汽車車架應(yīng)變測量實驗報告_圖文文庫

1、汽車車架應(yīng)力應(yīng)變實驗報告汽車車架應(yīng)力應(yīng)變實驗報告、實驗?zāi)康?、了解應(yīng)變片的工作原理和貼粘的工藝過程；2、掌握應(yīng)力應(yīng)變試驗小半橋電路的連接方法；3、熟悉hitechniques公司synergy采集儀的簡單操作。二、試驗儀器、工具1、應(yīng)變片2、502粘結(jié)液3、萬用表4、焊接工具：電烙鐵、焊錫、松香5、絕緣膠帶紙，脫脂棉、酒精、0#砂紙、導線等。6、synergy采集儀三、實驗原理1、電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)：電阻應(yīng)變片曲金屬電阻應(yīng)變絲、引出線、基體、保護層組成，用粘貼劑粘貼 在一起，如圖所示。圖1電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)圖2、電阻應(yīng)變片的工作原理：以金屈材料為敏感元件的應(yīng)變片，測量試件應(yīng)變的原理是基于金屈絲的應(yīng)

2、變效應(yīng)，即金屬絲的電阻隨其變形而改變的一種物理特性。將應(yīng)變片固定在被測 構(gòu)件上，當構(gòu)件變形吋，電阻應(yīng)變片的電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化。通過電阻應(yīng)變測 量裝置（簡稱應(yīng)變儀）口j將電阻應(yīng)變片中的電阻值的變化測定出來，換算成應(yīng)變 或輸出與應(yīng)變呈止比的模擬電信號（電壓或電流），用記錄儀記錄下來，也可用 計算機按預(yù)定的耍求進行數(shù)據(jù)處理，得到所需耍的應(yīng)力或應(yīng)變值。通過轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流變化。其存在如下關(guān)系式：r=p l/s式中：r為電阻、s為金屬絲截面積、l為金屬絲長度、p金屬絲電阻率。3、電阻應(yīng)變片應(yīng)變測量組橋的工作原理（惠斯登電橋）：一般電阻應(yīng)變片在受到被測件變形而引起阻值變化十分小，需要借助

3、與惠斯 登電橋來測量阻值變化。3.1電橋輸出的關(guān)系屯橋的供橋屯壓為uo,電橋的輸出電壓為uy。圖2惠斯登電橋rr 一 *2 斤4u =久1 （兒+心）（心+尤）假設(shè)r1=r2 = r3 = r4=r,每個橋臂上電阻的變化率不同 jj =如（叢1 _血2 +血3 _朋4 ）_ 4t r r設(shè)電阻應(yīng)變片靈敏度sg與應(yīng)變值8和電阻值r及其變化量的關(guān)系為s"注8 r當各個橋臂的電阻應(yīng)變片的靈敏度sg相同時u =才 乂 31 - & + £3 - 即3.2和差特性：在組橋時，應(yīng)變值是對臂相加，鄰臂相減（重要概念）。這是組橋的基本原 則。利用這一原則，可以合理組橋：為了增大信號

4、輸出，對臂的應(yīng)變方向相同， 鄰臂應(yīng)變方向相反；為了抵銷某一信號，對臂的應(yīng)變方向相反，鄰臂應(yīng)變方向 相同。3.3電阻應(yīng)變測量方式單臂電橋測量方式圖3（a）od圖3(a)單臂測量電路圖3(b)半橋測量電路u =仏s £,y 4&半橋測量方式圖(b),其中本次試驗采用的便是半橋測量方式。5 十sc6)全橋測量方式圖(c)uy =十 sg(£ - £2 + £3 - d)4、應(yīng)變片的粘貼布置分布圖：4、實驗連接框圖:車架1應(yīng)變片j接線盒f數(shù)據(jù)采集儀5、半橋測試電路連接方法：分別將兩個應(yīng)變片（rl、r2）的一根導線接入接線盒e+和e，另外兩個應(yīng)變 片的端子

5、引連線接在一起,并接入數(shù)據(jù)采集儀接線盒的in+的位置。u!實驗步驟試驗之前，指導老師會詳細介紹試驗的相關(guān)要求、傳感器工作原理、測量原 理和安全注意事項等內(nèi)容。如下圖所示。圖5指導老師授課1、應(yīng)變片的準備貼片前，將待用的應(yīng)變片進行外觀檢查，檢查是否有銹斑等缺陷，基底和覆 蓋層冇無損壞，引線是否完好。然后用萬用表進行阻值測量。目的在于檢查敏感 柵是否有斷路、短路，阻值相羌不得超過。同一次測量的變計，靈敏系數(shù)必須相 同。經(jīng)測得本組應(yīng)變片使用阻值為120.2q,符合妾求，應(yīng)變片完好。2、車架表面處理準備本次測量的部件是汽車底盤，屬于金屬構(gòu)件，需要清除表面油漆、氧化層和 污垢等。試驗車架如下圖所示。圖6

6、測試車架首先磨平或鋰平，并用細砂布磨光。通常稱此工藝為常稱此工藝為“打磨二 打磨光潔度應(yīng)達貯5左右。對非常光滑的構(gòu)件，則需用細砂布沿45。方向交叉磨 岀一些紋路，以增強粘結(jié)力。打磨面積約為變計面積的5倍左右。打磨完畢后，用劃刀輕輕劃出貼片的準確方位。然后用潔凈棉紗或脫脂棉球 蘸丙酮或其它揮發(fā)性溶劑對貼片部位進行反復(fù)擦洗，直至棉球上見不到污垢為 止。整理完畢區(qū)域如下圖所示。圖7測試區(qū)域3、劃基準線為保證應(yīng)變片粘貼位置和方向的準確性，從而使實驗結(jié)果精準，在粘貼應(yīng) 變片2前要在車架應(yīng)變測點位置進行劃線，使粘貼方向與測量的應(yīng)變方向一致, 在試件上用刻刀劃出十字基準線確定屮心點位置和粘貼方向。4、應(yīng)變片

7、粘貼粘貼之前帶上保護手套，用502膠粘貼應(yīng)變片,一手用銀子拿著應(yīng)變片，另 一手拿著502膠水，在應(yīng)變片的粘貼面處涂上薄薄一層膠水，將應(yīng)變片的方位線 對準事先在試件上的劃線，此時應(yīng)密切注意應(yīng)變片的方位線與試件的劃線是否重 合，戴上塑料手套用手指輕輕按壓應(yīng)變片表而，以便將里而多余的膠水和氣泡擠 岀，不能產(chǎn)生滑動或轉(zhuǎn)動，待膠水和氣泡被完全擠出后，還應(yīng)保持手指不動約一 分鐘左右，保證應(yīng)變片在粘貼過程屮不發(fā)生錯移，保證其方位線與被測試件測試 點處的定位線完全重合。粘貼的兩片應(yīng)變片要成垂直角度，從此可以測量剪切和扭轉(zhuǎn)變形。5、應(yīng)變片粘貼后檢查粘貼后對應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量進行檢查觀察應(yīng)變片粘貼位置和方位角是否準

8、 確，粘貼表面有無氣泡，應(yīng)變片是否粘貼牢固；用萬用表測量應(yīng)變片有無斷路、 短路現(xiàn)象.若無異常，則再用低壓變阻表測量應(yīng)變片的引出線和金屬試件之間的 絕緣電阻是否符合要。6、接線端子粘貼由于應(yīng)變片引出線很細，連接強度低，容易被拉斷，所以需要用接線端子進 行連接。通過接線端子將應(yīng)變片的引線與接入應(yīng)變儀的導線連接。在粘貼前先對 端子進行掛錫處理，粘貼方法與應(yīng)變片粘貼方法一致，粘貼后用透明膠帶進行固 定和絕緣處理。然后使用電烙鐵，將應(yīng)變片引出線焊接在接線端子上，再將測量線路焊接在 接線端子上，焊接時要注意不要多焊或者漏焊等現(xiàn)彖發(fā)生。連接好之后用萬用表測量導線兩端電阻，如為120±0.5q則說明

9、連接成功，如下圖所示。圖8裝配完整的測試電路7、半橋測試電路連接分別將兩個應(yīng)變片的一根導線接入接線盒e+和e-,另外兩根導線擰在一起 in+o然后將接線盒接入數(shù)據(jù)采集儀。五、synergy信號采集儀的操作synergy采用便攜式獨立機箱設(shè)計，主機可以支持4個輸入模塊，最高搭載64個通道。可搭配任意輸入模塊配置或選擇一整套經(jīng)濟性配置模塊。主要特點：a）4個輸入模塊，每個模塊含16個2 ms/s的通道，通道均冇500 ks/s硬盤 寫入速度，可搭載最多64個高精度通道，同時開啟時可達到100 ks/s/chb）內(nèi)置高速處理器c）雙視頻顯示可支持同步分析和顯示數(shù)據(jù)d）內(nèi)置大容量硬盤e）雙gige技術(shù)

10、可實現(xiàn)同步連接到其他pc和協(xié)同網(wǎng)絡(luò)f）主副界面可實現(xiàn)多臺設(shè)備啟停和采集同步g河選irig/gps界而可為采集數(shù)據(jù)標記時間 采集儀如圖所示：圖9 synergy信號釆集儀采集儀使用步驟為:(1) 開機：接上電源，按下儀器背后的屯源按鈕，然后按下儀器前面的開機按 鈕。(2) 打開軟件：點擊桌而上的，進入主界而，如圖10所示。圖10主界面圖11(3) 初始化：在第一次做實驗前，點擊system tools按鈕，進入如圖11所示界 面。然后點擊restore default,后點擊ok,恢復(fù)到初始狀態(tài)。(4) 模式選擇:synergy采集儀操作軟件中為我們提供了兩種模式，其中scope 模式用于采集瞬

11、態(tài)的信號，restore用于采集連續(xù)信號。選擇restore模式。在主 界面點擊storage mode按鈕，進入如圖12所示界面。點擊recorder,然后點擊 ok,退出該界面。圖12圖13(5) 通道設(shè)置：點擊主界面的channels按鈕，進入通道設(shè)置頁面，如圖13所 示。先選擇channels選項，勾選所要用的通道。然后在mode (模式)下選擇所 要用的橋路連接方式，既dc bridge (直流電橋)。在range (量程)下選擇20mvo 其他選項選擇默認。然后點擊上方的calibration wizard選項，進入如圖14所示 界面。選擇enter information fro

12、m a data sheet,進入如圖15所示界面。點選gage factor,點擊next,進入如圖16所示界面，將應(yīng)變片靈敏度系數(shù)，最大期望輸入 應(yīng)變及橋路模式選好后點擊next,進入如圖17所示界而，核實無誤后，點選finisho最后點選bridge選項，進入如圖18界而，進行橋路設(shè)置。excitation （激 勵電壓）選擇5v。bridge configuration （橋型）選擇l/2bridgeo最后點擊auto balanceo待balance status顯示ok后通道設(shè)置完成。點擊右下角的exit退出通 道設(shè)置界面。calfbralfon wizard. step 1: c

13、hoose colibratton iyp«enter information from a dssta :;heetmeasure a known input_一 single point cahbration j two point colitornhon圖15一冷da8o?oocm>304m.>1ohacmo-roucmcaoho»1l圖14圖17圖16】bddge nameexciabon voltageexcitation onbridge configurationaulo balancebalance statusshunt calchich110

14、0 vfull bridgeook0.070%offch2ch2100 vfull bridgeook -0.543%offch3ch3100 vbfull bridgeook0.065%offch4ch410 ovfull bnd 婁ook -0.015%off圖18（6）顯示界面設(shè)置：點擊主界面右側(cè)display按鈕，進入如圖19所示界面。選 擇每頁你要顯示的通道數(shù)據(jù)數(shù)，然后點擊0k退出。（7）數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析：點擊下方rec按鈕，如圖20所示。此吋我們會看 到一條水平線，然后給試件一個激勵，水平線出現(xiàn)振動信號。點擊stop按鈕， 停止采集；點擊主界而的search按鈕，進入如圖21所示界而，對釆集到的數(shù)據(jù) 圖像進行簡單的分析；點擊min/max按鈕，可以看到如圖界面22所示應(yīng)變參數(shù); 點擊search,得到數(shù)據(jù)的最大值和最小值及其所在吋刻，檢查分析各通道的信號及相關(guān)參數(shù);synorny dipl<iy setupchannelt / pagostackedautotci* tr«c<ti !thu dialog change ? al丄 display page & to the &am