测试技术课后题答案8力

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