料的力学性能；取材方式应满足相应的国家标准。

实物模型试验主要用于大型结构的设计（大坝、桥梁、核反应堆）等。模型应满足相似理论。

五、数值修约规则

一、修约的表达方式

指定修约位数的表示方法如：保留三位有效数字。保留两位小数。

指定修约间隔的表示方法

如：修约间隔为0.02。其含义是保留到小数点后两位、且是0.02的整数倍。

四舍六入五考虑，

五后非零则进一，

五后皆零看奇偶，

五前为偶则舍去，

五前为奇则进一。

例1：将下列数据修约到三位有效数据例2：将数据12.75按0.5单位修约。

三、有效数字运算法则

原则：先修约后运算

1、加减法：修约时，应按各数中末位最高者修约。

例4：求21.01，7.341，0.786的和。解：应为21.01+7.34+0.79=29.14

2、乘除法：修约时，按各数中有效数字最少者修约。

例4：求21.01，7.34，0.786的积。解：应为 21.0×7.34×0.786=121

第三章 一、变形计的基本特征

标距：指测量所使用的长度。

灵敏度：指变形计对被测变形量的感应能力，是读数与被测量值的商 。（也称为放大倍数) 量程：指被测量值的上、下限之差。

精确度：指测量结果与真值的符合程度 。用示值误差、示值变动性和示值进回程差衡量。 二、应变及其测量

1、线应变定义

若线段Δx 的变形为Δu ，则线段Dx 的平均线应变

x

u x ∆∆=ε 一点的线应变 x u x x ∆∆=ε→∆0lim

三、电阻应变计的构造

基 底—将敏感栅定位并保证敏感栅与构件之间的绝缘电阻

敏感栅—将被测构件表面应变转换成电阻变化输出

覆盖层—保护敏感栅

粘结剂—将敏感栅固结在基底和覆盖层之间

引出线—连接敏感栅与测量导线

Ks ——称为金属丝的应变灵敏系数

)21(ν++ερρ=ε=d R dR K S

在一定范围内，对特定材料和加工方法，电阻变化率与其应变之间成线性关系（如康铜等）。 四、理想的敏感栅材料特性

1、灵敏系数Ks 大，且在较大范围内保持不变。

2、电阻率高。

3、电阻温度系数小且稳定。

4、弹性极限高于被测构件弹性极限。

5、易于加工成丝或箔。 五、按敏感栅材料分类 ：

康铜（Ni45%Cu55%）

——KS 高且稳定，电阻率r 高，电阻温度系数小，弹性好，加工性能好。常用于中、常温

静载及大应变测量。

镍铬合金（Ni80%Cr20%）

——高，电阻温度系数也大，疲劳寿命高。适宜动态应变测量和制作小栅长应变计。

卡玛合金（Ni74%Cr20%Al3%Fe3%）

——和KS 都较大，电阻温度系数小。但加工复杂，价高。常用于高精度应变测量及制作传感器

铂钨合金(Pt92%W8%)

——耐高温（达1000℃），Ks 较高，与温度的线性关系好，稳定。多用于高温测量 恒弹合金（Ni36%Cr8%Mo0.5%Fe55.5%）

——疲劳寿命高，Ks 较高，但对温度敏感。多用于动态应变测量

二、按敏感栅制造方法分类

丝式丝绕式—价格便宜，不受温度限制

短接式—横向效应较小，不耐疲劳

箔式—应变传递更准确，散热性能好，横向效应小，疲劳寿命高，蠕变小，应变极限高。 薄膜式

六、灵敏系数(H) ★

1、定义： 单向应力状态 ，将应变计轴向沿应力方向粘贴，

εR

R K ∆=——称为应变计的灵敏系数

七、应变计电阻（R ）★

应变计在未安装、不受外力，且在室温情况下测定的电阻值。有60Ω、120Ω、350Ω、500Ω和1000Ω。 常用120Ω，塑料实验常用≥350Ω。 八、减小机械滞后的措施：

1、采用高质量的应变计；

2、固化完全；

3、在正式测量前，预先加、卸载3～5次。

九、零点飘移（P ）和蠕变（q ）★

零漂：已安装应变计在温度恒定、无机械应变作用时，指示应变随时间变化的现象。

蠕变：已安装应变计在某一恒定的机械应变作用下，且温度不变时，指示应变随时间变化的现象称为蠕变。

十、热输出（C ）★

已安装应变计，由于环境温度变化引起构件和应变计温度产生变化，使应变计产生热输出。 0min

max T T C m T T --=εε

第四章

一、应变仪的基本组成

电源电路、测量电路、放大器、显示器和输出电路（A/D 转换器） 二、电桥平衡条件