材料力学应用创新实验1

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1、应用材料力学创新实验李永信2009年10月11日目录第一章绪论§1-1应变自校规及应力自校仪简介§1-1-1应变自校规§1-1-2应力自校仪§1-2测量电桥的接法§1-3测量电桥在传感器中的应用§1-3-1等强度梁传感器§1-3-2夹式引伸计传感器§1-3-3双梁剪切式传感器§1-3-4圆柱形传感器§1-3-5八角测力环双分力传感器第二章轴向拉伸和压缩§2-1测定杆件的拉应力及销轴的剪应力实验§2-2拔河拉力测试§2-3拔萝卜每个动物所用力量的测试§2-4、超静定结构各杆件应力测试§2-5、应力集中在传

2、感器中的应用§2-6、用羊角锤拔钉力测试§2-7、拖把拉力测试§2-8、吃花生力测试实验第三章剪切与扭转§3-1钢架桥梁连接板螺钉剪切实验及摩擦系数测定实验。§3-2双手扭力测试§3-3船舶尾轴应力测试；§3-4汽车传动轴应力测试第二章轴向拉伸和压缩§2-1测定杆件的拉应力及销轴的剪应力实验实验装置如图2-1图2-1实验装置（单位为米）刚性横梁AC和DG的支撑情况如图所示，BH和CD抗拉刚度均为EA，试求在载荷P作用下，BH和CD两杆的伸长量及G点的铅直位移。式中A为横截面面积。E为弹性模量。若E为21

3、0GPa,若AC、DC杆的横截面为6Х12毫米，BH、CD为20Х20毫米，销子直径Ф3毫米。（P65，1-13）§2-2拔河拉力测试拔河拉力测试装置如图2-2所示。两组中间用拉伸试件（圆、方、或传感器标定后使用，当两组同学决出胜负时，确定最大力。图2-2拔河拉力测试装置实验步骤为：首先用补偿接法将应变片接入应变仪，当两组队员拔河比赛时（比赛分单手指、单手、双手拉力），测其应变后，计算出最大力；当使用传感器时，用全桥接法接入应变仪，首先标定出灵敏度，之后队员比赛时测出其应变值，应变值除以传感器的灵敏度即

4、为拉力。§2-3拔萝卜每个动物所用力量的测试拔萝卜拉力测试装置如图2-3所示。每组中间用拉伸试件（圆、方、或传感器标定后使用），当每个动物（同学扮演老爷爷、老奶奶、小花狗、小花猫）拔出萝卜时，根据每个动物拉力最大应变，确定最大拉力（应变除以传感器的灵敏度）。图2-3拔萝卜拉力测试装置实验步骤为：首先用补偿接法将应变片接入应变仪，当队员们拔萝卜时，测其每处应变，并计算出应变增量后，计算出每个人的最大力；当使用传感器时，用全桥接法接入应变仪，首先标定出灵敏度，之后队员拔萝卜时测出其应变值，应变值除以传感器的

5、灵敏度即为拉力。§2-4、超静定结构各杆件应力测试超静定结构各杆件应力测试装置示意图如图2-4所示。杆件截面为矩形（矩形5Х10；圆管内径，φ5、外径Ф10、工字钢、L角钢）。选定2号杆件（或1、3号），将夹式引伸计安装在带有夹紧力的刀口上（标距200毫米）。图2-4超静定结构各杆件应力测试装置已知用全桥接法将引伸计输出信号线接入应变仪，当装置加载受力时，在仪器上可以测出杆件的应变值（或输出应力）。并与理论公式计算结果进行比较。§2-5、应力集中在传感器中的应用弓型应变片的设计及应用§2-6、用羊角锤拔

6、钉力测试在手柄处施加横向力一直使钉子拔起为止。§2-7、拖把拉应力测试画简图，受力分析，拉杆应力测试（挤水力按10公斤力，100N进行计算，或测试出拉杆力之后，再计算出挤水力。）§2-8、吃花生力测试实验9、10、第三章剪切与扭转1、钢架桥梁连接板螺钉剪切实验及摩擦系数测定实验。弹簧在轴向压力（或拉力）作用下，轴向方向的总缩短（或拉伸）量λ，就是弹簧的变形。在弹性范围内，试验表明，压力F与变形λ成正比，即F与λ的关系是一条斜直线。在弹簧丝的上下表面各贴一片应变片如图2-1a所示，、传感器组成全桥如图5-

7、1b所示。（a）（b）图2-1弹簧贴片及接桥根据电桥加减特性：ε=ε1+ε2-ε3-ε4全桥接线传感器的灵敏度最高。传感器的安装如图2-2。图2-2传感器的安装示意图假设螺栓轴向力为N，那麽连接板与受力板之间的摩擦系数f为:f=N/P。实验步骤为；1、用全桥接法接入应变仪，标定所有弹簧传感器的灵敏度；2、用螺栓将连接板、受力板和弹簧传感器安装在一起；3、将弹簧传感器用全桥接法接入应变仪的1、2、3、4点；4、用扳手将螺母拧紧，按照螺栓的最大拉力的95~110%进行加紧；得到要求的拧紧力N5、紧完一道之后

8、，再补紧一次；6、给受力板施加拉（压）力，在受力板与连接板的侧面画一条线，当线有错动时，的力为最大拉（压）力P；7、根据公式f=N/P来计算摩擦系数。2、双手扭力测试双手扭力测试总体思路是制作扭矩传感器，标定出传感器的灵敏度q（με/Nm）在根据每个人的扭转方案，测其双手扭力的大小。扭矩传感器的应变布置如下图：图应变片布置及接桥图在圆轴A、C处分别贴了±45°应变花各一片。用R1、R2、R3、R4四个应变片组成一个全桥。根据电桥加减特性四个