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电测法基本原理
３、单臂接线法——电桥四个臂中只有 一个臂接电阻应变片，其余三个臂都接应变 仪内部的标准电阻的情况。
公 共 端
电测法基本原理
温度补偿
１、将相同的应变片粘贴在材料和温度都与 构件相同的补偿块上（下图a）。 ２、将两个应变片都贴在同一构件上，且 相互垂直，接半桥接线（下图b）。
电测法基本原理
力学性能试验

应力分析实验

一、拉伸试验 二、压缩试验 三、扭转试验

电测法基本原理 四、弯曲正应力实验 五、薄壁圆筒的弯扭 组合变形
一、试验目的 1．测定低碳钢拉伸弹性模量E； 2．测定低碳钢拉伸力学性能(ss、 sb 、 d、 y )； 3．测定灰铸铁抗拉强度sb。
二、试验仪器 1．万能材料试验机； 2．引伸仪； 3．游标卡尺。
h 4
h 2
h 4
h 2
电阻片
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 s
D
D i D n
Dl
l
DF DF
F
D l Fl E F l ADl EA
√ √
√ √
d(Dl)2
等量逐级加载法： E DF l A d( D l )
Dl
d(Dl)1
O
2．测定低碳钢拉伸机械性能(ss、 sb 、 d、 y )
F Fe Fb Fs
强化阶段 屈服阶段 颈缩阶段
Fp
冷作硬化 线弹性阶段
O
薄壁圆管受弯矩M 时在m 点产生的最大应力为 M D 32MD s= 2I D4 d 4 求得其矩 M = E D4 d 4 64 D
4、测定扭矩
A
F Me
B A向 c m b a m` a` b` c` B向
全桥接线
B
圆管受纯扭转时，m点的应 变片a、 c及m`的应变片a`、 c`都 沿主应力方向，四枚应变片的应 变数值相同且等于主应变。
o o

45o
45o 45o 0o
2
2
主方向为：
45 45 tan 2 0 2 0 45 45
o o o o
o
2、主应力和主方向的理论值
内力： M m Fl
s
Mm s W m z t Tm Wp
U BD U AB U AD I1 R1 I 4 R4 E1 I1 R1 R2 E1 I4 R4 R3 U BD R1 R3 R2 R4 E1 R1 R2 R3 R4 E1 I1 R1 R2 I 4 R4 R3
45o
- 45
o
因为有：
45
o o
x y
2

xy
2
0 x 45
o
x y
2

xy
2
由上式解得：
x 0
o
y 45 45 0
o o
o
xy 45 45
o
o
将上式代入主应变公式得主应变为：
1 45 45 2 2 2 2
数字显示
应变仪操作面板
电测法基本原理
BZ2008—A静态电阻应变仪
电测法基本原理
５ 测量电桥的接法
测量电桥的常见接法有： １、全桥接线法——电桥的四个桥臂都接 贴于构件上的电阻应变片的情况。 ２、半桥接线法——电桥四个臂中的两个 相邻两臂接电阻应变片，而其余相邻两臂接 应变仪内部的标准电阻的情况。
d0
四、试验原理 1．低碳钢切变模量G
T l d
O
j
Dd b
a
j Tl G Tl Fal GI p I pj I pj
D Fal 等量逐级加载法： G I p Dj
F F
Dj Dd b
2．测定低碳钢屈服切应力ts、抗切强度tb
T Tb =T Tb T T= < s dr
tb ts
t
Tm Fa
B
t
s
应力：
s1、 s2、 s3、 0 按平面应力状态分析得到：
3、测定弯矩
A
F Me
B A向 c m b a m` a` b` c` B向
半桥接线
B
读数应变为
r b T b T
Rb '
C
Rb
A
2 b
D
最大弯曲应力为 E r s E b 2
E E 1 r 1 4 1
扭转时的主应力在数值上等于切应力，故有
TD 16TD s1 t 2 I p D4 d 4
由以上两式可求得扭矩T为
E r T 4 1
D4 d 4
16 D
在弯扭组合中，弯矩对四枚应变片所产 生的应变在全桥电路中会相互抵消，故仍可视 为扭转变形。
d0
h0
粗短圆柱体： h0=1~3d0
四、试验原理 1．测定低碳钢压缩屈服点ssc
F Fsc 拉伸试验
压缩屈服点：
O
Dl
Fsc s sc A0
低碳钢压缩试验现象：
低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于 两端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。
2．测定灰铸铁抗压强度sbc
F Fbc
强度极限：
拉伸试验
Dl
Fbc s bc A0
Dl
屈服点： Fs ss A0 抗拉强度： Fb sb A0
l1 l 0 伸长率： d 100% l0
A0 A1 断面 y 100% 收缩率： A0
低碳钢拉伸试验现象： 屈服：
tmax引起
颈缩：
断裂：
3．测定灰铸铁抗拉强度 sb
F
抗拉强度：
Fb Dl O
Fb sb A0
一、试验目的 1．测定低碳钢压缩屈服点ssc； 2．测定灰铸铁抗压强度sbc。 二、试验仪器 万能材料试验机。 三、试样 标准试样：
两个互相垂直的主方向为：
xy tan2 x y
如测得了主应变，对于线弹性各向同性材 料，其主应力可由广义胡克定律求得：
E 1 2 2 1 E 2 1 s2 2 1
s1
实测时由右图所示应变花，可分别测得三 个方向的线应变：
45o
2 电阻应变片
DR kS R
式中：Ks为为电阻丝灵敏系数。
敏感栅 基底 引出线 粘结剂 复盖层
电阻应变片结构
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
丝绕式应变片
金 属 箔 栅 引 出 线
箔式应变片
半 导 体
半导体应变片
3
应变电桥
B
四臂电桥(惠斯顿电桥)
实测
＝E D
3、纯弯曲时各测点理论值
DM yi Ds 理论＝ Iz
4、列表比较每一测点，并计算相对误差
es Ds 理论 Ds 实测 Ds 理论 100%
一、实验目的
1、测定管在扭弯组合下一点主应力； 2、测定圆管在扭弯组合下的M和T； 3、进一步掌握电测法。
二、实验设备
1、简易加载设备； 2、电阻应变仪； 3、计算机。
A
R1
R2
I1
UBD
C
I4
R4
D
R3
UAC
电桥平衡条件 ： UBD=0
R1R3 R2 R4
若四个应变片其初始电阻都相等,即 R1 R2 R3 R4 R 则电桥输出端电压为 :
R1 DR1 R3 DR3 R2 DR2 R4 DR4 DU BD E1 R1 DR1 R2 DR2 R3 DR3 R4 DR4
整理后有
DU BD E1 DR1 DR2 DR3 DR4 4 R R R R
将 DR R kS 代入上式得
DU BD E1k 1 2 3 4 4
4

电阻应变仪
电桥的作用是将应变片感受到的应变转 变成为电压信号，但其信号较弱。
弯扭组合变形加载装置
三、实验原理
l D d
I I
a F
I-I截面
薄壁圆筒的弯扭组合变形
s
t
m B
t
s
1、确定主应力和主方向
x y
2
x y
2
1 xy sin 2 2
主应变由下式计算：
1 x y 1 2 2 2

2 x y xy 2

电阻应变仪就是将微弱的电压信号放大 再用应变量表示出来（还具有测力功能）。
电阻应变仪按应变的频率分为： 静态电阻应变仪、静动态电阻应变仪、 动态电阻应变仪和超动态电阻应变仪。 两种常用的电阻应变仪是： 平衡式电阻应变仪(也称零读式电阻应 变仪)和数字电阻应变仪。
数字电阻应变仪系统组成
测量电桥 放大器 低通滤波器
读数应变为
Ra
A
Rc '
C
r a c a' c' 1 r
4
1 1 1 41
Rc
D
Ra '
由广义胡克定律可知主应力为 E E s1 2 1 2 1 2 1 1 1