應(yīng)力和力的測試

1、第第6 6章章 應(yīng)變、應(yīng)力和力的測試應(yīng)變、應(yīng)力和力的測試 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試 習(xí)題習(xí)題第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試一、測試原理一、測試原理 測試用傳感器：測試用傳感器：應(yīng)變片應(yīng)變片 測量用電路：測量用電路：電橋電路電橋電路 )(41)(41,4321044332211043214321 gyySUURRRRRRRRUURRRRRRRR對應(yīng)的應(yīng)變計算則為：對應(yīng)的應(yīng)變計算則為：則電橋輸出電壓為：則電橋輸出電壓為：，的阻值變化分別為的阻值變化分別為若若第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)

2、力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試一、測試原理一、測試原理 應(yīng)變片布置和電橋連接的原則應(yīng)變片布置和電橋連接的原則 應(yīng)變片布置的原則：應(yīng)變片布置的原則： 應(yīng)變片應(yīng)粘貼在被測對象應(yīng)變最大的位置處，并盡量排除非應(yīng)變片應(yīng)粘貼在被測對象應(yīng)變最大的位置處，并盡量排除非測力的影響。測力的影響。 電橋連接的原則：電橋連接的原則： 電橋連接應(yīng)選取輸出最大的接橋方法，并盡量排除非測力的電橋連接應(yīng)選取輸出最大的接橋方法，并盡量排除非測力的影響。影響。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用

3、下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 電橋連接：電橋連接：拉力作用下只有正的應(yīng)變，最多接成對臂半橋。拉力作用下只有正的應(yīng)變，最多接成對臂半橋。 應(yīng)變片布置有兩種方法：應(yīng)變片布置有兩種方法： 方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上；方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上； 方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上。方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上方法一：應(yīng)變片布

4、置在彎矩作用下的中性層上gyFFgBAgyFBFBBFAFAASUUSUSUURR 000221)(41:,: 拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上gyFFgBAgyMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURR 000221)(41:,: 拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：拉

5、力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 2、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響）、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響） 電橋連接：電橋連接：彎矩作用下既有正的應(yīng)變，又有負(fù)的應(yīng)變，故可彎矩作用下既有正的應(yīng)變，又有負(fù)的應(yīng)變，故可 接成全橋電路。接成全橋電路。 應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置在上下表面上，各兩個。應(yīng)變片布置在上下表面上，各兩個。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測

6、試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 2、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響）、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響） gyMMgDCBAgyMFDMDFDDMFCMCFCCMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURRRR 000)(41:,:,: 彎矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：彎矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試 電橋連接：電橋連接：扭矩扭矩作用下試件的表面會作用下試件的表面會產(chǎn)生大小相

7、等、方向產(chǎn)生大小相等、方向正交的應(yīng)變，故可接正交的應(yīng)變，故可接成全橋電路。成全橋電路。 應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置：根根據(jù)主應(yīng)力方向，沿與據(jù)主應(yīng)力方向，沿與軸線成軸線成45或或135的方向各粘貼兩個應(yīng)的方向各粘貼兩個應(yīng)變片。變片。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試gyTTgDCBAgyTDTDDTCTCCTBTBBTATAASUUSUSUURRRR 000)(41:,:,: 扭矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：扭矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變

8、片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試可分為兩種情況：一種是主應(yīng)平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試可分為兩種情況：一種是主應(yīng)力方向已知，另一種是主應(yīng)力方向未知。力方向已知，另一種是主應(yīng)力方向未知。 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知 例如一個內(nèi)例如一個內(nèi)部承受壓力作用部承受壓力作用的容器，其表面的容器，其表面就處

9、于平面應(yīng)力就處于平面應(yīng)力狀態(tài)，且主應(yīng)力狀態(tài)，且主應(yīng)力方向是已知的。方向是已知的。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知ggSUUSUUR 022011同理可得同理可得接入電橋電路，可得接入電橋電路，可得，方向貼應(yīng)變片方向貼應(yīng)變片沿沿 第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知泊泊松松比比。彈彈性性模模量量，式式中中，行行計計算算。而而必必須須用用下下面面的的

10、公公式式進(jìn)進(jìn)，直直接接得得出出注注意意：此此時時，不不能能由由 EEE )(1)(1,122221212121第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 2、主應(yīng)力方向未知、主應(yīng)力方向未知第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試一、空間力系概述一、空間力系概述 對一個空間力系都可以化為三個互相垂直的分力和三個互相對一個空間力系都可以化為三個互相垂直的分力和三個互相垂直的分力矩，因此，要測試空間的力系，就必須測出它所包括垂直的分力矩，因此，要測試空間的力系，就必須測出它所包括的三個分力和三個分力

11、矩。的三個分力和三個分力矩。二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 空間力系測量裝置種類較多，目前常用的主要有兩種：空間力系測量裝置種類較多，目前常用的主要有兩種： 1、彈性元件加應(yīng)變片組成、彈性元件加應(yīng)變片組成 2、壓電元件組成、壓電元件組成 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （1）彈性柱）彈性柱+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變

12、片圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)

13、變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （3）測力架）測力架 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 2、壓電元件、壓電元件壓電式力傳感器壓電式力傳感器第第6 6章章 習(xí)習(xí) 題題一、填空題一、填空題 1 1、平面應(yīng)力方向未知時，采取、平面應(yīng)力方向未知時

14、，采取 的方法測量。的方法測量。 2 2、空間力系測量裝置主要有、空間力系測量裝置主要有 和和 兩大類。兩大類。二、分析計算題二、分析計算題 1 1、已知一均勻桿件上同時作用著拉力、已知一均勻桿件上同時作用著拉力F F和彎矩和彎矩M M。 請問在排除彎矩請問在排除彎矩M M影響的情況下要測出拉力影響的情況下要測出拉力F F的應(yīng)變時，應(yīng)的應(yīng)變時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 請問在排除拉力請問在排除拉力F F影響的情況下要測出彎矩影響的情況下要測出彎矩M M的應(yīng)變時，應(yīng)的應(yīng)變時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 在上述測量中，若供橋電源是在上述測量

15、中，若供橋電源是3V3V，采用的應(yīng)變片的靈敏度，采用的應(yīng)變片的靈敏度是是2 2。當(dāng)電橋輸出電壓是。當(dāng)電橋輸出電壓是0.12mV0.12mV時，其對應(yīng)的應(yīng)變各是多少？時，其對應(yīng)的應(yīng)變各是多少？ 2 2、已知一個內(nèi)部承壓的薄壁圓筒形容器。請問如何來測試、已知一個內(nèi)部承壓的薄壁圓筒形容器。請問如何來測試其表面任一點處的主應(yīng)力大??？其表面任一點處的主應(yīng)力大小？ 第第6 6章章 習(xí)習(xí) 題題三、簡答題三、簡答題 1 1、測量應(yīng)變時應(yīng)遵循的原則是什么？、測量應(yīng)變時應(yīng)遵循的原則是什么？ 2 2、用彈性柱加應(yīng)變片測量空間任一力的大小和方向時，應(yīng)、用彈性柱加應(yīng)變片測量空間任一力的大小和方向時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連

16、接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 3 3、用園環(huán)加應(yīng)變片和八角環(huán)加應(yīng)變片測量平面任一力的大、用園環(huán)加應(yīng)變片和八角環(huán)加應(yīng)變片測量平面任一力的大小和方向時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？小和方向時，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第1 1章章 信號及其描述信號及其描述 1 1、信號的定義、數(shù)學(xué)模型及其分類。、信號的定義、數(shù)學(xué)模型及其分類。 2 2、信號的時域描述和頻域描述。、信號的時域描述和頻域描述。 3 3、周期信號的頻域描述：、周期信號的頻域描述： （1 1）傅立葉級數(shù)的三角函數(shù)和復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式。）傅立葉級數(shù)的三角函數(shù)和復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式。 （2 2）周期信號

17、的頻譜特征。）周期信號的頻譜特征。 4 4、非周期信號的頻域描述：、非周期信號的頻域描述： （1 1）非周期信號的分類。）非周期信號的分類。 （2 2）傅立葉變換及其性質(zhì)。）傅立葉變換及其性質(zhì)。 （3 3）典型信號的頻譜。）典型信號的頻譜。測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第2 2章章 測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 1 1、測試裝置的線性模型及其性質(zhì)。、測試裝置的線性模型及其性質(zhì)。 2 2、測試裝置的靜態(tài)特性及其描述指標(biāo)。、測試裝置的靜態(tài)特性及其描述指標(biāo)。 3 3、測試裝置的動態(tài)特性：、測試裝置的動態(tài)特性： （1 1）頻率響應(yīng)函數(shù)的定義。）頻率響應(yīng)函數(shù)的定義。 （2 2）頻率響應(yīng)函數(shù)

18、的表示方法。）頻率響應(yīng)函數(shù)的表示方法。 （3 3）頻率響應(yīng)函數(shù)的求法：）頻率響應(yīng)函數(shù)的求法： a a、理論計算法、理論計算法 b b、實驗法、實驗法 （4 4）一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性。）一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性。 4 4、實現(xiàn)不失真測試的條件。、實現(xiàn)不失真測試的條件。測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第3 3章章 常用傳感器常用傳感器 1 1、傳感器的定義、組成和分類。、傳感器的定義、組成和分類。 2 2、應(yīng)變片的組成及各部分作用。、應(yīng)變片的組成及各部分作用。 3 3、金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。、金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。 4 4、電感式傳感器的工作原理及其分類。、電感式傳感器的工作原理及其分類。 5 5、電容式傳感器的分類。、電容式傳感器的分類。 6 6、壓電效應(yīng)及其三種形式。、壓電效應(yīng)及其三種形式。 7 7、壓電式傳感器及其前置放大器。、壓電式傳感器及其前置放大器。 8