载荷识别实验(ZZH)

B
R0B0
B R 450
管 轴 线 方 向
七、实验原理：
1、测点处的应力状态及其内力和应力 弯矩引起的拉应力 扭矩引起的剪应力
s
t
A
t
A
s
sx
M b Fb s
Mb WZ
t s
x
t
s
t
B
=
sx
A
sx
t
Ta Ta Fa t WT s3 s1
A
+
t t
B
A
t
sx
t
t
B
s
sx
sx
t
1/4 桥 半桥 短接片
通道号
应变量及设置修正系数
十、接线示意图：
DH3818静态应变仪
R
A 45 0
B R45 0
测A 点
R
A 0
测B 点
R0B
B R 450
半桥测量扭矩引起 的应变
A R 450
补偿
A B C D 1 2 3 4 5 6 1 5 9 7 2 6 10 8 9 10 导 线 接 线 住 3 4 8 7 确认 退格 设置 平衡
R0A
半桥连接测弯矩应变 A B C D 全桥连接测扭矩应变 A B C D
A R 450 B R45 0
温度补偿片
R0A
B R0
测 点 A
A R45 0
R0A
RA450
管轴线方向
B R45 0
半桥连接测扭矩应变
A B C D
A R 450 A R45 0
R
A 45 0
测 点 B
R0B
B R 450
U K 0A0 ( 0B0 ) 4 U K 2 0 4


由 材 料 力 学 理 论
s E 0 .....( 1)
s M W .....(2)
z
M F b.....(3)
仪 0 .....(4) 2
EWz 仪 6 未知载荷： F 10 ?( N ) 2b
由扭转理论知：
s1 s 3 t max

由弹性理论知：
E T G = ..(3);T = Fa...(4) τ =γ G..(1)；τ = ..(2) 2(1+μ ) WT
由材料力学理论知：
1 ( 3 ) 1 3 21 仪 sin 21
1 3 1
2、半桥连接测扭矩引起的应变：
sx
τ
A
A R45 τ0
R
RA450
A 00
sx
τ

A ΔR45 A R45
R A
A 450
σ3
θ1 θ2
两线应变之差等于角 平分线上的剪应变γ
R
A 450
Δu (
A ΔR-45 A R-45
σ1
1 2 450
M T M T ) [( εT ε ) ( ε ε )] 2 ε 45 45 45 45
B R 450
十、接线示意图：
DH3818静态应变仪
温度补偿片
A R45 0
测A 点
R0A
¼桥测量弯矩引起 的应变接线图
RA450
补偿
A B C D 1 2 3 4 5 6 1 5 9 7 2 6 10 8 9 10 导 线 接 线 住 3 4 8 7 确认 退格 设置 平衡
1/4 桥 半桥 短接片
1/4 桥 半桥 短接片
通道号
应变量及设置修正系数
十一、实验报告要求
1、在实验报告中，必须画出实验装置简图； 2、用1/4桥和半桥测试弯矩M，必须绘出各自的应变片组桥接线简图； 用半桥和全桥测试扭矩T，必须绘出各自的应变片组桥接线简图； 3、要写出计算未知载荷所的计算公式以及计算过程。
十二、思考题：
仪
2
EWT 仪 未知载荷： F ?(N ) （ 2 1 ）a
九、实验数据记表
测试项目 组桥方式 组桥简图 初载荷应变 (μ ε ) 末载荷应变 (μ ε ) 应变增量 (μ ε )
1/4桥
弯 矩 M
半桥
半桥
扭 矩 Ｔ 全桥
十、组桥接线图
1/4桥连接测弯矩应变 A B C D 固定电阻
1/4 桥 半桥 短接片
通道号
应变量及设置修正系数
十、接线示意图：
DH3818静态应变仪
温度补偿片
R
测A 点
A 45 0
B R45 0
R
A 0
测B 点
R0B
B R 450
RA450
补偿
A B C D 1 2 3 4 5 6 1 5 9 7 2 6 10 8 9 10 导 线 接 线 住 3 4 8 7 确认 退格 设置 平衡
通道号
应变量及设置修正系数
十、接线示意图：
DH3818静态应变仪
R
测A 点
A 450
B R45 0
半桥测量弯矩引起 的应变接线图
R
A 0
测B 点
R0B
RB450
R
A 450
补偿
A B C D 1 2 3 4 5 6 1 5 9 7 2 6 10 8 9 10 导 线 接 线 住 3 4 8 7 确认 退格 设置 平衡
+
B
t
=
sx
s3
B
t
t
s1
弯矩引起的压应力
扭矩引起的剪应力
t
八、组桥方案：
1、半桥连接测弯矩引起的应变
τ
A
R0A
R0B
sx
A R45 τ0
A
RA450
R0A 0
sx
τ
B R45 0
B
B R 450
B R0 0
sx
B C D
固定电阻
A B U R00 R00 U ( A B ) 4 R00 R00
四、实验步骤
1、根据实验原理设计实验方案； 2、根据测试方案，画出组桥简图， 并按图将构件测点处应变片接入应变仪中； 3、进行应变仪参数设置并调零，对构件加载， 测出初载荷以及末载荷各自的应变值；
4、卸载，拆除导线，关闭电源；
5、根据实验方案，利用所测得应变值，计算载荷 。
五、电桥原理：
电桥平衡条件 (U BD = 0) 即R1 R 3 = R 2 R 4
1/4 桥 半桥 短接片
通道号
应变量及设置修正系数
十、接线示意图：
DH3818静态应变仪
R
A 450
B R45 0
测A 点
R
A 0
测B 点
R0B
B R 450
全桥测量扭矩引起 的应变
R
A 450
补偿
A B C D 1 2 3 4 5 6 1 5 9 7 2 6 10 8 9 10 导 线 接 线 住 3 4 8 7 确认 退格 设置 平衡
1、测量只有扭矩引起的应变而无弯矩引起的应变怎样组成全桥？ 2、测量只有弯矩引起的应变而无扭矩引起的应变怎样组成全桥？ 3、怎样组桥是弯矩和扭矩引起的应变的总合。
2、测点处的应力分布及简图
A
F
s弯
t扭
简图
B (­ )
T
弯矩图M=Fb
扭矩图T=Fa
(+)
剪力图Q=F
(+)
t剪
薄壁圆筒弯扭组合的内力
R4
D
R3
U
F
R1
F
六、实验装置：
b
A X轴 B
布片位置和方位 A
B
测 点
A R45 0
a
A
A
R0A0
RA450
F
I I
B
装置参数： a=195mm,b=350mm，D=42mm, d=37mm α =d/D=0.88，E=210 Gpa, μ =0.285 未知载荷 F=？(N)
测 点
B R45 0
A
B
R1
正 负 负 正
R2
C
电桥桥压输出 : （加减特性）
U BD
U BD
U R1 R2 R3 R4 ( ) 4 R1 R2 R3 R4 U K ( 1 2 3 4 ) 4
其中（ Ri L ） Ri L
应变片 构件
R2 R3 R4
材料力学实验（四）
载荷识别设计性实验
轧钢机立柱承受拉弯组合变形
二、实验目的
1、通过应力应变状态分析，设计测量弯扭组合构件 上未知载荷的方案，实测出载荷。 2、进一步熟悉电测法原理及应用,掌握1/4桥、半桥 全桥的组桥方法。
三、实验设备
1、弯扭组合实验装置； 2、DH3818静态电阻应变仪； 3、CMT5105电子万能材料试验机。