材料及工程力学电测实验报告书

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1、材料及工程力学(电测部分)实验指导书蒋慧编桂林电子科技大学建筑与交通工程学院土木实验室2014年4月52目录第一章绪论2§1-1实验内容2§1-2实验标准、方法和要求2第二章电测应力分析4§2-1概述4§2-2电阻应变片4§2-3应变电桥6§2-4电阻应变仪10§2-5NH-3材料力多功能组合实验装置22§2-6弯曲正应力实验(实验二)24§2-7等强度梁测定实验(实验三)30§2-8电阻应变片粘贴技术(开放性实验)35第三章设计性、综合性实验38§3-1概述38§3-2实验方案的制定39§3-3实

2、验数据与误差分析40§3-4桥路实验(实验四)42§3-5弯扭组合的主应力和内力的测试(实验五)44§3-6附录46第一章绪论52§1-1实验内容材料力学实验,按性质可分为以下四类。一、测定材料的力学性能,材料的各项机械性能指标都是设计构件的基本参数和依据,而这些参数一般都要通过实验来测定,这类实验包括拉伸、压缩、扭转、冲击等实验。二、验证理论的实验,将实际问题简化为力学模型,再根据科学的假设,推导出材料力学计算公式是否能推广到工程设计中去应用。必须通过实验来验证,例如弯曲正应力实验就是验证理论的实

3、验。三、验应力分析。当构件形状和受力复杂时,应力计算并无适用的理论。这时,用电测实验应力分析的方法直接测定构件的应力,便成为有效的方法、实验包括贴片实验、桥路实验、弯扭组合实验。四、设计性、综合性实验。“理论是知识,实践也是知识,而且是更重要的知识”。为使学生的知识结构得到调整,使知识向更深层次、更高阶段发展,培养学生的实际动手能力,理论联系实际的能力,工程设计能力,开展设计性实验是很有必要的。实验有桥路实验、弯扭组合实验。§1-2实验标准、方法和要求材料的力学性能虽是材料的固有属性,但往往与试件的

4、形状和尺寸,表面加工精度,加载速度、周围环境(温度、介质)等有关,为了使试验结果能互相比较,国家对试样的取材、形状尺寸、加工精度、试验手段和方法以及数据处理等都作了统一规定,这就是国家标准,我国的国家标准的代号是GB。破坏性试验,考虑到材料质地的不均匀性,应采用多根试样;然后综合多根试样的结果得出材料的性能指标。非破坏性试验,因为要借助于变形放大仪表,为减小测量系统引入的误差,一般要多次重复进行,然后综合多次测量的数据得到所需结果。52实验是工程师的基本功训练,实验课前必须与预习实验内容,实验时经教

5、师提问合格才能参加实验。实验要勤于动手,要注意安全,养成工程师的严谨作风。实验数据处理要注意单位和有效数字的运算法则,例F=12.1914厘米2写成12.2厘米2即可:实验曲线应当根据多数点的所在位置,描绘出光滑的曲线,而不要用直线逐点联成折线;实验结果应进行误差分析,实验报告一定要独立完成,一个好的报告应当数据完整、曲线、图表齐全、计算无误,并有讨论分析。材力实验报告包括以下几个内容。一、实验名称;实验日期;班级;实验小组成员及报告人。二、实验目的。三、实验设备:应注明机器设备·、仪器的名称、型号

6、、精度及装置简图。四、试验原理及试验步骤简述。五、原始数据、实验记录、计算结果及实验曲线。六、分析及讨论。第二章电测应力分析52§2-1概述在实验应力分析的多种方法中,电测法应用最广,其主要优点有:1、测量精度高电测法利用电阻应变仪测量应变,具有较高的精度,可以分辨数值为一个微应变(1µε=10-6)。2、传感元件小电测法以电阻应变片为传感元件,它的尺寸可以很小,最小标距可达0.2mm,可粘贴到构件的很小部位上以测取局部应变,利用由电阻应变片组成的应变花,可以测量构件在复杂受力的情况下一点处的应变状

7、态,应变片的质量很小,其惯性影响甚微,故能适应高速转动等动态测量。3、测量范围广电阻应变片能适应高温、底温,高液压下,远距离等各种环境下的测量。它不仅能传感静载下的应变,也能传感频率从零至几万赫的动载下的应变,此外,如将电阻应变仪配以预调平衡箱,又可进行多点测量。当然,电测法也有局限性,例如,一般情况下,只便于构件表面应变的测量,又如在应力集中的部位,若应力梯度很陡,则测量误差较大。§2-2电阻应变片电阻应变片一般由敏感栅、基底和引出线组成(图3-1),常用的电阻应变片有纸基式和箔式两种,电阻应变片

8、的敏感栅一般常温用康铜合金,高温用镍洛合金制作,制作方法是将所用合金轧制成0.003㎜—0.01㎜的箔材,经化学腐蚀处理制成栅状。敏感栅是应变片的主体,主要用来感受变形。使用时将应变片贴在欲测部位上,当试件受力时,敏感栅就与试件在该部位沿敏感栅方向有共同的变形(伸长或缩短),这就引起了敏感栅的电阻发生变化(增大或减小)。52图2-1令ΔL代表敏感栅在标距L内的长度变化,ΔR代表敏感栅电阻值R的电阻变化,从实验得知,电阻相对改变量AR/R与相对变形ΔL/L(即应变ε)成

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