力學(xué)測(cè)試課后習(xí)題答案-PPT課件

1、實(shí)驗(yàn)一 機(jī)械性能,實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：A3-101 時(shí)間:17周 周二 13:30 2108011101-19 19人 14:35 2108011120-38 19人 周二 15:40 2108011201-19 19人 16:45 2108011220-37 18人,對(duì)于脆性材料還要做壓縮試驗(yàn),脆性材料,鑄鐵,鑄造合金,高碳鋼,拉伸時(shí),沒有一點(diǎn)韌性現(xiàn)象，壓縮時(shí)表現(xiàn)出韌性,4.3 金屬材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能,壓縮性能指標(biāo) :,壓縮屈服強(qiáng)度 ReHc ReLc,上壓縮屈服強(qiáng)度,下壓縮屈服強(qiáng)度,同樣有規(guī)定壓縮強(qiáng)度指標(biāo)，兩項(xiàng)，均要加腳注 規(guī)定非比例壓縮強(qiáng)度 Rpc 例： Rpc0.2 規(guī)定總壓縮強(qiáng)度 Rtc 例

2、：Rtc0.5,對(duì)以上性能指標(biāo)計(jì)算方法分別為,壓縮彈性摸量 Ec,抗壓強(qiáng)度 Rmc,對(duì)壓縮試樣要求： d0為試樣直徑，L為試樣長(zhǎng)度,do （1020 ） mm 短壓縮試樣 L （12）d0 長(zhǎng)壓縮試樣 L （2.53.5)do,試驗(yàn)速度 線彈性范圍 110 N/mm2 S-1 按應(yīng)力速率加載 塑性范圍 0.00050.001/S 按應(yīng)變速率（5001000 /S） 試驗(yàn)溫度 1035,壓縮彈性摸量（裝引伸計(jì)） L (58) d0,試驗(yàn)條件,測(cè)定壓縮性能一般也都用作圖法、割線法、逐次逼近法等方法，拉伸性能測(cè)定能用的方法，壓縮性能測(cè)定都能用。,習(xí)題：4.2，4.3，4.4，4.6，4.8,復(fù) 習(xí)

3、題,3.18 如圖所示為起重吊車，其吊鉤可在L長(zhǎng)度范圍內(nèi)移動(dòng)?，F(xiàn) 欲測(cè)定吊車的載荷F，試問在吊車梁上應(yīng)如何布片？如何 接橋？并說明理由。,測(cè)載荷F，吊車在L范圍內(nèi)移動(dòng)，在布片時(shí)要考慮F 在L范圍內(nèi)移動(dòng)不會(huì)改變。,由材料力學(xué)知 FRA+FRB=F,如圖布片，R1與R3，R2與R4在A、B點(diǎn)正反兩面，并互相相差90，且都在中性層上,A、B兩點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài),A,B,A、B點(diǎn)為工字梁的腹板，由材料力學(xué)知工字梁上切應(yīng)力主要由腹板承擔(dān)，因此，若腹板高度為h，厚度為b，則A、B點(diǎn)切應(yīng)力為,確定A、B點(diǎn)45方向線應(yīng)變,R4,R3,R2,R1,廣義虎克定律,組成全橋測(cè)量電路,因?yàn)?所以,3.19 圖示矩形截面的懸臂

4、梁，F(xiàn)作用在xoy縱向平面內(nèi)，有一偏 心距e，已知材料的彈性模量E，問如何布片、組橋方可測(cè) 出e及F力的大小。,1. 測(cè)F,R1、R2與R補(bǔ)償片組成 對(duì)臂全橋,R1,R2,2. 測(cè)e,R1、R2組成雙臂半橋,因?yàn)?所以,3.20 如圖是一個(gè)測(cè)力傳感器的鋼制圓筒。其上貼有八個(gè)應(yīng)變片。 試將該八個(gè)應(yīng)變片接成全橋以消除力的偏心影響。,消除力偏心影響的全橋，八個(gè)片安排如橋路圖,3.21 有一偏心受壓短桿如圖。欲得到載荷作用點(diǎn)位置，在桿上 貼有四個(gè)應(yīng)變片，確定組橋方案，并寫出載荷位置與讀數(shù) 應(yīng)變ed之間的關(guān)系式。,設(shè)F 距 z 軸距離為a 距 x 軸距離為b,Mz=F a Mx=F b,1. 確定a,2

5、、4 組成雙臂半橋,2. 確定b,1、3 組成雙臂半橋,3.22 拐臂結(jié)構(gòu)受載如圖，設(shè)幾何尺寸、材料常數(shù)均已知，用電 測(cè)法如何貼片組橋能測(cè)得Fx、Fy、Fz，并寫出各方向力F 與讀數(shù)應(yīng)變ed的關(guān)系式。,- 截面上下各粘貼一片應(yīng)變片R1，R2。并粘貼兩片補(bǔ)償片。,- 截面和- 在中性層各粘貼一片應(yīng)變片R3，R4。,R1、R2在MXZ和FZ對(duì)- 截面彎矩的中性層上。 R1、R2分別感受的應(yīng)變有：,1. 將R1、R2和R組成對(duì)臂全橋,R1,R2,因?yàn)?所以,2. 將R1、R2組成雙臂半橋,因?yàn)?所以,3. 將R3、R4組成雙臂半橋,R3、R4在Fy對(duì)- 、-截面彎矩的中性層上。 R3、R4分別感受的

6、應(yīng)變有：,R3,R4,因?yàn)?所以,1分析各種測(cè)量方法中溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。,單臂半橋、對(duì)臂全橋組橋均由溫度補(bǔ)償片實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；雙臂半橋、四臂全橋、串、并聯(lián)半橋組橋均由工作片實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。,2采用串聯(lián)或并聯(lián)組橋方式，能否提高測(cè)量靈敏度？為什么？,采用串聯(lián)或并聯(lián)組橋方式，不能提高測(cè)量靈敏度。因?yàn)闊o論串、并聯(lián)均不能改變 ，不能提高讀數(shù)應(yīng)變。,3當(dāng)應(yīng)變片靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀靈敏系數(shù)一致時(shí)，將粘貼在被測(cè)件 上的應(yīng)變片組成單臂半橋測(cè)量電路，被測(cè)件受力后，應(yīng)變儀讀 到的應(yīng)變是否是被測(cè)件表面的應(yīng)變？,實(shí)驗(yàn)二思考題,電橋測(cè)量靈敏度是測(cè)量電橋所感受被測(cè)件上應(yīng)變的靈敏程度。P66,當(dāng)應(yīng)變片靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀靈敏系數(shù)一致

7、，組成單臂半橋測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)變儀讀到的應(yīng)變即為被測(cè)件表面的應(yīng)變。,4電橋測(cè)量靈敏度是否指用應(yīng)變片組成的測(cè)量電橋所感受被測(cè) 件上應(yīng)變的靈敏程度？,5. 將粘貼在被測(cè)件上的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋接至應(yīng)變儀上， 未對(duì)被測(cè)件作用外力，但應(yīng)變儀有讀數(shù)應(yīng)變，問該讀數(shù)應(yīng)變 是由什么原因引起的？,該讀數(shù)應(yīng)變是由于四橋臂電阻阻值不完全相等，造成電橋不平衡所引起的。,1. 比較應(yīng)變片6和7（或應(yīng)變片4和5）的應(yīng)變值，可得到什么結(jié) 論？,4和5，6和7應(yīng)變相等，符號(hào)相反，對(duì)稱于中性層，縱向纖維間無擠壓。,實(shí)驗(yàn)三思考題,2. 應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變是：a. 應(yīng)變片柵長(zhǎng)中心處的應(yīng)變？ b. 應(yīng)變片柵長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的平均應(yīng)變？ c. 應(yīng)

8、變片柵長(zhǎng)兩端點(diǎn)處的平均應(yīng)變？,應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變是應(yīng)變片柵長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的平均應(yīng)變,3. 本實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)變片的柵長(zhǎng)尺寸有無要求？為什么？,本實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)變片的柵長(zhǎng)尺寸無要求。因?yàn)閼?yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變是應(yīng)變片柵長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的平均應(yīng)變，而純彎曲梁在純彎曲段內(nèi)沿梁軸線方向應(yīng)變是均勻的，沿梁橫截面高度應(yīng)變是線性分布的。,根據(jù)公式 ，實(shí)測(cè)應(yīng)變分別為：274.5、206、137。,4應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K為2.24，應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)K儀為2.12，已知 讀數(shù)應(yīng)變分別為290，218，145，問實(shí)測(cè)應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?5能通過加長(zhǎng)或增加應(yīng)變片敏感柵線數(shù)的方法改變應(yīng)變片的電阻 值來改變應(yīng)變片的靈敏系數(shù)？為什么？,用加長(zhǎng)或增加應(yīng)變片敏感柵線

9、數(shù)的方法改變應(yīng)變片的電阻值，不能改變應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，因?yàn)閼?yīng)變片的靈敏系數(shù)與電阻變化率有關(guān)， 即,實(shí)驗(yàn)四討論,1. 不同約束支撐條件下，細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)時(shí)的變形特征有何不同？,不同約束支撐條件下，細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)時(shí)的變形特征不同，兩端鉸支撐時(shí)，變形對(duì)稱，在 處，變形最大，為失穩(wěn)截面；而一端固定一端鉸支撐時(shí)，則在 處，變形最大，為失穩(wěn)截面；后者的臨界力,2. 臨界力測(cè)定結(jié)果和理論計(jì) 算結(jié)果之間的差異主要是 由哪些因數(shù)引起的？,臨界力測(cè)定結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果之間的差異主要影響因素有：,a）壓桿受一對(duì)P力作用，P力 作用偏心會(huì)影響測(cè)量結(jié) 果；,b）壓桿反復(fù)測(cè)試，產(chǎn)生預(yù)彎曲，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；,c）應(yīng)變片粘貼位置

10、與失穩(wěn)截面有差異，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；,d）理論計(jì)算力學(xué)模型與實(shí)際不完全一致，會(huì)引起計(jì)算結(jié)果與實(shí) 測(cè)結(jié)果的差異，比如壓桿長(zhǎng)度，在一端固定一端鉸支撐時(shí)， 壓桿長(zhǎng)度的實(shí)際尺寸是小于350mm的。,實(shí)驗(yàn)一思 考 題 1. 測(cè)定材料的力學(xué)性能為什么要用標(biāo)準(zhǔn)試件？ 為了排除試件尺寸對(duì)材料塑性指標(biāo) A 測(cè)試結(jié)果的影響，便于進(jìn)行不同材料間的塑性指標(biāo) A 的比較。 2材料拉伸時(shí)有哪些力學(xué)性能指標(biāo)？ 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能指標(biāo)有強(qiáng)度指標(biāo)：上屈服強(qiáng)度ReH、下屈服強(qiáng)度ReL；規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp，規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度Rr，規(guī)定總延伸強(qiáng)度Rt，抗拉強(qiáng)度Rm ；塑性指標(biāo)：斷后伸長(zhǎng)率A，斷面收縮率Z；彈性指標(biāo)：彈性模量E，泊松

11、比。,3測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率 A11.3 時(shí)，若斷面鄰近標(biāo)距點(diǎn)的距離小于或等于1/3L0時(shí)，應(yīng)如何處理？ 應(yīng)進(jìn)行斷口移中處理，按 或按 來進(jìn)行計(jì)算。 4試述低碳鋼、鑄鐵拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)時(shí)，主要是由哪些應(yīng)力引起破壞的，為什么？ 低碳鋼拉伸時(shí)，首先出現(xiàn)頸縮，由于頸縮中心部分處于三向應(yīng)力狀態(tài)，因此，中心部分被拉壞，邊緣部分仍是單向應(yīng)力狀態(tài)，因此，邊緣部分沿45 方向由切應(yīng)力引起破壞；壓縮時(shí)，越壓越扁，不會(huì)破壞；扭轉(zhuǎn)時(shí)，沿與軸線垂直的截面由切應(yīng)力引起破壞。因?yàn)榈吞间搶儆诶?、壓?qiáng)度相等的材料，而剪切強(qiáng)度低于拉、壓強(qiáng)度。,鑄鐵拉伸時(shí)由拉應(yīng)力引起破壞；壓縮時(shí)，沿45方向由切應(yīng)力引起破壞；扭轉(zhuǎn)時(shí)，沿45 方向由拉應(yīng)

12、力引起破壞。因?yàn)殍T鐵的抗拉強(qiáng)度低于抗剪強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度。 5規(guī)定強(qiáng)度指標(biāo)Rp、Rr、Rt是在受力還是在卸力的情況下測(cè)定的？ Rp0.2和Rr0.2有何區(qū)別？ 規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp和規(guī)定總延伸強(qiáng)度Rt是在受力的條件下測(cè)定的；規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度Rr是在卸力后測(cè)定的. Rp 0.2表示規(guī)定非比例延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力，在受力的情況下測(cè)定；而Rr 0.2則表示規(guī)定殘余延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力，在卸力的情況下測(cè)定。對(duì)于大多數(shù)金屬材料，Rp 0.2與Rr 0.2非常接近。,實(shí)驗(yàn)八思考題 1.試件尺寸、形狀對(duì)測(cè)定彈性模量和泊松比有無影響？為什么？ 試件尺寸對(duì)測(cè)定彈性模量有影響，對(duì)測(cè)定泊松比無影響

13、；試件形狀對(duì)測(cè)定彈性模量和泊松比均無影響，因?yàn)橛?jì)算彈性模量時(shí)與試件的橫截面尺寸有關(guān)，與試件形狀無關(guān)。計(jì)算泊松比時(shí)，與試件形狀和尺寸都無關(guān)。 2.試件上應(yīng)變片粘貼時(shí)與試件軸線出現(xiàn)平移或角度差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無影響？ 試件上應(yīng)變片粘貼時(shí)與試件軸線出現(xiàn)平移，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本沒有影響；出現(xiàn)角度差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就有影響。,3.本實(shí)驗(yàn)為什么采用全橋接線法？ 采用全橋接線法可以消除試件預(yù)彎曲的影響，同時(shí)也可以消除載荷作用不在同一軸線上造成試件彎曲的影響。 4.比較本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法。 由于本實(shí)驗(yàn)在材料彈性范圍內(nèi)測(cè)定，材料在彈性范圍內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變呈線性關(guān)系，因此三種數(shù)據(jù)處理（端值法、平均值法、最小二乘法）的結(jié)果差異

14、不大。所以遇到類似線性的測(cè)試，數(shù)據(jù)處理用端值法比較好，既簡(jiǎn)單又保證一定的數(shù)據(jù)處理精度。,1. 測(cè)定由彎矩、剪力、扭矩所引起的應(yīng)變，還有哪些接線方 法，請(qǐng)畫出測(cè)量電橋的接法。,實(shí)驗(yàn)六思考題,a測(cè)量彎矩引起的應(yīng)變，還可以用R5 或R11與補(bǔ)償片組成單臂半橋，見圖；,b測(cè)量扭矩引起的應(yīng)變見下圖；,c測(cè)量剪力引起的應(yīng)變見下圖；,2. 本實(shí)驗(yàn)中能否用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花來確定主 應(yīng)力的大小和方向？為什么？,本實(shí)驗(yàn)中A、C兩點(diǎn)可以用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花，B、D兩點(diǎn)不可以。因?yàn)椋瑥睦碚撋现v，A、C兩點(diǎn)主應(yīng)力方向是已知的，只要求主應(yīng)力大小，兩個(gè)未知數(shù)，只要用兩個(gè)應(yīng)變片就可以了。

15、,3. 本實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定剪力FS引起的剪應(yīng)力時(shí)，是否有其他力的影 響？若存在其他力的影響，請(qǐng)畫出僅測(cè)定剪力FS引起的剪應(yīng) 力的布片圖以及組橋接線圖。,有彎矩引起的應(yīng)變的影響,1. 隨機(jī)誤差大都服從 正態(tài) 分布，它會(huì)隨著測(cè)量次數(shù)的增加而 。 2. 在應(yīng)變電橋中，按應(yīng)變片在橋臂中的數(shù)量，電橋的接線方法分為半橋和全橋接線法。其中，半橋接線法在實(shí)際測(cè)量時(shí)，又分為兩種情況： 單臂半橋 和 雙臂半橋 。 3. 測(cè)量系統(tǒng)的輸出與輸入變化量之比稱為測(cè)量系統(tǒng)的 靈敏度 。 4. 電測(cè)法中測(cè)點(diǎn)處的測(cè)量應(yīng)變與應(yīng)變片的 成正比。 5.設(shè)應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)為2.17，靜態(tài)應(yīng)變儀的靈敏度系數(shù)為2.00。已知讀數(shù)應(yīng)變?yōu)?90

16、，則實(shí)測(cè)應(yīng)變應(yīng)為 267.28 。,1.如圖所示為低碳鋼的-曲線。與a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為 非比例延伸強(qiáng)度RP ，與屈服階段b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為 下屈服強(qiáng)度 ，與最高點(diǎn)c相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為 上屈服強(qiáng)度 。,1. 根據(jù)下圖中測(cè)量列的剩余誤差判斷系統(tǒng)誤差類型，按次序依次判斷正確的是（ C ） A 分別是線性系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差 B 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差 C 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差 D 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差,1. 如下圖所示桿件受力、應(yīng)變片分布以及應(yīng)變

17、電測(cè)連接線路，則該電橋測(cè)量的應(yīng)變是（ B ） A 由彎矩M引起的正應(yīng)變 B 由力P引起的正應(yīng)變 C 由彎矩M和P引起的正應(yīng)變 D 由彎矩M和P引起的剪應(yīng)變,1. 下列關(guān)于電測(cè)法電橋溫度補(bǔ)償?shù)恼f法正確的是：（ D ） A 單臂半橋測(cè)量法，有兩片工作片，其中一片為溫度補(bǔ)償片 B 雙臂半橋測(cè)量法，有一片工作片，一片溫度補(bǔ)償片 C 對(duì)臂全橋測(cè)量法，有四片工作片，兩片溫度補(bǔ)償片 D 四臂全橋測(cè)量法，有四片工作片，且它們相鄰兩對(duì)相互溫度補(bǔ)償 2. 鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)中，鑄鐵的破壞是由（ C ）引起的。 A 正應(yīng)力 B 與軸線垂直的切應(yīng)力 C 與軸線成45的切應(yīng)力 D 以上皆是,1. 材料的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于試

18、件各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和主應(yīng)力說法正確的是（ ）。 A 受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向和垂直軸線方向 B受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向，大小為切應(yīng)力的倍 C 受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向，大小和切應(yīng)力相等 D桿件各部分均為純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向和垂直軸線方向，大小和切應(yīng)力相等 2. 下列關(guān)于應(yīng)變電測(cè)電橋橋臂串聯(lián)和并聯(lián)電阻說法正確的是（ C ） A 串聯(lián)電阻會(huì)放大測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻會(huì)縮小測(cè)試應(yīng)變 B 串聯(lián)電阻會(huì)放大測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變 C 串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻均基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變 D 串聯(lián)電阻基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻會(huì)縮小測(cè)試

19、應(yīng)變,1.塑性材料試樣拉伸時(shí)，頸縮處斷口呈 截平面 狀，首先 部分 破壞，然后 部分 破壞。 2. 鑄鐵圓棒在外力作用下，發(fā)生圖示的破壞形式，其破壞前的受力狀態(tài)如圖（D ）。,1. 受扭圓軸上貼有3個(gè)應(yīng)變片，如圖所示, 實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得應(yīng)變片( C )的讀數(shù)為0。 A：1和2； B：2和3； C：1和3； D：1、2和3。 2. 圓軸受扭矩T的作用，用應(yīng)變片測(cè)出的是 （A ) A.剪應(yīng)變 剪應(yīng)力線應(yīng)變扭矩,1. 電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)K指的是（ )。 A. 應(yīng)變片電阻值的大小 B. 單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片相對(duì)電阻值變化 C. 應(yīng)變片金屬絲的截面積的相對(duì)變化 D. 應(yīng)變片金屬絲電阻值的相對(duì)變化 2以下結(jié)論中正確的是：。 （1）對(duì)低碳鋼進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，能測(cè)出材料的屈服極限，但測(cè)不出強(qiáng)度極限。 （2）對(duì)鑄鐵進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，能測(cè)出材料的強(qiáng)度極限，但測(cè)不出屈服極限。 （3）對(duì)低碳鋼進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，試件不會(huì)斷裂。 A（1），（2） B（2），（3） C（1），（2），（3） D（1），（3）,1圖1所示拉伸試件上電阻應(yīng)變片R1和R2互相垂直，采用半橋接法，R1接AB橋，R2接BC橋。在拉力F作用下，R1和R2的應(yīng)變值分別為 1和2，若材料的泊松比為 ，則讀