噶米測試技術模擬題含答案

1、8 力和扭矩的測量8-1 單選題1、關于輪輻式彈性元件，下列敘述中有誤的是( ) 。(A) 輪輻式彈性元件對加載方式不敏感，抗偏載性能好；(B) 輪輻式彈性元件測向穩(wěn)定，是剪切受力的彈性元件；(C) 在各輪輻上下表面分別安裝應變計；(D) 應變計分別安裝在輪輻的側面。2、在工程結構上粘貼應變計時，( )的做法是不適當?shù)摹?A) 貼片前用細砂紙交叉打磨試件，用 4H 鉛筆劃線，用丙酮檫凈表面；(B) 粘貼后用兆歐表測量絕緣電阻；(C) 接線后采用硅膠作應變計的保護；(D) 在環(huán)境溫度下使用酚醛樹脂粘接劑粘貼應變計。3、 在復雜受力情況下的單向應力測量中， 如果試件材料的泊松比為 0.3， 利用電

2、橋的加減特性或橋臂電阻的串、并聯(lián)最大可以使拉壓力測量的讀數(shù)增加到實際應變的( )倍。(A) 2 ； (B) 1.3 ； (C) 1.6； (D) 48-2 填空題1、 在平面應力狀態(tài)下測量主應力， 當主應力方向完全未知時， 使用 ()應變化。2、測量轉(zhuǎn)軸扭矩時，應變計應安裝在與軸中心線成()的方向上。3、在轉(zhuǎn)軸扭矩測量中，( )集電裝置結構簡單，使用方便，但是許用的線速度較低。8-3 簡答題1、以單臂工作為例，說明在進行電阻應變測量時，消除溫度影響的原理和條件？把工作應變片和補償片接在相鄰橋臂，利用電橋的加減特性消除溫度的影響。條件是被測件與粘貼完補償片溫度的補償板的材料相同； 工作應變片和補

3、償片的規(guī)格型號相同；工作應變片和補償片處于相同溫度場中。2、轉(zhuǎn)軸扭矩的測量方法有哪幾種？試述采用應變原理測量轉(zhuǎn)軸扭矩的原理及方法。扭矩測量方法如下：測量轉(zhuǎn)軸的應變，例如應變式扭矩測量；測量轉(zhuǎn)軸兩橫截面的相對扭轉(zhuǎn)角，例如用磁電感應式、光電感應式傳感器測 量扭矩；測量軸材料導磁率的變化，例如采用壓磁式傳感器測量扭矩。應變式扭矩測量方法如下：沿與軸線±45方向粘貼應變片，應變計的布置及組橋方式應考慮靈敏度、溫度補償及抵消拉、壓及彎曲等非測量因素干擾的要求，如圖 8-1所示 若沿與軸線±45方向軸的應變值為1,則扭矩為WnT = Wn式中 E材料的彈性模量;N 材料的泊松比；W材料

4、的抗扭模量。測量前應做扭矩標定。若應變儀輸出應變?yōu)?e儀，則鳥=名儀/4對于實心圓軸二 D33Wn0.2D316圖中電橋輸出可經(jīng)拉線式或電刷式集電裝置連接到電阻應變儀。圖8-11簡述常溫固化的箔式應變計安裝步驟，說出使用的工具和材料。(1)檢查和分選應變計。用放大鏡做應變計的外觀檢查，用歐姆表和電橋測 量和分選應變計。(2)試件的表面處理。用砂紙打磨試件表面，用鉛筆畫線，用無水酒精或內(nèi) 酮等試劑清潔表面。(3)貼片。用502膠或環(huán)氧樹脂型粘結劑，用小銀子撥正，上復玻璃紙等不 被粘結的薄膜后，擠壓出多余的膠水和氣泡?；竟袒?，去掉薄膜。(4)檢查。用放大鏡做粘貼質(zhì)量的外觀檢查，用兆歐表檢查敏感

5、柵與試件的絕緣電阻。(5)接線。用絕緣套管保護引線，通過接線端子連接導線。焊接器材有電烙 鐵、焊錫、松香等。(6)檢查。用歐姆表檢查電橋各橋臂的阻值。(7)防護。用硅橡膠等防護劑防護，用膠帶和布帶包扎，并在導線上做標記。8-4應用題1、一等強度梁上、下表面貼有若干參數(shù)相同的應變片，如題圖 8.1所示。 梁材料的泊松比為小，在力P的作用下，梁的軸向應變?yōu)閑 ,用靜態(tài)應變儀測 量時，如何組橋方能實現(xiàn)下列讀數(shù)？a) 5 b) (1+八 c) 4 5 d) 2(1+八 e) 0； f) 2 £本題有多種組橋方式，例如圖8-3所示題圖8.3試分2、如圖8.4所示，在一受拉彎綜合作用的構件上貼有

6、四個電阻應變片析各應變片感受的應變，將其值填寫在應變表中。并分析如何組橋才能進行下述 測試：（1）只測彎矩，消除拉應力的影響；（2）只測拉力，消除彎矩的影響。電 橋輸出各為多少？凡fijAfI" i 、ZL丁處m'nnc：rnrHiL -14 F題圖8.4解（1）組橋如圖8.5a。題圖8.5設構件上表面因彎矩產(chǎn)生的應變?yōu)閑 ,材料的泊松比為以，供橋電壓為U0, 應變片的靈敏度系數(shù)為Ko各應變片感受的彎應變?nèi)绫?.1-1。表 8.1-1R1R2R3R4-pg£-£" £可得輸出電壓1,1,Uy =一U0K ； -（- ；）+， _（一,：

7、二u0K2（1 ；）44其輸出應變值為2（1 .；）（2）組橋如圖8.5b。設構件上表面因拉力產(chǎn)生的應變?yōu)?#163; ,其余變量同（1）的設定。各應變片感受的應變?nèi)绫?8.1-2。表 8.1-2R1R2R3R4-pg££-pg可得輸出電壓11UyUoK ； -（-' -） （ -（- = UoK2（1 ；）44輸出應變值為2（1 L）3、用YD 15型動態(tài)應變儀測量鋼柱的動應力，測量系統(tǒng)如題圖10.6所示， 若R1=R2=120Q,圓柱軸向應變?yōu)?20小£ ,=0.3,應變儀外接負載為 Rfz=16Q ,試選擇應變儀衰減檔，并計算其輸出電流大小。（YD-

8、15型動態(tài)應變儀的參數(shù)參見表8.3-1和8.3-2。）表8.3-1 YD-15應變儀衰減檔位衰減檔位置131030100衰減檔總電阻（Q）600600600600600衰減檔用電阻（Q）60020060206信號衰減比（）10033103.31里程（£ ）± 100±300±1000±3000±10000表8.3-2 YD-15應變儀輸出及靈敏度匹配電阻（Q）12,21620501000輸出靈敏度（mA/祖e ）0.250.0930.0250.0110 (mV/ 仙 £ )湎里程軸出（mA）±25±9.3

9、±2.5±1±1 (V)解電橋輸出應變級=(1 + N)-(1 +0.3)x220= 286 由題表8.3-1選衰減檔3。由題表8.3-2可知16Q負載時的靈敏度為0.093mA/仙£ ,于是，輸出電流的幅值I=%乂0.093/3 = 286M 0.093/3 = 8.87(mA)4、用三軸45°應變花測得受力構件一點的應變值為：0= W67卜棄藥七70卜棄加=79世戶已知材料的彈性模量E= 1.96X 102(12)0-(412-0.3 600) 10=50.0MPa1-1 - 0.35=2(2 -；)=0-(-600 0.3 412) 10

10、屆=-102.6MPa1-1 - 0.3它們與零度應變計的夾角分別為:：Jarctan2；45一 902；0 一 ；90Mpa,產(chǎn)0.3,試計算主應力大小和方向。解:；1,21 2 二=；0 . ；90 J ；。一2 2=-267 79 二 ,-22267 570 J +A570 -79412 公-600 8arctan2- 2 570 267 - 79-267 - 79arctan*2-346 一 _ 0125.003505、用三角形應變花測得受力構件某點的應變值為：©=400仙戶£0=250小退d20= W00p戶已知材料的彈性模量 E= 1.9613X 105Mpa,

11、仙=0.3,試計算主應力 大小和方向。1,2222%2 = 3 (即 + %0 + %20 )± -3- M名0 660 ) + (860 名120 ) +(8120 60 )1_ _ .2_ _ 2_ _2 _ 2= - 400 -250 -300、" 一'.；：400 250- 250 300 +-300 -40033400;-500；5二 1 二EM ；1；2) J96 10 (400 0.3 500) 10-6 =53.8MPa1- Ra /60 - 2 200,000/601 - 0.325E1.96 105_6二2 二2(；2 L1)-2 (-500 0

12、.3 400) 10-6 = 81.9MPa1-1-0.3它們與零度應變計的夾角分別為:a 1,J3(%0-鳥2。)1,由(-250+300)1, 86.61.8°口 二 arctan- = arctan- 二 一 arctan= n22 %一飛。一配022x400 + 250 + 300 2135091.806、應變電橋如圖8-7所示，其中R, R2為應變計(R=120Q, K=2);若分別并聯(lián)Ra=200kQ, Rb=60kQ, Rc=20kQ,各相當于多少應變值輸出？T-RR2R Ra= 300 10"= 300；- ：R _ R _120kR - k(R Ra) -

13、 2(120 Ra)11=998 10" =998；2 60,000/60二 2980 102 20,000/60= 2980；6圖8-77、在一特性常數(shù) A=5p/N的等強度梁上，安裝應變計如圖 8-8,若懸臂端 加載P=20N,泊松比尸0.25,根據(jù)圖8-9中貼片和組橋方式，填寫靜態(tài)應變測量 時的儀器讀數(shù)（仙）& R9, R10為溫度補償片。中表示如何布片和組橋，要求電橋的靈敏度最高并消除附加彎曲和拉、壓載荷的 影響。已知小軸直徑 D=25mm,彈性模量E=2X105MPa,泊松比 k0.25;應變 儀靈敏度K=10mV/p,e滿量程輸出為± 1V,衰減檔位置如

14、表8-1所示；由A/D 和PC構成虛擬儀器，設定其滿量程輸出為土 1000e （抗彎截面模量為0.1D3, 抗扭截面模量為0.2D3。應變儀的特性參數(shù)如表8-1, 8-2。）當小軸加載扭矩為T=50Nm時，請選擇應變放大器增益檔，如果把顯示值 標定為輸入扭矩，標定系數(shù)應為多少？圖 8-10解：布片和組橋方式參見圖圖 8-118-1。軸的扭轉(zhuǎn)公式為:_ 3T =0.2DE；45于是，可以求得T(1 )30.2D3E50(1 - 0.25)0.2 (25 10工)3 2 105 106106=100 10- = 100；=4 35=4X100=400 p £I=K =10X400=400

15、0 mV衰減檔位置10,輸出電壓為U0=4000/10=400 mV 顯示應變0= U0 M000 卜 /1000 mV =400 a &9、用應變計測量一模擬小軸的扭矩，測量系統(tǒng)框圖如圖8-12,電橋電源電壓為15V,應變計靈敏度系數(shù)為2.0。試在圖8-11中表示如何布片和組橋，要求 電橋的靈敏度最高并消除附加彎曲和拉、壓載荷的影響。已知小軸直徑D=30mm, 彈性模量E=2X105MPa,泊松比 產(chǎn)0.28;應變放大器有1, 10, 100, 1000等4 個增益檔，其電壓放大倍數(shù)分別為 1, 10, 100, 1000,滿量程/&出為± 5V;由 A/D和PC構

16、成虛擬儀器，A/D輸入范圍為土 5V,虛擬儀器對應的顯示值是土 5000mVo當小軸加載扭矩為T=50Nm時，請選擇應變放大器增益檔，如果把顯示值 標定為輸入扭矩，標定系數(shù)應為多少？圖 8-12_3T =0.2DE；451 ；45T(1 -'-)0.2D3E-28)父 106 = 59 26國0.2 (30 10。3 2 105 106UBD =U0K；45 =15 103 2 59.26 10" = 1.778 mV選增益1000,輸出電壓為Uo =1.778 1000 =1778 mV標定系數(shù)K=50/1778=0.02812 N-m / mV10、設計一圓筒形拉（壓）力

17、傳感器，如何布片組橋才能消除加載偏心的影響，并由最大可能的靈敏度？最大負荷 P=9.8kN時，電橋輸出的應變值為1150小戶 若材料的彈性模量E=1.96M05MPa,泊松比 廠0.25,且設定此傳感器彈性元件的 內(nèi)徑為20mm,試確定傳感器彈性元件的外徑。解：布片和組橋方式見圖8-13所示。試件的實際應變值=e/'2(1+ 祝=1150/2(1+0.25)=460e圖 8-13負荷等式為：0.785(D2 - d2)E =98000.785(D2 - 202) X06X1.96 105M06X460X10-6=9800于是，有D=23.2mm11、減速器速比為i=3.5,輸入軸直徑d

18、=50mm,輸出軸直徑D=80mm,利用 應變計按扭矩測量方法測得輸入軸應變讀數(shù)©=700仙f輸出軸應變讀數(shù) d=540 1 ,£兩軸材料相同，布片接橋相同，求減速器的機械效率。解：因為_ 3T = 0.2DE ；451 , J所以，機械效率于(w2T2)/( 1T1) =( DD3)/(i Wd3) =(540 803)/( 3.5 700 >503)=0.912、見圖8-14所示，力P作用在一個懸臂梁上(該梁的各種參數(shù)均為已知), 試問如何布片、接橋和計算才能測得 P?解:圖 8-14把P分解成Px和Py,并在梁上布片，如圖8-15(a)所示。測量Py的組橋方式 如圖8-15(b)所示，測量Px的組橋方式如圖8-15(c)所示。P力的大?。篲 2 _ 2 1/2P = (PX2+Py2)1/23)圖 8-15P 與 Px之間的夾角：0=arctan(Py/Px)13矩形橫截面的發(fā)動機連桿承受拉力 N (示意圖如圖8.16所示)。為了測 量拉力，如何布片組橋才能消除加載偏心和溫度變化的影響， 并有最大可能的靈 敏度？已知最大負荷 Nmax=1