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时间:2017-11-12
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1、南昌大学实验报告学生姓名:李森学号:5801410059专业班级:过控卓越101班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验4内压容器应力测定实验(平盖封头)一、实验目的1、掌握对各种压力容器的应力分析研究,要求做到:1)正确合理的选择测点位置。2)测点处布片方案的合理拟定。3)测试对象加载的步骤等。2、学会使用计算机和数据采集仪对测点应变进行自动数据采集。3、初步学会测量数据的处理和测量结果的误差分析。二、实验仪器及设备1、实验对象: 实验对象为六组带不同封头的内压容器,参数如下: 标准椭圆封头:Di=300mm,S=4mm 标准碟形封
2、头:Di=300mm,S=4mm 600锥型封头:Di=300mm,S=4mm,半顶角300 900锥型封头:Di=300mm,S=4mm,半顶角450 半球型封头:Di=300mm,S=4mm 平盖型封头:S=25mm 容器圆柱形筒体:Di=300mm,S=4mm 容器材料304不锈钢(相当于0Cr18Ni9),μ=0.3E=1.96×105kg/cm2,最大实验压力2.5Mp2、静态数字应变仪(SDY—2002型3台,预调平衡箱3台)、应变数据采集仪(1台)及计算机(1台),3、实验装置(图1)三、实验原理1准备工作1)测点选择 由容器受内
3、压作用时应力分布状况分析,知各个封头曲率比较大的部位,以及封头和筒体连接的部位,应力变化较大。故上述两区间相应地增加测点数量(具体分布尺寸见现场实验装置)。南昌大学实验报告学生姓名:李森学号:5801410059专业班级:过控卓越101班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:图1实验装置示意图2)布片方案 实验对象为内压薄壁容器,筒壁应力状态可简化为二向平面应力状态,且主应力方向为相互垂直的经向和环向。因此在测点布片时应沿两向主应力方向垂直粘贴应变片。3)加载步骤 从0开始加载至2.5Mpa测一次各点应变,再卸载至1.6Mpa测一次各点应变
4、,最后卸载回零,即0—2.5Mpa—1.6Mpa—0。注意加、卸载速度不应太快。4)应变片接桥形式 实验容器受单一载荷作用的平面应力状态,采用同一温度补偿片的半桥接法。2、实验现场的主要工作1)将测量好的应变片和补偿片,按顺序接在预调平衡箱背面的接线柱上。2)应变仪和预调平衡箱调整与操作。(详见SDY-2003型静态数字应变仪使用说明)3)对容器加载和记录测量数据。4)对应变进行数据采集。3、应力计算及实验数据修正1)根据测得的主应变,如下式计算主应力:南昌大学实验报告学生姓名:李森学号:5801410059专业班级:过控卓越101班实验类型:□验证□综合□
5、设计□创新实验日期:实验成绩:=2)根据相关教材中的理论公式,计算筒体、封头和连接处的理,理,实测值与理论值间的误差为:3)应变片横向效应的修正公式: 对单向应力状态的测点,即使横向效应系数达5%,所产生的误差及均小于1%,因此一般可不修正。工程上,非精准测量时,在平面应力状态下的测点,应变量不大,一般可以不修正。4)测量连接导线很长时,应进行电阻的修正计算:式中:——周向主应变读数; ——经向主应变读数; ——测定周向应变的连接导线电阻; ——测定经向应变的连接导线电阻; ——应变片的横向效应系数;南昌大学实验报告学生姓名:李森学
6、号:5801410059专业班级:过控卓越101班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩: ——应变片电阻值=0.285四、实验步骤1、根据选择的测点,确定布片方案(如下图),进行容器打磨,划线定位,表面脱脂处理,粘贴应变片,进行防护处理。应变片1→22→33→边缘边缘→44→55→66→77→88→910距离(mm)403316111019282825圆心处2、将测量片,补偿片连接导线编号,并记下相对应的测点编号,根据仪器的使用说明,将测量片,补偿片接入预调平衡箱对应的接线柱上。3、应变仪、预调平衡箱开机预热30分钟;电脑开机,运行测试分
7、析软件。4、按应变仪、预调平衡箱的操作规程对个测点进行预调平衡。5、系统加载 关闭每个试验容器上的“卸压阀”,接通试压油泵电源;观察容器上的压力表指示,至压力稳定(略高于2.5MPa)时断开电源,保持压力。6、应变测量 协调操作应变仪、预调平衡箱,读取记录各点应变读数。采用计算机自动测量模式时,操作步骤参见附录“软件使用指南”。 注意:为消除应变片在初次加载时的永久变形,使滞后量趋于稳定,应在使用应变片测量前,最好先加载卸载几次,再进行正式的测定。南昌大学实验报告学生姓名:李森学号:5801410059专业班级:过控卓越101班实验类型:□验证□综合□
8、设计□创新实验日期:实验成绩:7、系统
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