實(shí)驗(yàn)力學(xué)--鋼桁架的應(yīng)變電測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)力學(xué)課程綜合電測(cè)實(shí)驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告鋼桁架的應(yīng)變電測(cè)姓 名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：同組成員：聯(lián)系電話：電子郵件：日 期：土木工程與建筑學(xué)院鋼桁架的應(yīng)變電測(cè)實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象鋼桁架。（如右圖）1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康目疾扈旒苤泻附狱c(diǎn)簡化為平面鉸接點(diǎn)各桿應(yīng)變值的偏差。2 理論分析實(shí)物比例2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象簡化 根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)鋼桁架平面假定近似簡化為下圖2.2 測(cè)試目標(biāo)2.3 理論計(jì)算NM54312GFBFA .由對(duì)稱可知： FA = FB = G/2.由截開，左邊對(duì)M點(diǎn)取矩： M = 0 , FN2 * 400 + FA * 1200 = 0 計(jì)算得：FN2 = -3G/2.再對(duì)N點(diǎn)取矩：

2、 N = 0 ，-FN4 * 565 + FA * 400 + FN2 * 400 = 0 計(jì)算得：FN4 = -0.707G 由對(duì)稱性有：FN1 = FN2 = -3G/2 FN5 = FN4 = -0.707G.測(cè)量得角鋼b=27.5mm，d=3mm。又知鋼的彈性模量E=200210GPa。 查表有：b=25mm，d=3mm 截面面積：1.432cm2 b=30mm，d=3mm 截面面積：1.749cm2 插值得：S27.5 = 1.60cm2 由： 得： 1=2= -0.469G (kg-1) 4=5= -0.221G （kg-1）3 實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試數(shù)據(jù)3.1 實(shí)驗(yàn)方案1 布設(shè)應(yīng)變片 如

3、上圖在1、2、4、5桿上沿軸向各布設(shè)1、2、4、5號(hào)應(yīng)變片。3號(hào)應(yīng)變片布設(shè)在焊接的焊接片上，可以驗(yàn)證焊接片是否受力變形。2 溫度補(bǔ)償 布設(shè)一個(gè)公共溫度補(bǔ)償片，連接在與桁架無聯(lián)系的鋼片上，鋼片放在桁架附近。3 連接電路 因?yàn)橛泄惭a(bǔ)償片，所以都接四分之一橋。電路如下圖：4 粘貼方法 1、打磨需要測(cè)試的點(diǎn)，保證平面光滑、無劃痕，面積大于應(yīng)變片面積。 2、選擇平整、無折痕，干凈的應(yīng)變片。 3、丙酮清洗試貼片部位。 4、按照正確操作貼片。 5、貼連接片。 6、導(dǎo)線的焊接和固定。防止發(fā)生短路、斷路或者虛焊。5 加載和讀數(shù) 以20kg為單元逐級(jí)加載，分別為0、20kg、40kg、60kg、80kg；最后一

4、次卸載10kg，為70kg級(jí)，用來驗(yàn)證應(yīng)變和應(yīng)力成線性比例。 每一級(jí)記錄十次讀數(shù)。3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)零后應(yīng)變基本在0邊緣跳動(dòng)。靜荷載（kg）：20次數(shù)次數(shù)編號(hào)123451-1433-3-8-72-1532-4-7-53-1532-4-7-54-1334-4-5-45-1532-4-7-56-1433-3-8-77-1631-6-7-68-1532-4-7-59-1433-3-8-710-1631-6-7-6靜荷載（kg）:40次數(shù)次數(shù)編號(hào)123451-2325-4-2-62-2721-7-5-83-2523-5-3-64-2622-6-4-85-2722-7-5-86-2325-4-3-77-

5、2423-6-4-88-2325-4-2-69-2721-7-5-810-2523-5-3-6靜荷載（kg）：60次數(shù)次數(shù)編號(hào)123451-397-9-4-122-398-10-4-123-398-10-4-134-397-10-5-125-407-11-5-126-407-11-5-137-408-11-4-128-408-12-6-139-397-12-6-1310-388-11-5-12靜荷載（kg）:80次數(shù)次數(shù)編號(hào)123451-501-133-132-501-133-133-510-132-134-501-133-135-492-124-126-510-132-137-510-132

6、-138-500-133-139-501-133-1310-510-132-13靜荷載（kg）:70（驗(yàn)證）次數(shù)次數(shù)編號(hào)123451-443-12-2-132-453-12-1-133-443-12-1-134-454-12-1-125-443-11-1-136-454-12-2-127-453-12-2-138-453-12-1-139-443-12-1-1310-452-12-2-13數(shù)據(jù)處理：從上表數(shù)據(jù)記錄可以看出，當(dāng)1號(hào)再次出現(xiàn)相同應(yīng)變時(shí)，2、3、4、5號(hào)也會(huì)出現(xiàn)與當(dāng)次相同的數(shù)據(jù)。可以說明1、2、3、4、5號(hào)有因?qū)Ψ€(wěn)定性，意味每一個(gè)編號(hào)在不同荷載級(jí)都可以取為相對(duì)比較量?？紤]到荷載并未完

7、全靜止，所以取上表1號(hào)記錄數(shù)據(jù)每一級(jí)的最值作為最終記錄值。最終記錄數(shù)據(jù)荷載編號(hào)1234500000-120kg-1631-6-7-640kg-2722-7-5-860kg-408-11-4-1280kg-501-133-1370kg（驗(yàn)證）-453-12-2-13注：第一次加載20kg時(shí)有一個(gè)突變應(yīng)變，說明不是鉸接平面應(yīng)力。3.3 測(cè)試結(jié)果相對(duì)應(yīng)變編號(hào)1234540-20-11-9-12-260-40-13-13-41-480-60-10-7-27-1平均-11.3-9.6-2.33.3-2.370-60-5-5-12-180-70-5-2-150綜述:每加載20kg,1號(hào)應(yīng)變片都有-11.3

8、個(gè)左右微應(yīng)變,2號(hào)為-9.6個(gè)左右,4號(hào)為正應(yīng)變3.3個(gè)左右,5號(hào)為-2.3個(gè).從相對(duì)應(yīng)變和插入70kg級(jí)驗(yàn)證組可以看出只有1號(hào)相對(duì)穩(wěn)定;其他號(hào)應(yīng)變片數(shù)據(jù)都有較大跳躍,不穩(wěn)定.3號(hào)應(yīng)變片有-2.3個(gè)左右微應(yīng)變，說明焊接片有應(yīng)力.結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)并非完全可以簡化成鉸接。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析理論值： （計(jì)算步驟在2.3理論計(jì)算）所以：1 = 2 = -0.469 * 20 = -9.38 4 = 5= -0.221 * 20 = -4.41 3 = 0實(shí)驗(yàn)值： 1 = -11.3 2 = -9.6 4 = 3.3 5 = -2.3 3 = -2.3將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值對(duì)比：橫桿1、2桿沒有較大誤差，且誤差有偏向性，都偏小。斜桿4存在較大誤差，理論應(yīng)該是負(fù)應(yīng)變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻成了正應(yīng)變。貼在焊接片上的3號(hào)片出現(xiàn)應(yīng)變，說明有應(yīng)力存在。斜桿5號(hào)有偏向性誤差，偏大。誤差分析：1、 較大誤差導(dǎo)致原因： 直接把焊接簡化為鉸接。 加載的荷載沒有放在中點(diǎn)。 桁架幾何不勻稱。2、 偏向性導(dǎo)致原因： 模型簡化導(dǎo)致和原型尺寸、角度誤差。 人工操作不能保證應(yīng)變片與軸向不完全一致。 角鋼彈性模量的值是一個(gè)范圍值，不具體。 材料力學(xué)書上找不到（b=27.5mm，d=3mm）