实验力学实验指导书

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1、卖殓力学基础卖验"指导书河海大学力学与材料学院力学系2015年3月实验一应变片灵敏系数的标定（一）目的与要求1、熟悉应变片质量的检验方法2、熟悉电阻应变仪的使用与操作技术3、熟悉应变片1/4桥、半桥,并测出各种桥路应变与输出电压间的关系4、了解应变片灵敏系数的设置対测量值的影响4、掌握应变片灵敏系数的标定方法，并确定具谋差。二、应变片灵敏系数的标定原理根据灵敏系数的定义(1.1)I(1.2)若能测出被测点的应变£,再测出应变片相应的电阻变化AR/R便可确定K值。但这需要精度高、量程大的量测电阻R的设备。但由式（1.2）可以看出通过量测£仍可量测电阻的变化△R/R。求出单个应变片的灵敏系数后

2、，便町计算抽样应变片灵敏系数的平均值，可用此平均值來表示这批应变片灵敏系数的标定值。另方而根据桥路原理：得:(1.3)式中（•一单个应变片的灵敏系数丿XK指一应变仪灵敏系数值（一般取K指=2.00）；©•—加载或卸载时应变读数值；£一构件表面真实应变值（由百分表测出）。三、标定设备与装：应变片灵敏系数的标定，通常采用纯弯曲梁或等强度梁。它们的共同特点是单向皿力状态。在标定工作段内应变相等，而且可用理论式精确计算应变值的大小。纯弯曲梁标定装置如图1.1,等截面矩形直梁，简支于两个支座上。荷载通过祛码钩对称地加在梁上，梁中间部分产生纯弯曲。这时梁上、下表面的应变大小相等，符号相反。在梁屮点处安

3、登百分表，以便量测梁在荷载作用卜屮点的挠度。根据所测挠度值，就可以计算对应的应变值。实验时桥路分别用1/4桥、半桥进行多点测量，桥路图如图1.2所示。四、进行方法1、应变片在使用前进行以下儿项基本性能的检验（1）几何尺寸及外观几何尺寸应一致，标距长度符合耍求。丝栅平直，排列整齐，无锈斑。（2）初始电阻应逐片量测应变片的初始电阻。为便于应变仪的调平，接在同一台应变仪的应变片，阻值差不得大于0.5Qo否则不易调平。（3）灵敏系数值接在同一台仪器上的应变片，灵敏系数K值应相等，这样可减少量测值的换算。（4）绝缘度这里是指基底材料与丝栅间的绝缘程度，一般大于500MQofi测绝缘度只能用100V低

4、压高阻表，不得使用摇表，以防击穿。经过上述检验后的应变片方可正式使用。图1.22、灵敏系数的标定方法（1）仔细阅读应变仪使用说明书，掌握应变仪使用方法（2）最测纯弯IW梁的几何尺寸，在梁的中点安装百分表，为保证接触良好，应有一定的初读数。（3）将应变片接成1/4桥、半桥，使应变仪灵敏系数K=2.00、K=1.8、K=2.2,观察读数的变化。（4）在两个祛码盘上逐级增加荷载，每次加载△PFN,记录应变仪及百分表的读数，直至P=25No（5）加载与卸载共三次，取三次平均值來计算毎片的&值。（6）根据单个应变片的灵敏系数心，计算该批应变片灵敏系数的平均值K,计算表示灵敏系数分散程度的标准误差。。

5、五、计算公式1、纯弯曲梁中点挠度f=Pal^(34cr2)(1.4)c24EJ式中bh3aJ=,a=—12L2、纯弯曲梁上、下表面的应变巧梁小点挠度的关系(1.5)12/?tcL2(3-46r2)3、单个应变片的灵敏系数其中G为应变仪测试的读数。半桥接法每个应变片的应变为：令岭4、应变片的平均棗敏系数及标准误差(1.6)式中K—应变片的平均灵敏系数；n—抽样测定的片数。(1.7)式中。—灵敏系数的标准误差。六、实验报告1、实验II的与要求2、实验装置示意图3、纯弯曲梁及实验装置的几何尺寸4、实验记录5、整理实验记录，编写实验报告6、本次实验存在的问题及改进意见。实验二应变片灵敏系数的标定（

6、二）一、目的与要求1、熟悉应变片全桥的连接方法，并测出各种桥路应变•输出电压间的关系2、熟悉应变片串联、并联后接成半桥、全桥的方法，并与单片测得的应变与输出电压间的关系进行比较3、了解长导线对应变量测的影响4、掌握应变片灵敏系数的标定方法，并确定其误差。二、应变片灵敏系数的标定原理（同实验一）三、标定设备与布置（同实验一）全桥桥路图：图2.2四、进行方法1、量测纯弯曲梁的几何尺寸，在梁的中点安装百分表，为保证接触良好，应有一定的初读数。2、将应变片接成全桥，使应变仪灵敏系数K=2.00（选定具他值也可）。3、在两个祛码盘上逐级增加荷载，每次加载AP=5N，记录应变仪及百分表的读数，H至P=

7、25No4、加载与卸载共三次，取三次平均值来计算每片的&值。5、根据单个应变片的灵敏系数Ki，计算该批应变片灵敏系数的平均值K,计算表示灵倾系数分散程度的标准误差。。6、将应变片串联后接成半桥，使应变仪灵敏系数K=2.00（选定英他值也可）。7、重复步骤3〜58、将应变片并联后接成半桥，使应变仪灵敏系数K=2.00（选定其他值也可）。9、重复步骤3〜510、将一组应变片接上长导线示接成半桥，观测M变读数的变化。五、计算公