復(fù)習(xí)題實(shí)驗(yàn)力學(xué)3新(答案課件)(共19頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上復(fù)習(xí)題1某應(yīng)變片橫向效應(yīng)系數(shù)為H=3%，靈敏系數(shù)在的梁上標(biāo)定?，F(xiàn)將其用于鋁（=0.36）試件的應(yīng)變測(cè)量，設(shè)有三個(gè)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)變片的安裝方位和測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)變狀態(tài)分別使：（1）；（2）；（3）。試計(jì)算每種情況下由于橫向效應(yīng)造成的應(yīng)變讀數(shù)的相對(duì)誤差。解：e=H，。（1） 當(dāng)時(shí)，e=3%×0.30(1)=0.039=3.9%。（2） 當(dāng)時(shí)，e=3%×(10.30)=2.1%。（3） 當(dāng)時(shí)，e=3%×0.360.30=0.18%。2簡(jiǎn)述橫向靈敏度、絕緣電阻和零點(diǎn)漂移的概念。（1）軸向靈敏系數(shù)與橫向靈敏系數(shù)之比叫做橫向靈敏度，記為H，是衡量橫向效應(yīng)大小的一

2、個(gè)參數(shù)，橫向靈敏度越大，橫向效應(yīng)就越大。（2）貼在構(gòu)件上的應(yīng)變片的引出線與構(gòu)件之間的電阻叫絕緣電阻，記為Rm。它是檢查應(yīng)變片粘貼質(zhì)量以及粘結(jié)劑是否完全干燥或固化的重要標(biāo)志。（3）在溫度保持恒定、試件沒有機(jī)械應(yīng)變的情況下，貼在試件上的應(yīng)變片的指示應(yīng)變隨時(shí)間變化的現(xiàn)象叫零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱零漂，記為P。3一應(yīng)變片粘貼于軸向拉伸試件表面，應(yīng)變片的軸線與試件軸線平行。試件材料為碳鋼，彈性模量為E=210GPa，應(yīng)變片的阻值為R=120，靈敏系數(shù)為K=2.00。若加載到應(yīng)力=300Mpa時(shí)，應(yīng)變片的阻值變化是多少？解：由得：=2.00×（300÷）×120=0.34（歐姆）。4對(duì)

3、構(gòu)件表面某點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量，為修正由于橫向效應(yīng)引起的誤差，用了一個(gè)90°應(yīng)變花，橫向效應(yīng)系數(shù)為H=3%，靈敏系數(shù)在的梁上標(biāo)定。且兩個(gè)方向上的應(yīng)變片對(duì)應(yīng)的應(yīng)變儀讀數(shù)分別為，則這兩個(gè)方向上的真實(shí)應(yīng)變分別為（131.43）和（251.69）。解：根據(jù)公式 5簡(jiǎn)述應(yīng)變片的粘貼和防護(hù)的步驟。一、貼片器材的準(zhǔn)備。二、應(yīng)變片的準(zhǔn)備。包括（1）外觀檢查，（2）阻值分選，（3）標(biāo)中心線。三、構(gòu)件貼片表面的處理。包括（1）打磨，（2）劃線定位。四、貼片。包括（1）擦洗貼片表面，（2）選好方便的姿勢(shì)，（3）涂膠和放片，（4）按壓。五、干燥固化。六、粘貼質(zhì)量檢察。包括（1）檢查粘貼位置、粘結(jié)層，（2）測(cè)阻值，

4、（3）測(cè)絕緣電阻。七、導(dǎo)線的焊接與固定。八、應(yīng)變片的防護(hù)。6設(shè)全等臂電壓橋橋壓為U，四個(gè)橋臂電阻的靈敏系數(shù)為K，應(yīng)變分別為1、2、3和4。則橋路的輸出為（），應(yīng)變儀的讀數(shù)為（d=123+4）。7分別畫出用工作片補(bǔ)償法和補(bǔ)償片補(bǔ)償法測(cè)軸向拉伸應(yīng)變時(shí)的橋路接法，并寫出應(yīng)變儀讀數(shù)與被測(cè)應(yīng)變之間的關(guān)系。8動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的標(biāo)定方法有幾種？簡(jiǎn)述其方法和原理。答：主要有兩種：（1）橋臂并聯(lián)電阻法在測(cè)量電橋的接工作片R的橋臂上并聯(lián)一個(gè)精密的大電阻RC，則該橋臂電阻的相對(duì)變化為 設(shè)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為K，則對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變?yōu)椋▔簯?yīng)變） 此時(shí)記錄器記錄值yC與B的比值B/yC就等于單位記錄值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變。即波形圖的比例尺。

5、標(biāo)定要在測(cè)量前或測(cè)量后被測(cè)構(gòu)件不受力的情況下進(jìn)行。（2）標(biāo)定電橋法設(shè)計(jì)一個(gè)提供標(biāo)定信號(hào)的電橋，叫標(biāo)定電橋。在測(cè)量前或測(cè)量后，通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)將標(biāo)定電橋接入放大器，然后改變標(biāo)定電橋的橋臂電阻，產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變，此時(shí)記錄儀上顯示的記錄值就與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變相對(duì)應(yīng)。9用橋臂并聯(lián)電阻法對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，設(shè)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為K=2，應(yīng)變片的阻值為R=120，并聯(lián)一個(gè)大電阻后，記錄器的記錄值為10格，此動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀記錄的波形圖的比例尺是多少？解：10簡(jiǎn)述靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量的步驟。一、明確測(cè)量目的，選擇測(cè)點(diǎn)位置和確定布片方案（總體設(shè)計(jì)）二、確定測(cè)量片的布片方位、片子種類和接橋方法三、選擇應(yīng)變片和測(cè)量?jī)x器，進(jìn)行必

6、要的性能測(cè)試（實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備工作）四、貼片、布片、防護(hù)和線路檢查（現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作）五、應(yīng)變儀的調(diào)試和加載測(cè)量（實(shí)測(cè)）。11圖1是粘貼于拉伸試件上的四枚相同的應(yīng)變片，（a）、（b）、（c）、（d）是四種可能的接橋方法（R為固定電阻），試求（b）、（c）、（d）三種接法的電橋輸出電壓相對(duì)于接法（a）電橋輸出電壓的比值（不計(jì)溫度效應(yīng)）。 圖1解：（a）的輸出電壓為：，（b）的輸出電壓為：，（c）的輸出電壓為：，（d）的輸出電壓為： 12圖2所示的懸臂梁已粘好四枚相同的應(yīng)變片，在力P的作用下，應(yīng)怎樣接成橋路才能分別測(cè)出彎曲應(yīng)變和壓應(yīng)變（不計(jì)溫度效應(yīng)。橋臂可接入固定電阻）？ 圖2（1）測(cè)彎： 或 （a） （b

7、）1=2 =M +P；3=4=M +P；（a），2M =d， 。（b），4M =d，M =。（2）測(cè)壓： （a） （b）其中兩個(gè)R為補(bǔ)償片。（a），2P =d，P =。（b） 又，。13圖3所示為軸向拉伸桿件，試分別用補(bǔ)償片補(bǔ)償法和工作片補(bǔ)償法測(cè)軸向應(yīng)變，要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。 圖3 補(bǔ)償片補(bǔ)償法：，所以有：。工作片補(bǔ)償法： 所以有：。14圖4所示為純彎曲試件，試分別用補(bǔ)償片補(bǔ)償法和工作片補(bǔ)償法測(cè)軸向應(yīng)變，要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。圖4補(bǔ)償片補(bǔ)償法 工作片補(bǔ)償法1 工作片補(bǔ)償

8、法2補(bǔ)償片補(bǔ)償法：，所以有：。工作片補(bǔ)償法1： 。所以有：。工作片補(bǔ)償法2： 。所以有：。15圖5所示為純扭轉(zhuǎn)試件，試用工作片補(bǔ)償法測(cè)主應(yīng)變，并要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。 圖5工作片補(bǔ)償法：在圓軸表面任意一點(diǎn)處貼一個(gè)90°應(yīng)變花，兩個(gè)敏感柵分別沿與軸線成±45°方向（即兩個(gè)主應(yīng)變方向），采用半橋接法。 。所以有：。16圖6所示為拉彎組合試件，試用分別測(cè)出由拉伸和彎曲引起的應(yīng)變，要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。 圖6（1）測(cè)彎： 1=M +P；2=M +P；

9、，2M =d，M =。（2）測(cè)壓： （a） （b） 其中兩個(gè)R為補(bǔ)償片。（a），2P =d，P =。（b） 又，。17圖7所示為拉扭組合試件，試用工作片補(bǔ)償法分別測(cè)出由拉伸和扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)變。要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。（a）（b） 圖7（1）測(cè)扭：在圓軸表面任意一點(diǎn)處貼一個(gè)90°應(yīng)變花，兩個(gè)敏感柵分別沿與軸線成±45°方向，采用半橋接法。1=M +P；2=M +P；，2M =d，M =。（2）測(cè)拉：按圖（b）貼兩個(gè)軸向片和兩個(gè)橫向片，采用半橋接法。（R1和R2串接可以抵消彎曲的影響，因?yàn)榭赡軙?huì)偏心加載。而R3

10、和R4是補(bǔ)償片） 又，而，所以，。所以，。18圖8所示為彎扭組合試件，試用工作片補(bǔ)償法分別測(cè)出由彎曲和扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)變。要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。 圖8這是一個(gè)發(fā)生彎扭組合變形的圓軸，我們?cè)谶@個(gè)圓軸表面的前后各取一點(diǎn)F和E，這兩點(diǎn)都在由桿軸線和P力所決定的水平面內(nèi)。在E點(diǎn)沿與軸線成±45°方向上各貼一個(gè)應(yīng)變片和，在F點(diǎn)沿與軸線成±45°方向上各貼一個(gè)應(yīng)變片，我們分別在E、F兩點(diǎn)取出兩個(gè)單元體，都是從前往后看?？梢园阉鼈兎纸鉃橹挥信まD(zhuǎn)和只有彎曲時(shí)的兩個(gè)單元體的迭加。此時(shí)感受的應(yīng)變?yōu)椋焊惺艿膽?yīng)變?yōu)椋焊惺?/p>

11、的應(yīng)變?yōu)椋焊惺艿膽?yīng)變?yōu)椋合麖澊媾げ捎萌珮蚪臃?，將上面的四個(gè)式子代入這個(gè)式子，得根據(jù)（71）式有 。消扭存彎將R2和R4在橋路中的位置對(duì)調(diào)，此時(shí)橋路輸出公式中的2和4的位置也應(yīng)對(duì)調(diào)，于是此時(shí)的輸出為所以有 應(yīng)力分析由前面講過(guò)的圓軸扭轉(zhuǎn)可知，此時(shí)由扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力為在純彎單元體中，取，代入二向應(yīng)力分析公式可得： 由廣義虎克定律可得：因此 19用阻值為R=120的應(yīng)變片測(cè)應(yīng)變，導(dǎo)線電阻為RL=0.5，應(yīng)變儀的讀數(shù)為d=100，則該點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變是多少？【解】。20圖9是一個(gè)偏心受壓立柱，要分別測(cè)出由壓縮和彎曲引起的應(yīng)變，要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系

12、。 圖9（1）測(cè)彎： 1=M +P；2=M +P；，2M =d， 。（2）測(cè)壓： （a） （b）其中兩個(gè)R為補(bǔ)償片。（a），2P =d，P =。（b） 又，。21圖10所示為一個(gè)水泥廠的大型立窯，現(xiàn)需要對(duì)立窯的主軸承受的扭矩進(jìn)行測(cè)量，要求畫出應(yīng)變片的粘貼方位及電橋連接方法，并導(dǎo)出要測(cè)的應(yīng)變與應(yīng)變儀讀數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。圖10【解1】按圖1所示方法貼片。按圖2所示方法接橋。 圖1 圖2設(shè)第i個(gè)應(yīng)變片感受的應(yīng)變?yōu)閕（i=1，2，3，4），由P產(chǎn)生的壓應(yīng)變iPY、Pr產(chǎn)生的彎曲應(yīng)變、Pt產(chǎn)生的彎曲應(yīng)變itW和扭轉(zhuǎn)應(yīng)變itN、Pd產(chǎn)生的壓應(yīng)變和彎曲應(yīng)變組成，即 （i=1，2，3，4） （1）其中， （2

13、）Pr作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R2和R4感受的應(yīng)變符號(hào)相反，而R1和R3在中性層上，感受的應(yīng)變?yōu)?，即 （3）Pt作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R1和R3感受的應(yīng)變符號(hào)相反，而R2和R4在中性面上，感受的應(yīng)變?yōu)?，即 （4） （5） （6）Pd作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R2和R4感受的應(yīng)變符號(hào)相反，而R1和R3在中性面上，感受的應(yīng)變?yōu)?，即 （7）按圖2的接法，應(yīng)變儀的讀數(shù)為： （8）將（1）（7）代入（8），經(jīng)整理得： 【解2】按圖1所示方法貼片。按圖2所示方法接橋。 圖1 圖2設(shè)第i個(gè)應(yīng)變片的電阻變化為Ri（i=1，2，3，4），由P產(chǎn)生的壓應(yīng)變引起的電阻變化RiPY、Pr產(chǎn)生的彎曲應(yīng)變引起的電阻變化RiPW、Pt產(chǎn)生的

14、彎曲應(yīng)變itW引起的電阻變化RitW和扭轉(zhuǎn)應(yīng)變itN引起的電阻變化RitN、Pd產(chǎn)生的壓應(yīng)變引起的電阻變化和彎曲應(yīng)變引起的電阻變化組成，即 （i=1，2，3，4） （1）其中， （2）Pr作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R2和R4感受的應(yīng)變符號(hào)相反，其電阻變化量的符號(hào)也相反；而R1和R3在中性面上，感受的應(yīng)變?yōu)?，因此其電阻變化也為0，即 （3）Pt作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R1和R3感受的應(yīng)變符號(hào)相反，其電阻變化量的符號(hào)也相反；而R2和R4在中性面上，感受的應(yīng)變?yōu)?，因此其電阻變化也為0，即 （4） （5） （6）Pd作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，R2和R4感受的應(yīng)變符號(hào)相反其電阻變化量的符號(hào)也相反；而R1和R3在中性面上，感受的

15、應(yīng)變?yōu)?，因此其電阻變化也為0，即 （7）按圖2的接法，橋路輸出電壓為： （8）將（1）（7）和及代入（8），經(jīng)整理得： 22簡(jiǎn)述動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的步驟。一、明確測(cè)量目的，選擇測(cè)點(diǎn)位置和確定布片方案（與靜測(cè)相同）。二、選擇應(yīng)變片和測(cè)量?jī)x器，進(jìn)行必要的性能測(cè)試。三、貼片、布線、防護(hù)和線路檢查。四、應(yīng)變儀的調(diào)試和加載測(cè)量。五、波形的分析和計(jì)算。23在動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量記錄的波形圖中，T1時(shí)刻的幅高為h1=485mm，標(biāo)定時(shí)200對(duì)應(yīng)的標(biāo)高為H1=10mm，則T1時(shí)刻的應(yīng)變是多少？解：200÷10×485=9700（）。24集流器有幾種？答：有四種：25畫出正交平面偏振光場(chǎng)的光路圖。26分別畫出雙正交圓偏振光場(chǎng)（暗場(chǎng)