等強度梁應變測定實驗.pdf

等強度梁應變測定實驗 橋路變換接線實驗 一 實驗目的 1 了解用電阻應變片測量應變的原理 2 掌握電阻應變儀的使用 3 測定等強度梁上已粘貼應變片處的應變 驗證等強度梁各橫截面上應變 應 力 相等 4 掌握應變片在測量電橋中的各種接線方法 二 實驗儀器和設(shè)備 1 YJ 4501A SZ 靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀 2 等強度梁實驗裝置一臺 3 溫度補償塊一塊 三 實驗原理和方法 等強度梁實驗裝置如圖 1 所示 圖 中 1 為等強度梁座體 2 為等強度梁 3 為等強度梁上下表面粘貼的四片應 變片 4 為加載砝碼 有 5 個砝碼 每 個 200 克 5 為水平調(diào)節(jié)螺釘 6 為水 平儀 7 為磁性表座和百分表 等強度 梁的變形由砝碼 4 加載產(chǎn)生 等強度梁 材 料 為 高 強 度 鋁 合 金 其 彈 性 模 量 270 m GN E 等強度梁尺寸見圖 2 圖 1 圖 2 在圖 3 的測量電橋中 若在四個橋臂上接入規(guī)格相同的電阻應變片 它們的電 阻值為R 靈敏系數(shù)為K 當構(gòu)件變形后 各橋臂電阻的變化分別為 R1 R2 1 R3 R4它們所感受的應變相應為 1 2 3 4 則BD端的輸出電壓UBD 為 d ACACAC BD KUKU R R R R R R R RU U 444 4321 4321 由此可得應變儀的讀數(shù)應變?yōu)?4321 d 在實驗中采用了六種不同的橋路接線方法 等強度梁上應變測定已包含在其 中 橋路接線方法實驗其讀數(shù)應變與被測點應變間的關(guān)系均可按上式進行分析 四 實驗內(nèi)容 1 單臂 多點 半橋測量 1 單臂 多點 半橋測量 a 采用半橋接線法 將等強度梁上四個應變片分別接在應變儀背面 1 4 通道 的接線柱 A B 上 補償塊上的應變片接在接線柱 B C 上 見圖 4 應變 儀具體使用祥見應變儀使用說明 b 載荷為零時 按順序?qū)儍x每個通道的初始顯示應變置零 然后按每級 200 克逐級加載至 1000 克 記錄各級載荷作用下的讀數(shù)應變 電橋多點接線原理 應變儀上多點測量接法 圖 4 2 2 雙臂半橋測量 雙臂半橋測量 采用半橋接線法 取等強度梁上 下表面各一片應變片 在應變儀上選一通道 按圖 5a 接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進行實驗 實驗步驟同 1 b 3 相對兩臂全橋測量 相對兩臂全橋測量 采用全橋接線法 取等強度梁上表面 或下表面 兩片應變片 在應變儀上選 一通道 按圖 5b 接至接線柱 A B 和 C D 上 再把兩個補償應變片接到 B C 和 A D 上 然后進行實驗 實驗步驟同 1 b 4 四臂全橋測量 4 四臂全橋測量 采用全橋接線法 取等強度梁上的四片應變片 在應變儀上選一通道按圖 5c 接至接線柱 A B C D 上 然后進行實驗 實驗步驟同 1 b 5 串聯(lián)雙臂半橋測量 5 串聯(lián)雙臂半橋測量 2 采用半橋接線法 取等強度梁上四片應變片 在應變儀上選一通道 按圖 5d 串聯(lián) 等強度梁上四片應變片 在應變儀上選一通道 按圖 5e 并聯(lián) 五 實驗結(jié)果的處理 1 計算出以上各種測量方法下 起的應變的平均值 后接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進行實驗 實驗步驟同 1 b 6 并聯(lián)雙臂半橋測量 6 并聯(lián)雙臂半橋測量 采用半橋接線法 取 后接至接線柱 A B 和 B C 上 然后進行實驗 實驗步驟同 1 b 圖 5 均d P 所引 并計算它 相對誤差 3 上等強度梁各橫截面上應變 應力 應相 六 思 現(xiàn)方法 聯(lián)或并聯(lián)測量方法能否提高測量靈敏度 們與理論應變值的 2 比較各種測量方法下的測量靈敏度 比較單臂多點測量實驗值 理論 等 實驗記錄和計算可參考表 1 和表 2 考題 1 分析各種測量方法中溫度補償?shù)膶?2 采用串 表 2 中 理論應變值指等強度梁表面測點理論計算應變值 實驗應變值 指實驗測試的應變值 測量靈敏度指實驗應變值與讀數(shù)應變值的比值 100 理論應變值 理論應變值實驗應變值 相對誤差指 測量方法 表 1 單臂多點半橋測量 3 R1 R2 R3 R4 P g P g 均d 續(xù)表 1 測量方 載荷 雙臂半橋測量 對臂全橋測量 四臂全橋測量 雙臂半橋測量 并聯(lián) 雙臂半橋測量 法 串聯(lián) P g P g 均d 表 量方法 讀數(shù)應變值實驗應變值理論應變值相對誤差 測量靈敏度 2 測 單臂半橋測量 雙臂半橋測量 對臂全橋測量 四臂全橋測量 串聯(lián)雙臂半橋測量 并聯(lián)雙臂半橋測量 單臂半橋讀數(shù)應變值用四個應變的平均應變值 片 4 YJ 4501A SZ 靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀使用簡介 面板介紹 應變儀面板如上圖所示應變儀面板如上圖所示 1 左顯示窗 顯示測量通道 00 99 本機 00 12 2 右顯示窗 顯示靈敏系數(shù) K 值 或校準值 或測量值 3 指示燈 分別為測量 靈敏系數(shù) K 校準 全橋 半橋指示燈 全橋測量 半橋測量選擇鍵 5 靈敏系數(shù)設(shè)定鍵 6 測量鍵 7 校準鍵 8 上行 下行鍵 9 置零鍵 10 RC232 傳輸鍵 11 復位鍵 操作 打開應變儀左邊電源開關(guān) 左顯示窗顯示提示符 P 且半橋指示燈亮 應變 儀處于半橋工作狀態(tài) 1 靈敏系數(shù) K 設(shè)定 按 K 鍵 K 指示燈亮 右顯示窗顯示上次關(guān)機前 K 值 如不需要設(shè)定 K 5 值 則按測量鍵 K 指示燈滅 測量 指示燈亮 應變儀進入測量工作狀態(tài) 如需要重新設(shè)定 K 值 則按上行 下行鍵 使右顯示窗顯示為所需設(shè)定的 K 值 一般 K 值在 1 8 2 5 范圍內(nèi)變化 設(shè)定完后按測量鍵 應變儀進入測量工 作狀態(tài) 2 全橋 半橋選擇 應變儀開機時就處于半橋工作狀態(tài) 如需要選擇全橋工作狀態(tài) 則按全橋 半橋工作鍵 半橋指示燈滅 全橋指示燈亮 應變儀處于全橋工作狀態(tài) 如 需要返回半橋工作狀態(tài) 再按一次全橋 半橋鍵 即返回半橋工作狀態(tài) 3 測量 應變儀背面有一個校準通道 0 通道 和 12 個測量通道 可接 12 個被測 量點 應變儀背面如下圖所示 1 半橋測量 應變儀開機后就處于半橋工作狀態(tài) 按測量鍵后 應變儀就可以在半橋 測量狀態(tài)下工作 分別在各通道的 A B C 接線柱上按下圖 a 半橋接線 法接入被測量電阻 即應變片 通過上行 下行 置零鍵 對各測量通道置 零 可反復進行 然后進行試驗測量 如果用公共補償接線法 則 A B 各通