悬臂梁应变测量
悬臂梁电阻应变综合测量实验总结与体会
悬臂梁电阻应变综合测量实验总结与体会一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果与分析五、误差分析六、实验体会一、实验目的本次悬臂梁电阻应变综合测量实验的主要目的是通过对悬臂梁在受力情况下电阻值和应变值的测量，来掌握电阻应变片的基本原理和测量方法，并学习如何进行数据处理和误差分析，提高实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1. 悬臂梁受力分析在本次实验中，我们使用了一根长度为L，截面积为A，杨氏模量为E 的金属杆作为悬臂梁。
当该杆受到外力F时，由于其自身刚度限制，会发生形变。
此时，在距离支点x处处取一个微小长度dx，在这个微小长度内，由于形变而产生的微小位移dy可以表示为：dy = (F * x / EI) * dx^2其中EI是弯曲刚度系数。
2. 应变计原理应变计是一种利用金属电阻率随应变而发生改变来进行应变测量的传感器。
在本次实验中，我们使用的是电阻应变片。
当应变计受到外力而发生形变时，其内部的电阻值也会随之发生变化。
根据欧姆定律，电阻值和电流、电压之间的关系为：R = V / I由此可以得到应变计输出的电压与其内部电阻值之间的关系：V = R * I在本次实验中，我们使用了一个称为“维氏桥”的电路来测量应变计输出的电压，并通过计算来得到应变值。
三、实验步骤1. 实验器材准备：悬臂梁、应变计、维氏桥等。
2. 实验前准备：将悬臂梁固定在实验台上，并将应变计粘贴在悬臂梁上。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺等工具测量悬臂梁初始长度L0。
4. 测量外力：使用天平等工具测量施加在悬臂梁上的外力F。
5. 测量电阻值：通过连接维氏桥和应变计，测量应变计输出的电压，并根据维氏桥的原理得出应变计内部电阻值R。
6. 测量应变值：根据应变计输出的电压和内部电阻值，计算出应变值。
7. 测量位移：通过连接位移传感器等工具，测量悬臂梁在受力情况下的微小位移。
8. 数据处理：根据测量结果，计算出悬臂梁的弯曲刚度系数EI，并绘制出应变与位移、应变与电阻值之间的关系图。
课程设计(等截面悬臂梁静应变测试与分析)
太原科技大学课程说明书目录设计任务 (2)设计仪表及器材 (2)DH3818静态电阻应变仪介绍 (4)设计原理 (8)设计过程 (13)原始数据记录 (14)数据处理分析 (17)参考文献 (23)心得体会 (23)一、课题设计名称等截面悬臂梁静应变测试与分析二、设计任务1、掌握电阻应变片的选用原则和方法。
2、学习电阻应变片粘贴技术。
3、掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理。
4、固应力分析的概念，学会对构件的受力分析和应变测量。
三、设计仪表及器材DH3818静态电阻应变仪、常温用电阻应变片、悬臂梁(等截面梁)、万用电表、砝码一套、粘贴剂、清洗剂、引线若干、电烙铁及其他工具。
四、DH3818静态电阻应变仪介绍（一）、概述DH3818静态应变测量仪由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。
可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变（应力）值。
广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。
若配接适当的应变式传感器，也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
特点：手控状态时，大屏数码管显示测量通道和输入应变量，且可通过功能键设置显示通道、修正系数及平衡操作；自动平衡：内置120Ω标准电阻， 1／4桥（公用补偿）、半桥、全桥连接方便。
（二）、技术指标1、测量点数：有可测10点和20点两种，每台计算机可控制十六台静态应变测量仪；2、程控状态下采样速率：10测点/秒；3、测试应变范围：±19999με；4、分辨率：1με；5、系统不确定度：不大于0.5%±3με；6、零漂：≤4με/2h(程控状态)；7、自动平衡范围：±15000με，灵敏度系数K＝2.00，120Ω应变计阻值误差的±1.5%；8、测量结果修正系数范围：0.0000～9.9999(手动状态)；9、适用应变计电阻值： 50～10000Ω；10、应变计灵敏度系数： 1.0～3.0可进行任意修正；长导线电阻修正范围：0.0～100Ω；11、交流电源电压： 220V±10％， 50Hz±2％；12、仪器功率：约15W ；（三）、工作原理测量原理：以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。
悬臂连续梁施工 安全监测监控 措施
悬臂连续梁施工安全监测监控措施以悬臂连续梁施工安全监测监控措施为题，本文将介绍悬臂连续梁施工过程中的安全监测监控措施。
一、悬臂连续梁施工的概述悬臂连续梁施工是指在桥墩上先悬挑一段梁段，然后再从悬挑的梁段上继续悬挑下一段梁段，直至达到设计要求的长度。
悬臂连续梁施工具有工期短、质量好等优点，但也存在一定的施工风险。
因此，在悬臂连续梁施工过程中，安全监测监控措施的实施尤为重要。
二、悬臂连续梁施工安全监测监控措施的重要性悬臂连续梁施工过程中，由于梁段的自身重量和施工荷载的作用，会产生较大的应力和变形。
如果不能及时发现和处理这些问题，可能会导致悬臂梁的失稳、断裂以及其他严重事故的发生。
因此，安全监测监控措施的实施可以及时掌握悬臂连续梁施工过程中的变形和应力情况，保证施工的安全性和质量。
三、悬臂连续梁施工安全监测监控措施的具体内容1. 悬臂连续梁的应力监测在悬臂连续梁施工过程中，应设置应力监测装置，对悬臂梁的应力进行实时监测。
应力监测装置可以采用应变片、应力计等设备进行测量，通过数据采集系统实时监测和记录悬臂梁的应力变化情况。
应力监测结果应及时进行分析和评估，确保悬臂梁的应力在安全范围内。
2. 悬臂连续梁的变形监测悬臂连续梁的变形监测是施工过程中非常重要的一项工作。
可以采用全站仪、测量激光等设备对悬臂梁进行变形测量。
通过测量结果，可以及时了解悬臂梁的变形情况，判断是否存在超限变形，并及时采取措施进行调整和修复。
3. 悬臂连续梁的振动监测悬臂连续梁在施工过程中会受到施工设备的振动和风荷载的影响，因此需要进行振动监测。
振动监测可以采用加速度计、振动传感器等设备进行测量。
通过振动监测，可以及时发现悬臂梁的异常振动情况，确保施工过程的安全性。
4. 悬臂连续梁的温度监测悬臂连续梁的温度变化会引起梁体的热胀冷缩，进而影响悬臂梁的应力和变形。
因此，在施工过程中需要进行温度监测。
可以采用温度传感器、红外测温仪等设备对悬臂梁的温度进行实时监测。
悬臂梁施工监测
悬臂梁施工监测
简介
本文档旨在介绍悬臂梁施工监测的重要性、目标和方法。
悬臂梁施工监测是建筑工程中必不可少的一环，旨在确保施工质量和安全。
监测目标
- 监测悬臂梁在施工过程中的变形情况，包括挠度、倾斜等，以及变形引起的风险；
- 监测悬臂梁的静力响应和动力响应，以评估结构设计的合理性和施工质量；
- 监测悬臂梁所受荷载的响应和变化情况，以确保结构的安全性。
监测方法
1. 悬臂梁断面变形的监测：
- 使用测绘仪器进行断面形状的测量，记录下变形数据；
- 定期对比测量结果，分析变形趋势，及时发现异常情况。
2. 悬臂梁静力响应的监测：
- 使用应变计等仪器进行应力和位移的测量；
- 根据监测结果，评估结构的刚度、承载能力等性能。
3. 悬臂梁动力响应的监测：
- 使用加速度计等仪器进行振动响应的测量；
- 分析振动频率和幅度，评估结构的固有特性和动力性能。
4. 荷载监测：
- 使用称重设备对施加在悬臂梁上的荷载进行测量；
- 监测荷载的变化情况，及时发现可能存在的超载风险。
结论
悬臂梁施工监测是确保施工质量和安全的重要手段。
通过监测悬臂梁的变形情况、响应和荷载变化，可以及时发现问题，采取相应的措施，确保悬臂梁结构的稳定性和安全性。
等强度悬臂梁应变参数测定
等强度悬臂梁应变参数测定等强度悬臂梁是指材料性质相同的不同形状的悬臂梁，在受到相同载荷作用下，其内部的应力分布相同。
该构件的应变参数测定是为了确定其内部的应力状态，从而进一步分析结构的安全性能。
本文介绍等强度悬臂梁应变参数测定的方案和步骤。
一、实验原理等强度悬臂梁应变参数测定采用电阻应变计技术，该技术是通过将电阻应变计粘贴在试件表面，利用应变对电阻值的影响来测量试件表面的应变值。
电阻应变计输出的电信号经过放大、滤波、放大等处理后，可以转换为应变值。
二、实验设备1、等强度悬臂梁试件。
2、电阻应变计、导线、接线盒、数据采集器等实验设备。
3、剪应变仪用于提取试件应变计的标定参考值。
4、计算机和数据处理软件用于数据采集和分析。
三、实验步骤1、试件准备a、选取长度满足悬臂梁学理论的尺寸，并确保试件材料性质相同。
b、试件表面进行粗糙度处理，以加强应变计的黏贴效果。
c、将电阻应变计粘贴在试件表面，然后按照厂家提供的说明书将应变计连接到数据采集仪器上。
2、标定应变计a、使用剪应变仪沿着悬臂梁的不同位置进行剪应变测量，以确定应变计的标定值。
3、加载试件a、安装荷载装置并调整荷载值，可通过观察数据采集软件中实时显示的应变数据和轴向变形等数据，检查试件是否出现应力分布不均、剪切振动等复杂情况。
b、根据需要，调整荷载值，当达到最大荷载时，记录其伴随的应变和变形等参数。
4、数据采集和分析a、将数据采集仪器中记录的数值转存到计算机上。
b、对数据进行去噪、滤波、放大等处理。
c、按照悬臂梁学理论，利用测量得到的应变等参数计算出应力和变形等参数。
d、通过对比试验结果，检查等强度悬臂梁的应力分布是否均匀，从而确认结构安全性。
四、实验注意事项1、确保温度和湿度稳定，避免影响应变计的工作效果。
3、应变计的标定值要准确，避免测量误差对试验结果的影响。
4、严格控制荷载速度和大小，避免试验过程中试件的破坏。
5、应及时对试件进行维护和保养，以确保其长期的使用寿命和测试精度。
悬臂梁弯曲应变的测定-建筑结构试验
仪示值 2
4、加载方案
1级：P=520g； 2级：P=940g； 3级：P=1140g； 4级：P=1340g；
仪示值 4
P=540g； P=940g； P=1140g； P=1340g；
四、写出试验报告
1、计算悬臂梁在P作用下，指定截面处 的内力及应变。 2、实测截面的弯曲应变值。 3、比较理论值与实测值，分析二者产生 差异的原因。
二、试验仪器 1、悬臂梁试件一个（45#钢） 2、YD-88便携式超级应变仪一台
三、试验方案
1、试件尺寸及测点布置
50
200
2
6
2 (6)
(1) 2、桥路接法
2
A
B
C
6
D
P
50
200
P
1 (3) 3
2 (4)
3 (4) 1 (2)
30(2)1 NhomakorabeaA
B
4C
2
D
3
3、仪器示值
仪示值 26
仪示 1 值 234
测量弯曲与拉(压)复合作用的应变
(a)
(b)
(c)
b: 仪 ( M 上 N 上 t 上 ) ( M 下 N 下 t 下 ) t 3 t 4
则: M上仪/2
则: N上 仪
c: 仪 [ 1 2 ( M 上 N 上 t 上 ) 1 2 ( M 下 N 下 t 下 ) 1 2 ] ( t 补 t 补 ) t t
可以提高量测精度主要用测量桥的桥臂由四个应变片组成的联接方武称作为敏感元件的各种传感器应变式位移传感器桥接法构造梁端点挠度与表面应变4i6hx应变式倾角传感器当转角0
悬臂梁弯曲应变的测定-建筑结构试验
实验二 悬臂梁弯曲应变的测定
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量一、实验目的：1、掌握应变片传感器的贴片技术。
并进行操作。
2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。
3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。
4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。
5、测定静态应变参数。
二、实验仪器：1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。
2、8120型丝式电阻应变片若干（包括连接导线）。
3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。
4、P20RC—B预调平衡箱一台。
三、实验步骤：1、贴片：（1）贴片要求表面光洁度达到▽▽6。
太光滑时用细纱布打毛。
不够光洁时也要用细纱布磨平。
（2）表面清洁处理：用细纱布祛除表面绣渍，并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。
并用白纱布擦干净。
（3）贴片方法：将502胶滴在处理好的粘合面上（用胶不宜多，胶层厚度最好在0.1mm以下。
过厚强度反而下降），用干燥的玻璃棒摊平，然后将应变片贴于上胶的梁上，稍施加接触压力即可。
如需要重新粘贴，则需要用丙酮溶剂将胶层除掉，再重复上述操作。
（4）防潮处理：胶水有吸潮能力，因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。
（5）检查贴片质量，对于不合格的贴片重新粘贴。
（6）在室温中干燥。
（放置24小时）2、静态参数测定：（1）电阻应变仪已经处于工作状态，它的（测量Ⅲ）（测量Ⅰ）挡的灵敏度调节电位器，都已在精度允许的误差范围内。
（2）接桥：在静态应变测量中，测量桥通常采用半桥接法：在A B接线柱之间接测量片，B C之间接补偿片。
测量桥接线图如下：（3）读数方法：加载后，指示电表偏出±10µε分度时，估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内，从Х1000µε，Х100µε，Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。
（4）开机过程：1）在开机之前首先检查表头，电感分压器读数盘是否都在零点位置。
测试技术实验指导书(实验三悬臂梁应变综合实验)
实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。
2)掌握应变传感单元（电桥）测量的工作原理。
3)通过对悬臂梁的应变测量，掌握动静态应变测量的基本方法。
二、实验原理电阻应变测量技术是一种确定构件表面应力状态的实验应力分析方法。
其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。
通过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或者输出与应变成正比的电信号，用模拟或数字记录设备记录信号，就可得到被测量的应变或应力。
目前，电阻应变测量技术已成为实验应力分析中广泛应用的一种方法，具有如下特点：●应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力分布。
●测量灵敏度、精度高。
应变最小分辨率可达1微应变。
●测量应变的范围广。
可由1微应变到几万微应变。
●频率响应好。
可测量0 ～10万赫的动应变。
●可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。
●由于测量过程中输出的是电信号，因此容易实现自动化、数字化，并能进行远距离测量和无线电遥测。
●通用性好。
不但适用于测量应变，而且可制成各种高精度传感器，用于测量载荷、位移、加速度、扭矩等力学量。
不过该测量方法也有它的缺点，主要表现在只能测量构件表面某一方向的应变，应变计有一定栅长，只能测定栅长范围内的平均应变。
在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则测量误差较大。
电阻应变片由于构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来测量，如图所示。
电阻应变片是将被测点的应变量转换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的灵敏度S g来衡量）。
电阻应变仪是将这电参量，经放大处理后再转换成应变量。
电阻应变测量分析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大/调理器、数据采集和输出（显示/记录）三部分所组成。
电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关系,计算公式如下：其中：S g — 应变片的灵敏度u 0 — 供桥电压(V) 上式表明：相邻桥臂的电阻变化率（或应变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相加。
测试技术实验指导书(实验三悬臂梁应变综合实验)
实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。
2)掌握应变传感单元（电桥）丈量的工作原理。
3)经过对悬臂梁的应变丈量，掌握动静态应变丈量的基本方法。
二、实验原理电阻应变丈量技术是一种确立构件表面应力状态的实验应力剖析方法。
其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。
经过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或许输出与应变为正比的电信号，用模拟或数字记录设施记录信号，便可获得被丈量的应变或应力。
目前，电阻应变丈量技术已成为实验应力剖析中宽泛应用的一种方法，拥有以下特色：应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力散布。
丈量敏捷度、精度高。
应变最小分辨率可达 1 微应变。
丈量应变的范围广。
可由 1 微应变到几万微应变。
频次响应好。
可丈量0 ～ 10 万赫的动应变。
可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行丈量。
因为丈量过程中输出的是电信号，所以简单实现自动化、数字化，并能进行远距离丈量和无线电遥测。
通用性好。
不只合用于丈量应变，并且可制成各样高精度传感器，用于丈量载荷、位移、加快度、扭矩等力学量。
可是该丈量方法也有它的弊端，主要表此刻只好丈量构件表面某一方向的应变，应变计有必定栅长，只好测定栅长范围内的均匀应变。
在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则丈量偏差较大。
电阻应变片因为构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来丈量，以下图。
电阻应变片是将被测点的应变量变换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的敏捷度S g来权衡）。
电阻应变仪是将这电参量，经放大办理后再变换成应变量。
电阻应变丈量剖析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大 / 调治器、数据收集和输出（显示 / 记录）三部分所构成。
电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关u0 S (buy1234)14g R R2系 , 计算公式以下：a I abcc此中： S g—应变片的敏捷度I adcu yu0—供桥电压 (V)4R3R上式表示：相邻桥臂的电阻变化率（或应d变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相u加。
悬臂梁的贴片与标定实验
01
02
03
悬臂梁结构
采用高精度硬铝合金材料， 经过精密加工而成，具有 高刚度、低热膨胀系数等 优点。
贴片位置
在悬臂梁的关键位置粘贴 应变片，以测量其应变变 化。
固定方式
采用高强度粘合剂将应变 片粘贴在悬臂梁滞后性的 应变片，能够准确测量悬 臂梁的应变变化。
实际应用价值
本实验结论可为实际工程中悬臂梁的 设计和优化提供理论依据和技术支持。
本实验方法可应用于其他类似结构的 优化设计和性能提升，具有较广的应 用前景。
通过选择合适的贴片材料和厚度，可 以有效提高悬臂梁的固有频率和阻尼 比，从而提高结构的稳定性和减震性 能。
未来研究方向
进一步研究不同温度、湿度等环 境因素对悬臂梁性能的影响，以
贴片工艺的实施
选择贴片材料
根据实验要求，选择具有合适性 能的贴片材料，如导电胶、双面
胶等。
清洁表面
对传感器和梁表面进行清洁，去除 油污、尘埃等杂质，确保贴片牢固。
贴片操作
按照一定的顺序和技巧，将贴片材 料粘贴在传感器和梁表面，确保贴 片位置准确、平整。
标定实验的操作流程
准备标定设备
加载与卸载
准备所需的标定设备，如砝码、测力计等 ，确保其精度和可靠性。
提高其适应性和稳定性。
探索新型材料和制备工艺在悬臂 梁优化设计中的应用，以提高其
性能和降低成本。
结合数值模拟和实验研究，深入 研究悬臂梁的动态特性和优化设 计方法，以实现更为精准和高效
的优化设计。
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04 数据分析与处理
数据采集与整理
数据采集
在实验过程中，使用高精度数据 采集系统记录悬臂梁的振动信号 ，包括位移、速度和加速度等参 数。
悬臂梁实验——精选推荐
悬臂梁实验一、实验目的1. 测定悬臂梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论二、实验仪器设备与工具1. 材料力学组合实验台中悬臂梁实验装置与部件2. A XL 2118系列静态电阻应变仪3. 游标卡尺、钢板尺三、实验原理与方法将试件固定在实验台架上，梁在纯弯曲时，同一截面上表面产生压应变，下表面产生拉应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。
此时，可得到不同横截面的正应力σ，计算公式WM =σ 式中： M — 弯矩 L P M ⋅= （L —载荷作用点到测试点的距离）W — 抗弯截面矩量 62bh W =在梁的上下表面分别粘贴上应变片R 1，R 2；如图1所示，当对梁施加载荷P 时，梁产生弯曲变形，在梁内引起应力。
图1 悬臂梁受力简图及应变片粘贴图实验接线方式实验接桥采用1/4桥（半桥单臂）方式，应变片与应变仪组桥接线方法如图2所示。
使用试件上的应变片（即工作应变片1#、2#）分别连接到应变仪测点的A/B 上，测点上的B 和B1用短路片短接；温度补偿应变片连接到桥路选择端的A/D 上，桥路选择短接线将D1/D2短接，并将所有螺钉旋紧。
四、实验步骤1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
图2 应变片与应变仪接线图2. 测量悬臂梁的有关尺寸，确定试件有关参数。
见附表13. 拟订加载方案。
选取适当的初载荷P 0，估算最大载P max (该实验载荷范围≤50N)，一般分4～6级加载。
4. 实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线法。
将悬臂梁上两点应变片按序号接到电阻应变仪测试通道上，温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。
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. 实验加载。
用均匀慢速加载至初载荷P 0。
记下各点应变片初读数，然后逐级加载，每增加一级载荷，依次记录各点应变仪的εi ，直至终载荷。
实验至少重复三次。
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。
材力实验报告-梁变形实验
北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：梁变形实验学号 39051210姓名 齐士杰实验时间：2011.3.7 试件编号试验机编号 计算机编号 应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室- - - - -教师2011年3月14日一、 实验目的：1、用悬臂梁测应变的方法测定未知砝码的重量；2、验证位移互等定理；3、测定简支梁跨度中点受载时的挠曲线（测量数据点不少于7个）;4、简支梁在跨度中点承受集中载荷P ，测定梁最大挠度和支点处转角，并与理论值比较。
二、 实验设备：1、简支梁、悬臂梁及支座；2、百分表和磁性表座；3、砝码、砝码盘和挂钩；4、游标卡尺和钢卷尺。
三、 试件及实验装置：中碳钢矩形截面梁，=s σ360MPa ，E=210GPa 。
图二 实验装置图 四、 实验原理和方法： （1）悬臂梁实验根据梁的弯曲正应力公式及应力应变公式得：ZW E M∙=ε，即为实验理论基础。
（2）简支梁实验1、简支梁在跨度中点承受集中载荷P 时，跨度中点处的挠度最大；2、梁小变形时，简支梁某点处的转角atg δθθ=≈)(；3、验证位移互等定理：θf maxP图一 实验装置简图δaF 112∆12F 2 1 2对于线弹性体，F 1在F 2引起的位移∆12上所作之功，等于F 2在F 1引起的 位移∆21上所作之功，即：212121∆⋅=∆⋅F F （1）若F 1=F 2，则有：2112∆=∆ （2）上式说明：当F 1与F 2数值相等时，F 2在点1沿F 1方向引起的位移∆12，等于F 1在点2沿F 2方向引起的位移∆21。
此定理称为位移互等定理。
五、实验数据及处理： （1）悬臂梁实验：B=12.78mm H=6.79mm G=210Gpa g=9.8m/s 2公式gLEW m zε=计算如下表：编号 1 2 3 4 5 6 ε(10-6) 19 51 83 116 145 179 L(mm) 65.6 165.6 265.6 365.6 465.6 565.6 m(g) 300.93323.57 329.16 323.98 333.14334.07m 平均(g)319.7称量得知，位置砝码重量310g ，计算的相对误差3.1%（2）简支梁实验图三 位移互等定理示意图B=20.10mm H=9.00mm G=210Gpa g=9.8m/s 2（a ）验证位移互等定理加载位置 测量位置 加载重量（kg ） 百分表读数中点 81.531.6 8 中点 31.2 1 中点1.516.4 中点 418.0进行了2组加载和测量，基本符合位移互等定理的内容。
悬臂梁实验实验报告 概述及报告范文
悬臂梁实验实验报告概述及报告范文1. 引言1.1 概述悬臂梁实验是力学实验中的一种常见实验，通过对悬臂梁在不同负载下的应变和挠度进行测量，探究材料在受力情况下的变形特性。
本实验旨在了解和分析悬臂梁的弯曲应力与挠度关系，并评估负载测试结果。
通过这次实验，我们可以获得有关材料力学性能以及结构设计优化的有用信息。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开讨论：引言、实验设置、数据分析与结果讨论、结果和讨论以及结论。
其中，引言部分将对实验目的和整体内容作简要介绍；实验设置部分将详细描述所使用的材料、设备和具体的实验步骤；数据分析与结果讨论部分将从数据收集与处理、弯曲应力与挠度关系以及负载测试结果等方面进行深入探讨；结果和讨论部分将总结并对比分析实验结果，并提出其意义和启示；最后，在结论部分将总结整个实验过程，并给出研究建议和展望，同时分享个人对此次实验的心得与体会。
1.3 目的本实验的主要目的是研究悬臂梁在受力情况下的弯曲应力与挠度关系，并评估负载测试结果。
通过实测数据的收集和处理，我们将分析不同负载条件下材料的变形特性，并探讨悬臂梁结构设计中可能存在的问题和优化方向。
此外，这次实验也将加深我们对力学理论与实际应用的理解，并提供一个综合运用知识和技能的机会。
2. 实验设置2.1 材料和设备:本实验所使用的材料包括悬臂梁、各类测力传感器、支撑架和负载施加装置等。
悬臂梁选用了具有一定强度和刚性的金属材料，以保证在负载作用下能够稳定承受力量，同时要求表面光滑均匀，以减小摩擦力的影响。
实验中我们选择了一种常见的钢材作为主要材料，其具有良好的机械性能和易于加工的特点。
测力传感器是实现对悬臂梁上各点产生应力及变形进行监测与记录的核心设备。
在本次实验中我们采用了高精度的压电式测力传感器，该传感器能够将受到的压力转换成相应的电信号输出，并且具有较小的非线性误差和较高的灵敏度。
支撑架主要用来固定悬臂梁并提供稳定支撑，在本次实验中我们采用了两个底座分别用螺栓固定在工作台上，并通过调节螺丝使其与水平面垂直。
双孔悬臂平行梁应变式称重传感器工作原理
双孔悬臂平行梁应变式称重传感器工作原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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应变模态法在悬臂梁结构损伤监测诊断中的应用
ｓｒ ｃ ｕ ｅｔ ｅｉ ｂｉｉｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｃ ｒｔ ｔｕ ｔ ｒ ｈｅ ｒ ｌａ ｌｔ ｎ ｈ ｅ ｕ ｉｙ．Ｔｈｉ ｒｉ ｌ ｎｖ ｓｉ ａ ｅ ｈ ｔａ ｎ ｍｏ ａ ｉｙ ｆｏ ｔ ｈｅ ｒ ｓａ ｔｃ ｅｉ ｅ ｔｇ ｔ ｓｔ ｅ ｓｒ ｉ ｄ ｌｔ ｒ ｍ ｈｅｔ ｏ ｙ， ｔ ｘ ｒｍｅ ｎ ｈｅ ｓｒ ｉ ｄａ ｉｙ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｅ ｏ ｎｉｉ ｎ ｍｅ ｈｏ ｓ ｔ ａ ｒ ｎ ｔ ｅ ｓｒ ｉ ｄａ ｉｙ ｈｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔａ ｄ ｔ ｔａ ｎ ｍｏ ｌｔ ａ ａ ｔ ｒｒ ｃ ｇ ｔｏ ｔ ｄ ｏ ｃ ｒ ｙ ｏ ｈ ｔａ ｎ ｍｏ ｌｔ ｐ ｒ ｍｅｅ ｅ ｏ ｎ ｔｏ ｔ ｏ ｈ ｈ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｔ ｔ ｅ ａ ｉｅ ｒ ｅ ｍ． Ｔｈｅ ａ ａ ｔ ｒ ｒ ｃ ｇ ｉｉ ｎ ｈｒ ｕｇ ｔ ｅ ｘ ｒｍｅ ｔ ｏ ｈ ｃ ｎｔｌｖｅ ｂ ａ ｐａ ｒ ｂ ａ ｎｓ ｈ ｐｅ ｏ ｔ ｉ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｅ ｅ ａ ｍｕｌｉｔ ｇ ｔａ ｎ ｍｏ ａ ｉｙ ｔ ｎｓ ｉｅ ｔ ｈ ｒ ，ａ ｄ ｉ ｓ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｅ ｅ ａ ｔｌ ｖ ｒｂｅ ｍ ｔｓａ ｅ ｓｒ ｉ ｄ ｌｔ ｏ ｉ ｐ ｒ ｈｅ ｃ ａ ｔ ｎ ｎ ｐｉｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ａ ｔｌ ｖ ｒ
中 图分类 号 ： Ｂ １ ； Ｐ １ ． Ｔ ５ Ｔ ３ ３ 文献 标识 码 ： Ａ
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悬臂梁实验
悬臂梁弯曲正应力测定实验一、实验目的测定悬臂梁承受纯弯曲时的应力，并与理论计算结果进行比较，以验证应力公式。
掌握用电阻应变片测量应力的原理及其方法。
二、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、+10V电源、万用表（自备）。
三、实验原理金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，为了测量构件上某点沿某一方向的应变，在构件未受力前，将应变片贴在测点处，使应变片的长度L沿着指定的方向。
构件受力变形后，粘贴在构件上的应变片随测点处的材料一起变形，应变片的原来电阻R改变为R+△R（若为拉应变，电阻丝长度伸长，横截面面积减小，电阻增加）。
由实验得知，单位电阻的改变量△R/R与应变ε成正比，即S称为应变片的灵敏系数，它和电阻丝的材料及丝的绕制形式有关。
S值在应变片出厂时由厂方标出，一般S值为2左右。
图1 实验平台示意图本实验平台如图1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
这些应变片将应变变化转换为电阻的变化，将应变片接入直流电桥中，通过电桥将电阻变化转换为电压变化，进而可以通过测量电压的变化测量应变。
应变片在电桥中有3中基本线路连接，单臂连接（一个应变片）、半桥连接（两个臂为应变片）、全桥连接（四个全是应变片）。
电桥一般采用等臂连接，即应变片不受力时，电桥中的电阻值相同，电桥平衡。
不同的连接方式灵敏度不同，输出电压与电阻变化及应变之间的关系为：单臂：半桥：全桥：由上述可知，全桥灵敏度最高，并且可以补偿非待测载荷应力的干扰及温度补偿的作用。
本实验中采取全桥连接方式。
在实验中，合适调整放大倍数，即可将应变值显示。
本实验中，应变片灵敏度S为2。
图2 电桥原理示意图图3 应变处理电路模块及接线示意图四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上。
2．差动放大器调零。
从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量摘要：在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要问题。
研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。
本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。
具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片，它们均分布在悬臂梁的上表面上，其中一应变片位于纵向轴的中心线上，其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处，且靠近变动端；然后通过增减砝码的个数改变所加的力，利用数字万用表记录、读取数据。
为了减小实验误差，本实验采用多次测量求平均值的方法，并对实验数据利用Excel 进行了拟合，作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图，再根据有关公式，最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。
关键词：电测法；应变片；悬臂梁；数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。
实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。
实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。
本实验主要是利用电测法。
电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。
电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变-- 应力关系确定构件表面应力状态。
工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力，它具有较高的灵敏度和精度。
由于输出的是电信号，易于实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。
电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外还可以对动态应力进行测量。
由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。
它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量［1］。
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悬臂梁应变测量摘要：在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要问题。
研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。
本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。
具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片，它们均分布在悬臂梁的上表面上，其中一应变片位于纵向轴的中心线上，其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处，且靠近变动端；然后通过增减砝码的个数改变所加的力，利用数字万用表记录、读取数据。
为了减小实验误差，本实验采用多次测量求平均值的方法，并对实验数据利用Excel进行了拟合，作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图，再根据有关公式，最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。
关键词：电测法；应变片；悬臂梁；数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。
实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。
实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。
本实验主要是利用电测法。
电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。
电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。
工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力，它具有较高的灵敏度和精度。
由于输出的是电信号，易于实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。
电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外还可以对动态应力进行测量。
由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。
它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量]1[。
本实验为悬臂梁的应变测量，所谓的悬臂梁，即一端固定，另一端可以动的弹性元件。
应变是描述一点处变形程度的力学量，它是由载荷、温度、湿度等因素引起的物体局部的相对变形，主要有线应变和切应变两类。
电阻应变片是一种将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。
本实验使用的方法为电测法，通过逐级加减载荷改变悬臂梁所受的力，使之发生不同的形变，用电阻应变片作为传感器，将微小的形变这个非电学量转换成电学量电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。
在该实验中电阻的变化量是通过数字万用表直接读数处理得到的，之后通过应力与应变之间的关系得出悬臂梁所受的正应力，利用Excel制作出拟合曲线进行分析。
本实验主要目的在于了解悬臂梁、电阻应变片的结构及工作原理，掌握数字万用表测电阻的方法及原理，理解灵敏度对测量结果的影响，最终利用数字万用表测量出应变片电阻的微小变化，进而测定悬臂梁的应变。
实验目的与要求（1）了解应变测量的基本方法：电测法； （2）掌握悬臂梁的结构及应变特性； （3）了解应变片的工作原理；（4）了解数字万用表的原理及使用，掌握用数字万用表测应变片电阻的微小变化；（5）学会利用Excel 图表处理物理实验数据，掌握最小二乘法处理实验数据。
实验原理和方法 1、应变片的工作原理 （1）应变片的工作原理电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。
变化值和应变片粘贴的构件表面的应变成正比，最后通过测量仪器测电阻变化，进而得到构件表面的应变。
现在对金属丝电阻与应变之间的关系作以下简单分析。
由物理学可知，长度为L 、横截面积为A 和电阻率为ρ的均匀金属丝，其电阻值R 由下式给出：LR Aρ= （1）当金属丝受到轴向拉伸（或压缩）作用时，其电阻值R 的变化，可由式（1）的微分得到，对式（1）进行微分，并除以总电阻R ，得dR d dL dA RL Aρρ=+- （2）式中：dLL——为导线长度的相对变化，即应变ε；dA 为金属丝中横向应变所造成的横截面面积的改变。
由于横向应变等于-με，如果把金属丝受轴向应变之前的直径记为D ,那么受应变以后的直径为：D D )1('με-= （3）式中：μ—为金属丝材料的泊松比。
由式（3）可得μεμεμε2)(22-≈+-=A dA（4） 将上式代入式（2）得εμρρ)21(++=d R dR（5） 令 )21(μερρ++=d K （6）于是s dRK Rε= （7） s K 称为单根金属丝的应变灵敏系数]2[。
式（7）表明了金属丝的电阻变化率与其轴向应变之间的关系，如果s K 为常数，则关系为线性的。
应变片就是利用金属丝的这种电阻应变效应制成的。
式（5）表明，导体（如金属丝）的应变灵敏度是由两个因素引起的，一个是导体尺寸的改变，由（12μ+）项来表示；另一个是电阻率的改变，由()d ρρε项来表示。
（2）电阻应变片的构造电阻应变片一般由敏感栅、引线、基底、覆盖层和粘结剂构成，其构造简图如图1。
① 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。
为了使应变片有足够的电阻值，把一定长度的金属丝做成栅状。
② 引线作为测量敏感栅电阻值时与外部导线连接之用，一般采用直径0.15～0.3mm 的镀银、镀锡或镀合金的软铜丝。
制片时先将其与敏感栅焊接在一起。
因为敏感栅直径比引出线细得多，焊接处容易折断，使用时必须特别小心。
③基底的作用是保持敏感栅的几何形状和相对位置，而盖层是用来护敏感栅的。
基底必须能保证金属丝和被测试件之间的绝缘，并且要求基底有一定的机械强度、热稳定性及易于粘贴。
④粘贴剂是用来将敏感栅固结在覆盖层和基底之间的，粘结剂粘结强度要高，绝缘性要好。
图1电阻应变片基本构造示意图2、电测法（电阻应变测量）的原理及方法（1）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（即欲测应变）之间存在一定的关系。
通过电阻应变仪将电阻改变量测出，进而可得到所测部位的应变。
电测法使用的主要仪器是电阻应变仪及其传感元件——电阻应变片[3]。
电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应力应变的关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法[4]。
用电阻应变片测量应变的大致过程如下：将作为检测元件的电阻应变片粘贴或安装在被测构件表面上，然后接入测量线路（该实验中用的是数字万用表）。
当构件——悬梁臂变形时，电阻应变片的栅丝随之变形，导致其电阻值发生相应变化，此变化是构件表面应变的函数。
测量线路由于应变片电阻变化而产生的输出信号经过放大线路放大后，由指示仪表或记录仪器（数字万用表）指示[5]。
这是一种将机械量转换为电量的方法，其转换过程如图2所示：图2 电测法测量过程示意图（2）应变与应力之间的关系图3 测量等强度悬臂梁应变装置图图3为等强度悬臂梁应变测量实验装置图。
A 、B 、C 为三个待测应变片，它们按如图3所示位置粘贴在悬臂梁上。
将试件固定在实验台架上，梁在纯弯曲时，同一截面上表面产生压应变，下表面产生拉应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。
此时，可得到不同横截面的正应力σ，计算公式：E εσ= （8）式中ε——为应变片发生的应变；E ——为所用悬臂梁材料的弹性模量。
截面的弯矩为：FL M = （9） 式中：L ——力的作用点到测试点的距离，M —— 弯矩，F ——为对悬臂梁所施加的力，抗弯截面矩量为：62bh W = （10）式中： W ——抗弯截面矩量，h ——悬臂梁的厚度，b ——为悬臂梁根部的宽度。
故被测构件所受的正应力与应变之间的关系式为：26Ebh FL EW M E ===σε （11）实验仪器电阻应变片、等强度铝合金悬臂梁、数字万用表（型号：Aligent 34401A 612数字万用表）、游标卡尺、导线（细铜丝）、电源、五个质量均为1kg 的相同砝码。
实验步骤1、测量悬臂梁的有关尺寸，确定试件的有关参数。
包括悬臂梁的长度L 、厚度h 以及根部宽度b 。
2、实验梁的贴片：A 应变片位于梁水平上平面的纵向轴对称中心线上，且在悬臂梁的变形端；B 、C 应变片位于梁水平上平面的纵向轴对称中心线的垂线上，且它们分列于中心线两侧，二者到中心轴线的距离相等。
3、将粘贴好应变片的悬臂梁固定在实验台上，加载点位于悬臂梁的轴对称中心，且选在了变形端。
4、将悬臂梁上的应变片A 的两根引线用导线分别接到数字万用表的两个表笔上，待数字万用表示数稳定时，读取并记录电阻值；本实验取初载荷F 0=0，F max =50N ，△F=10N ，以后每增加载荷10N ,记录一次万用表示数，即电阻值R ；共应加载五次，然后卸载。
再重复测量，共测三次。
并将实验数据记录到数据记录表中。
5、再依次分别将应变片B 、C 接到数字万用表上，均重复步骤（4）的操作。
6、实验完毕，卸载。
实验台和仪器恢复原状。
实验数据的处理及结果分析1、测应变片在不同载荷下的电阻值，将测量数据记入下列表格中。
表1不同载荷下应变片A的电阻值数据记录表表2 不同载荷下应变片B的电阻值数据记录表表3 不同载荷下应变片C的电阻值数据记录表（注:本实验所用应变片的型号为BX120-2AA,电阻值R为：119.9±0.1Ω，灵敏系数K 为2.19，工作温度为-30℃～60℃.）2、悬臂梁的有关尺寸的测量数据记录表表5悬臂梁的厚度h的测量数据记录表3、Excel作图表处理实验数据图4、图5、图6三个图分别为电阻应变片A、B、C在砝码作用下随悬臂梁形变所引起的电阻阻值变化关系曲线。
图4应变片A的电阻变化量与所加砝码数的关系图图5 应变片B的电阻变化量与所加砝码数的关系图图6 应变片C的电阻变化量与所加砝码数的关系图4、通过计算处理实验数据（1）实验值的计算①对于应变片A由图4知，载荷每增加10N ，应变片A 的电阻改变值Ω=∆0195.0A R ，由公式（7）知：εK RR=∆，所以 51037.700007369.019.2828.1200195.0-⨯≈=⨯=∆=K R R A A A ε ②对于应变片B由图5知，载荷每增加10N ，应变片B 的电阻改变值Ω=∆0181.0B R ,由公式（7）知：εK RR=∆，所以 51084.600006837.019.2886.1200181.0-⨯≈=⨯=∆=K R R B B B ε ③对于应变片C由图6知，载荷每增加10N ，应变片C 的电阻改变值Ω=∆0205.0C R ,由公式（7）知：εK RR=∆，所以 51076.700007757.019.2676.1200205.0-⨯≈=⨯=∆=K R R C C C ε （2）理论值的计算由公式（11）知：222922)10502.0(10984.4107210906.101066---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==Ebh FL ε 51024.700007236.0-⨯≈= （3）相对误差的计算 ①对于应变片A相对误差0055580.101796.01024.71024.71037.7≈=⨯⨯-⨯=-=---εεεηA A ②对于应变片B相对误差0055553.505525.01024.71024.71084.6≈=⨯⨯-⨯=-=---εεεηB B ③对于应变片C相对误差0055518.707182.01024.71024.71076.7≈=⨯⨯-⨯=-=---εεεηC C 5、误差分析及减小误差的措施：影响本实验的因素主要是应变片的安装位置变动以及测量仪器的精度,人读数时的误差，实验数据时有效数字的取舍。