测试技术课后题答案8力
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习题8
8.2一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片,如题图8.1 所示。
题图8.1
梁材料的泊松比为μ,在力P的作用下,梁的轴向应变为ε,用静态应变仪测量时,如何组桥方能实现下列读数?
a)ε;b) (1+μ)ε;c) 4ε;d) 2(1+μ)ε;e) 0;f) 2ε
解:
本题有多种组桥方式,例如图所示。
8.2如题图8.2所示,在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变,将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试:(1) 只测弯矩,消除拉应力的影响;(2) 只测拉力,消除弯矩的影响。电桥输出各为多少?
题图8.2
解
组桥如图。
设构件上表面因弯矩产生的应变为ε,材料的泊松比为μ,供桥电压为u 0,应变片的灵敏度系数为K 。
各应变片感受的弯应变如 题表8.1-1。
题表8.1-1
R 1 R 2 R 3 R 4 -με
ε
-ε με
可得输出电压
)]1(2[41
]()([4100μεμεμεεε+=--+--=
K u K u u y
其输出应变值为 )1(2με+
(1) 组桥如题图。
设构件上表面因拉力产生的应变为ε,其余变量同(1)的设定。 各应变片感受的应变如 题表8.1-2。
可得输出电压
)]
1(2[4
1
]()([4100μεμεεμεε+=--+--=
K u K u u y 输出应变值为 )1(2με+
8.4 用YD -15型动态应变仪测量钢柱的动应力,测量系统如题图10.3所示,若R 1=R 2=120Ω,圆柱轴向应变为220με,μ=0.3,应变仪外接负载为R fz =16Ω,试选择应变仪衰减档,并计算其输出电流大小。(YD -15型动态应变仪的参数参见题表8.3-1和8.3-2。)
解
电桥输出应变
286220)3.011仪=⨯+=+=()(εμεμε
由题表8.3-1选衰减档3。
由题表8.3-2可知16Ω负载时的灵敏度为0.093mA/με,于是,输出电流的幅值
I =)m A (87.83/093.02863/093.0仪=⨯=⨯ε
8.4 转轴扭矩的测量方法有几种方法?试述采用应变原理测量转轴扭矩的原理及方法。
答
扭矩测量方法如下:
测量转轴的应变,例如应变式扭矩测量;
测量转轴两横截面的相对扭转角,例如用磁电感应式、光电感应式传感器测量扭矩; 测量轴材料导磁率的变化,例如采用压磁式传感器测量扭矩。 应变式扭矩测量方法如下:
题图8.4-1
沿与轴线 45±方向粘贴应变片,应变计的布置及组桥方式应考虑灵敏度、温度补偿 及抵消拉、压及弯曲等非测量因素干扰的要求,如题图8.4-1所示。
若沿与轴线 45±方向轴的应变值为ε1,则扭矩为
n
n W E W T μετ+=
=11
式中 E ——材料的弹性模量;
μ——材料的泊松比; W n ——材料的抗扭模量。
测量前应做扭矩标定。若应变仪输出应变为ε仪,则
εε=1仪/4
对于实心圆轴
3
3
2.016
D D W n ≈=
π
图中电桥输出可经拉线式或电刷式集电装置连接到电阻应变仪。 8.6 用45°应变花测得受力构件一点的应变值为:
μεεμεεμεε79,570,267=-=-=c b a ,已知材料的弹性模量E =1.9613×106Mpa ,μ
=0.3,试计算主应力大小和方向。
()()()90
0900452904524509002,12arctan
21
2221
εεεεεαεεεεεεε---=-+-±+=
8.7 用等角应变花测得受力构件某点的应变值为:
μεεμεεμεε300,250,400-=-==c b a ,已知材料的弹性模量E =1.9613×106Mpa ,
μ=0.3, 试计算主应力大小和方向。
()()()()120
600120602012021206026001206002,12)(3arctan
21
3
231
εεεεεαεεεεεεεεεε---=-+-+-±++=
5-3
a
a a R R R R R R RR R +-
=-+=∆2
60
/21
)120(2120)(a a a a R R R R k R kR R +=
+=+=∆-=ε με3001030060
/000,20021
6=⨯=+=
-
μεε9981099860
/000,6021
6=⨯=+=
-b
μεε298010298060
/000,2021
6=⨯=+=-c