《建筑力學》實驗指導書

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.建筑力學實驗指導書基 本 實 驗 1低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸、壓縮實驗 一、實驗目目的1試樣在在拉伸或或壓縮實實驗過程程中，觀觀察試樣樣受力和和變形兩兩者間的的相互關關系，并并注意觀觀察材料料的彈性性、屈服服、強化化、頸縮縮、斷裂裂等物理理現(xiàn)象。 22測定定該試樣樣所代表表材料的的PS、Pb和L等值。 33對典典型的塑塑性材料料和脆性性材料進進行受力力變形現(xiàn)現(xiàn)象比較較，對其其強度指指標和塑塑性指標標進行比比較。4學習、掌掌握電子子萬能試試驗機的的使用方方法及其

2、其工作原原理。二、儀器設設備和量量具 電電子萬能能材料試試驗機，x-y函數(shù)記錄儀，鋼板尺，游標卡尺。三、低碳鋼鋼的拉伸伸和壓縮縮實驗 11低碳碳鋼的拉拉伸實驗驗 在在拉伸實實驗前，測測定低碳碳鋼試件件的直徑徑d和標距距L。試件件受拉伸伸過程中中，觀察察屈服（流流動）、強強化，卸卸載規(guī)律律、頸縮縮、斷裂裂等現(xiàn)象象；繪制制pL曲線如如圖21（aa）所示示；記錄錄試件的的屈服抗抗力Pss和最大大抗力PPb。試試件斷裂裂后，測測量斷口口處的最最小直徑徑d1和標標距間的的距離LL1。依依據(jù)測得得的實驗驗數(shù)據(jù)，計計算低碳碳鋼材料料的強度度指標和和塑性指指標。圖21 低碳碳鋼拉伸伸圖及壓壓縮圖 強度度指標：

3、屈屈服極限限 強度極限 塑性指標：延伸率 斷斷面收縮縮率 2低碳鋼鋼的壓縮縮實驗實驗前，測測量試件件的直徑徑d和高高度h。實實驗時，觀觀察低碳碳鋼試件件壓縮過過程中的的現(xiàn)象，繪繪出PL曲曲線，測測定試件件屈服時時的抗力力Ps，從從而計算算出低碳碳鋼的屈屈服極限限：四、灰口鑄鑄鐵的拉拉伸和壓壓縮實驗驗 11灰口口鑄鐵的的拉伸實實驗實驗前測定定試件的的直徑dd。試件件在拉伸伸過程中中注意觀觀察與低低碳鋼拉拉伸試驗驗中不同同的現(xiàn)象象（如變變形小、無無屈服、無無頸縮、斷斷口平齊齊等）；繪出PPL曲線如如圖22（aa）所示示；記錄錄斷裂時時的最大大抗力PPb，從從而計算算出灰口口鑄鐵的的拉伸強強度極限限

4、：。圖22 灰口口鑄鐵拉拉伸圖及及壓縮圖圖2灰口鑄鑄鐵的壓壓縮實驗驗 實實驗前測測定試件件的直徑徑d和高度度h。實驗驗時觀察察灰口鑄鑄鐵試件件在壓縮縮過程中中的現(xiàn)象象，尤其其是斷口口形狀；繪出PPL曲線如如圖22（bb）所示示；記錄錄壓縮破破壞時的的最大抗抗力Pbb，計算算灰口鑄鑄鐵壓縮縮強度極極限。即即五、實驗操操作1準備工工作（1）打開開試驗機機總電源源和負載載測量單單元、位位移測量量單元、x-y記錄儀的電源開關進行預熱。 （22）測量量拉伸試試樣的標標距長度度L和直徑徑d，測量量低碳鋼鋼壓縮試試樣的長長度H和直徑徑d，作好好原始數(shù)數(shù)據(jù)的記記錄。2安裝試試件和調(diào)調(diào)整荷載載單元 （11）調(diào)整

5、整荷載測測量單元元。按下下傳感器器選擇鍵鍵：“拉拉”。根根據(jù)低碳碳鋼（AA3）試試件直徑徑為100mm的的承載力力，大約約在400kN左左右即可可拉斷，故故選擇550kNN為滿量量程，按按下500kN鍵鍵。然后后調(diào)整荷荷載的零零點，檢檢查標定定值。 （22）將試試件夾持持于材料料試驗機機的上夾夾頭中，為為了夾持持方便可可用速度度1000mm/minn或2550mmm/miin向下下或向上上運行調(diào)調(diào)節(jié)下夾夾頭的位位置，使使下拉伸伸夾頭能能夾住試試件時立立即停機機，將橫橫梁速度度轉(zhuǎn)到22mm/minn擋，然然后把試試件夾持持于下夾夾頭中（此此時試件件可能已已受到了了夾緊過過程中少少量的軸軸力，故故

6、不要再再調(diào)整儀儀器荷載載的零點點）。3安裝位位移計和和夾式引引伸計 （11）低碳碳鋼試件件拉伸時時，把夾夾式引伸伸計直接接安裝在在試件上上。試件件受拉力力后，標標距內(nèi)的的伸長量量通過夾夾式引伸伸計轉(zhuǎn)換換為電量量，經(jīng)放放大后輸輸入給xx-y函數(shù)記記錄繪制制曲線圖圖（力輸輸入信號號線接入入y座標，伸伸長輸入入信號線線接入xx座標）。 （22）做灰灰口鑄鐵鐵拉伸、壓壓縮實驗驗和低碳碳鋼壓縮縮實驗時時，用固固定在動動橫梁上上的位移移計。先先關閉支支持平臺臺的磁性性開關使使之失磁磁，將平平臺支持持住位移移計芯軸軸并使其其上下移移動，使使x-y函數(shù)記記錄儀上上畫筆接接近零位位時，打打開磁性性開關固固定于柱

7、柱上（平平臺須基基本水平平）。 （33）實驗驗時，位位移計將將試驗機機動橫梁梁下降量量作為試試件的伸伸長量或或壓縮量量轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡妷?，?jīng)經(jīng)放大后后把電壓壓信號輸輸入給xx-y函數(shù)記記錄儀繪繪圖。4調(diào)整xx-y函數(shù)記記錄儀 （11）將紙紙放到xx-y記錄儀儀的畫板板上擺正正，紙開開關置于于HOLLD吸住住記錄紙紙。 （22）檢查查或調(diào)整整量程旋旋鈕Y2或Y1坐標標應置于于10mmV/ccm。輸輸入開關關置于MMEASS，調(diào)節(jié)節(jié)POSSITIION使使畫筆到到下邊緣緣某零位位置。 （33）檢查查或調(diào)整整x軸的量量程旋鈕鈕應置于于50mmV/ccm，將將x軸的輸輸入開關關置于MMEASS，調(diào)節(jié)節(jié)POS

8、SITIION旋旋鈕使筆筆架移到到圖紙左左邊某零零點位置置。 （44）最后后將筆開開關置于于DOWWN，放放下筆準準備繪圖圖。5加載試試驗 （11）檢查查速度選選擇鍵應應置于22mm/minn（在22100 mmm/miin速度度范圍內(nèi)內(nèi)可任意意選擇）；荷載單單元應為為拉傳感感器，量量程500kN；x-y記錄儀儀的筆已已在左下下角放下下。 （22）按橫橫梁下降降開關，即即開始加加載實驗驗。 在在此實驗驗中注意意彈性范范圍和屈屈服現(xiàn)象象，記下下屈服時時的荷載載。屈服服段之后后，可提提高加載載速度，按按下5mmm/mmin鍵鍵或按下下10mmm/mmin。注注意觀察察材料的的強化和和頸縮現(xiàn)現(xiàn)象，記

9、記錄荷載載極限值值。6儀器復復原實驗完后要要使儀器器復原，尤尤其是要要使x-y記錄儀儀的筆開開關置于于UP，Y2或Y1軸和x軸的輸入開關置于ZERO以防止畫筆亂畫亂動。7鑄鐵拉拉伸試驗驗 操操作步驟驟與低碳碳鋼試驗驗基本相相同，不不同之處處有： （11）速度度選擇置置于2mmm/mmin直直至斷裂裂。 （22）在實實驗中注注意讀取取荷載極極限值。8低碳鋼鋼壓縮實實驗其操作步驟驟與拉伸伸時基本本相同，不不同之處處有： （11）試件件放于下下壓頭的的中心處處，移動動橫梁使使上壓頭頭逐漸接接近試樣樣。但不不能接觸觸試樣。 （22）調(diào)好好荷載單單元，用用壓力傳傳感器，量量程為1100kkN。 （33）

10、用速速度2mmm/mmin加加壓，使使上壓頭頭接觸試試樣（荷荷載單元元可顯223kkN的預預壓力）。然然后安裝裝位移傳傳感器芯芯軸支持持平臺。 （44）試驗驗速度在在屈服前前用2mmm/mmin，屈屈服后用用5mmm/miin。 （55）試樣樣不會斷斷裂，曲曲線畫到到一定程程度即可可結束試試驗；在在實驗中中注意讀讀取屈服服時的荷荷載值。9鑄鐵壓壓縮實驗驗 操操作步驟驟與低碳碳鋼壓縮縮相同，不不同的是是試件破破斷后停停機。 110其其它 （11）兩根根拉伸試試件的PPL曲線繪繪在一張張圖紙上上，兩根根壓縮試試件的PPL曲線繪繪在一張張圖紙上上。因為為它們的的坐標相相同好作作比較。 （22）全部部

11、實驗完完畢后，機機器和儀儀器的各各開關按按鍵應置置于原始始位置，然然后關掉掉電源。六、預習思思考題1試比較較低碳鋼鋼和鑄鐵鐵在拉伸伸時的力力學性能能。2壓縮時時為什么么必須將將試件對對準試驗驗機壓頭頭的中心心位置，如沒有有對中會會產(chǎn)生什什么影響響？3說明鑄鑄鐵和低低碳鋼斷斷口的特特點。 44低碳碳鋼和鑄鑄鐵在拉拉伸、壓壓縮中，各各要測得得哪些數(shù)數(shù)據(jù)？觀觀察哪些些現(xiàn)象？基 本 實實 驗 2低碳鋼拉拉伸時彈彈性模量量E與泊泊桑比的測定定實驗一、實驗目目的 學習習使用雙雙向引伸伸計測量量材料的的彈性模模量E和泊桑桑比。 學習習使用電電阻應變變儀。 再次次熟悉電電子萬能能試驗機機的使用用。二、儀器設設

12、備電子萬能試試驗機、電電阻應變變儀、雙雙向引伸伸計。三、雙向引引伸計簡簡介雙雙向引伸伸計是用用于測量量材料拉拉伸試件件變形的的一種裝裝置，其其特點是是能同時時測量試試件的軸軸向應變變和橫向向應變。雙雙向引伸伸計外形形結構及及其與試試件的安安裝關系系見圖223。由由于雙向向引伸計計是一個個嬌弱的的儀器，可可調(diào)范圍圍小，裝裝卡時易易損壞，故故不由學學生裝卡卡，在這這里也就就不介紹紹雙向引引伸計的的裝卡過過程。雙雙向引伸伸計主要要由A、B、C、D桿、主主體和弓弓形曲板板組成。圖圖中A、C桿間和和B、D桿間用用于測量量試件軸軸向應變變度量，弓弓形曲板板是測量量試件橫橫向應變變的彈性性元件。圖23 雙向

13、向引伸計計與試樣樣（尺寸寸單位：mm）當試件承受受軸力伸伸長時，裝裝夾在試試件上的的雙向伸伸計的AA、C桿和B、D桿懸臂臂距離隨隨之變化化，由于于C桿和D桿的剛剛度大，可可以認為為不變形形，而AA桿和B桿在軸軸向厚度度很小，因因此試件件受力后后的伸長長量引起起A桿和B桿的彎彎曲變形形，在AA桿和B桿的根根部粘貼貼有應變變片，并并組成電電橋線路路。當AA、B桿產(chǎn)生生彎曲變變形時，電電橋就有有電信號號輸出，經(jīng)經(jīng)過換算算可以得得到試件件的縱向向應變值值。試件件承受軸軸向拉伸伸后，橫橫向尺寸寸要減小小，即AA、B桿及C、D桿間的的距離縮縮短，這這時貼在在弓形曲曲板上的的應變片片被拉伸伸，電橋橋就有電電

14、信號輸輸出，經(jīng)經(jīng)換算后后可以得得到試件件的橫向向應變值值。 試試驗加載載方式，采采用加一一初載后后，按等等量荷載載遞增加加載的方方法，其其每次的的荷載增增量為一一常值P。在每每一級荷荷載下，電電阻應變變儀輸出出縱向應應變值和和橫向應應變值，進進而可得得與PP對應的的縱向應應變增量量和橫向向應變增增量。為為了保證證測量的的可靠性性，需重重復做三三次試驗驗，選其其中一次次線性較較好的數(shù)數(shù)據(jù)計算算平均應應變值與與。 平平均應變變增量必必須乘以以轉(zhuǎn)換系系數(shù)，才才能得到到試件的的真實應應變增量量，即注意：式中中的，對對于每一一只雙向向引伸計計來說都都不相同同）從而而可以計計算出材材料的彈彈性模量量E值和

15、泊泊桑比值：四、實驗操操作步驟驟1SY-型應應變儀調(diào)調(diào)試 （11）把雙雙向引伸伸儀裝卡卡在試件件上，并并把試件件夾于萬萬能試驗驗機的上上、下拉拉伸夾頭頭中。 （22）把雙雙向引伸伸儀的引引線A、B、C、D分別接接于應變變儀背板板上A、B、C、D柱上。 （33）應變變儀按鍵鍵置于“系系數(shù)”位位置，用用改錐調(diào)調(diào)節(jié)系數(shù)數(shù)電位器器，使其其顯示值值為10000。 （44）按下下系數(shù)鍵鍵，把應應變儀按按鍵置于于“調(diào)零零”位置置，用改改錐調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)零電電位器，使使其顯示示值為零零或11均可。 （55）按下下平衡鍵鍵，用改改錐調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)零電電位器，使使顯示值值為零或或1均均可。 （66）應變變儀調(diào)試試工作結結束后

16、，等等待加載載讀數(shù)。2WD-10AA萬能機機的調(diào)試試 （11）負荷荷單元：按下“22”、調(diào)調(diào)零、標標定。 （22）速度度單元：按下“22mm/minn”鍵。 33加載載順序 55kN1000mVV 或 5kNN110mVV 110kNN2200mmV 或或 100kN200mV 115kNN3300mmV 或或 155kN300mV 220kNN4400mmV 或或 200kN400mV4實驗操操作 （11）在“速速度單元元”按“下下降”按按鈕進行行加載。負負載表顯顯示為規(guī)規(guī)定數(shù)值值時，按按“停”按按鈕，分分別在應應變儀上上讀出縱縱向應變變值和橫橫向應變變值。（2）重復復（1）的的操作方方法，

17、繼繼續(xù)加載載，讀取取縱、橫橫向應變變值。（3）實驗驗完畢。卸卸負荷：按速度度單元的的“上升升”按鍵鍵，負荷荷顯示為為“0”左左右時，按按“?！卑窗粹o，松松開下拉拉伸夾頭頭，關閉閉試驗機機及應變變儀電源源。五、預習思思考題1試驗時時為什么么要加初初荷載？ 22測定定E值時，最最大荷載載如何確確定？為為什么應應力不能能超過比比例極限限？ 33電阻阻應變儀儀是以什什么原理理制造的的？專門門用來測測試何種種參量？能否直直接測得得“應力力”？基 本 實實 驗 3矩形梁純彎彎曲時正正應力分分布電測測實驗一、實驗目目的 11學習習使用電電阻應變變儀，掌掌握測試試技能。 22測量量純彎曲曲梁上應應變隨高高度的

18、分分布規(guī)律律，驗證證平面假假設的正正確性。二、儀器設設備彎彎扭試驗驗臺、電電阻應變變儀。圖28 純彎彎曲試驗驗裝置三、彎扭試試驗臺彎扭試驗臺臺可以做做彎曲試試驗、扭扭轉(zhuǎn)試驗驗，以及及彎曲-扭轉(zhuǎn)的的組合試試驗。這這里暫時時只敘述述其彎曲曲試驗部部分，其其純彎曲曲的加載載系統(tǒng)如如圖28，試試樣簡支支于A、B兩點。在在對稱的的C、D兩點通通過拉桿桿和橫桿桿螺旋加加載使梁梁產(chǎn)生彎彎曲變形形，CDD段試件件受純彎彎的作用用。采用用轉(zhuǎn)動手手輪使螺螺旋下移移加載，總總荷載的的大小用用荷載傳傳感器來來測量。試試件的受受力如圖圖299。圖29 試件件的受力力圖四、純彎曲曲梁電測測實驗原原理 已已知試件件受純彎彎

19、時的正正應力公公式為：式中，M為為橫截面面上的彎彎矩，IIz為梁梁橫截面面對中性性軸z的的慣性矩矩，y為為由中性性軸到欲欲求應力力點的距距離。 本本實驗在在施加初初荷載后后，采用用逐級等等量加載載的方法法，每次次增加等等量的荷荷載為P，測測定各點點相應的的應變增增量一次次，分別別取應變變增量的的平均值值把與理論公公式算出出的應力力增量加加以比較較，從而而可驗證證公式的的正確性性，上述述理論公公式的M按下下式求出出：五、電阻應應變片的的粘貼位位置電阻應變片片及電阻阻應變儀儀的有關關說明請請參看指指導書的的第一部部分。為為了測量量應變隨隨試件截截面高度度的分布布規(guī)律，應應變片的的粘貼位位置如圖圖2

20、110。這這樣可以以測量試試件上下下邊緣處處的最大大應變和和中性層層無應變變的特殊殊點，及及其它中中間點便便于了解解應變沿沿截面高高度變化化的規(guī)律律。六、SY-型數(shù)數(shù)字應變變儀及DDSP-10型型平衡箱箱操作使使用方法法應變儀的使使用方法法見第一一章有關關內(nèi)容。七、試驗結結果的整整理1求出各各測量點點在等量量荷載作作用下，應應變增量量的平均均值。2以各測測點位置置為縱座座標，以以應變增增量為橫橫坐標，畫畫出應變變隨試件件高度變變化曲線線。3根據(jù)各各測點應應變增量量的平均均值，可可計算出出測量的的應力值值。4根據(jù)實實驗裝置置的受力力圖和截截面尺寸寸，應用用彎曲應應力的理理論公式式，可計計算出在在

21、等量荷荷載作用用下，各各測點理理論應力力值。5比較試試件上下下邊緣處處的理論論計算值值和試驗驗測定值值，并計計算相對對誤差，其其計算公公式為：6比較梁梁中性層層的應力力。由于于電阻應應變片是是測量一一個區(qū)域域內(nèi)的平平均應變變，粘貼貼時又不不可能剛剛好貼到到中性層層上。所所以只要要實測的的應變是是一個很很小的數(shù)數(shù)值，就就認為測測試是可可靠的。八、預習思思考題1影響實實驗結果果準確性性的主要要因素是是什么？2在中性性層上理理論計算算應變值值，這是是為什么么？基 本 實實 驗 4 彎扭組合合作用下下的電測測試驗 一、實驗目目的 11用實實驗方法法測定平平面應力力狀態(tài)下下一點處處的主應應力。 22在彎

22、彎扭組合合作用下下，用電電測分離離法單獨獨測量彎彎矩和扭扭矩。3進一步步熟悉使使用電阻阻應變儀儀的測量量方法。二、儀器設設備彎扭試驗臺臺，電阻阻應變儀儀。三、彎扭試試驗裝置置彎扭試驗臺臺用于彎彎曲試驗驗，已在在上一節(jié)節(jié)中談到到。現(xiàn)在在主要敘敘述其彎彎扭組合合試驗系系統(tǒng)，其其彎扭加加載的裝裝置如圖圖2111。彎彎扭試樣樣的一端端固定于于機架上上，另一一端在垂垂直于軸軸線的方方向上連連接有一一扇形加加力桿，由由鋼絲繩繩繞扇形形桿的園園弧端面面，與加加載系統(tǒng)統(tǒng)相連。這這樣的做做法是使使試樣發(fā)發(fā)生較大大變形時時，仍能能保持加加載的力力臂不變變。加載載和卸載載用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)加載手手輪來實實現(xiàn)，荷荷載的大大小由

23、傳傳感器將將信號送送出，經(jīng)經(jīng)放大后后顯示。為為了使在在荷載不不太大的的情況下下產(chǎn)生較較大的應應力，彎彎扭試樣樣選用薄薄壁圓管管截面，管管狀試樣樣的受力力如圖22122。圖2111 彎彎扭試驗驗裝置圖圖四、彎扭組組合作用用時主應應力的測測量1應變片片布置由圖2113可看看出，AA點與C點單元元體都承承受由MM產(chǎn)生的的彎曲應應力ww和由扭扭矩Mtt產(chǎn)生的的剪應力力的作用用。B點單元元體處于于純剪切切狀態(tài)，其其剪應力力由扭矩矩Mt和剪剪力Q兩部分分產(chǎn)生。這這些應力力可根據(jù)據(jù)下列公公式計算算。圖2122 試試樣受力力圖（尺尺寸單位位：mmm） 從上面分析析看來，在在試件的的A點、B點、C點上分分別粘貼

24、貼一個三三向應變變片如圖圖2114，就就可以測測出各點點的應變變值，并并進行主主應力的的計算。 圖213 單元元體圖 圖22144 應應變片的的布置2實驗主主應力的的計算電阻應變片片的應變變測量只只能沿應應變片軸軸線方向向的線應應變。按按圖215的的應變片片和坐標標，能測測得x方向、yy方向和和45方向的的三個線線應變。為為了計算算主應力力還要利利用平面面應力狀狀態(tài)下的的虎克定定律和主主應力計計算公式式，即圖2155 應應變片和和坐標 計算中應注注意應變變片貼片片的實際際方向，靈靈活運用用此公式式。3實驗步步驟實驗中加載載過程和和應變讀讀取方法法與純彎彎曲實驗驗相同，請請參閱前前面有關關內(nèi)容。

25、五、截面內(nèi)內(nèi)力的分分離測量量 在在工程實實踐中應應變片電電測方法法不僅廣廣泛用于于結構的的應變、應應力測量量，而且且也把它它當作應應變的敏敏感元件件用于各各種測力力傳感器器中。有有時測量量某一種種內(nèi)力而而舍去另另一種內(nèi)內(nèi)力就需需要采用用內(nèi)力分分離的方方法。 11彎矩矩的測量量 在在彎扭組組合的構構件上，只只想測量量構件所所受彎矩矩的大小小，可利利用應變變片接橋橋方法的的改變就就可實現(xiàn)現(xiàn)。圖2166 測測量彎矩矩的接橋橋方式利用圖216的的應變片片布置，選選用A點沿軸軸線方向向的應變變片接入入電橋的的測量橋橋臂AB，選選用C點沿軸軸線方向向的應變變片接入入電橋的的溫度補補償臂BBC，這這樣組成成

26、儀器測測量的外外部半橋橋如圖22166。 此此接橋方方式，AA片受彎彎曲拉應應力，CC片受彎彎曲壓應應力，而而測量結結果與扭扭轉(zhuǎn)內(nèi)力力無關。又又由于分分別接于于相鄰橋橋臂，既既可以滿滿足溫度度補償?shù)牡囊?，還還使應變變讀數(shù)增增加一倍倍。這樣樣就可計計算出彎彎矩的大大小，然然后與理理論計算算相比較較。2扭轉(zhuǎn)力力矩的測測量圖2177 扭扭轉(zhuǎn)力矩矩的測量量在彎扭組合合的構件件上，只只想測量量構件所所受的扭扭轉(zhuǎn)力矩矩，也可可利用應應變片的的接橋方方式來實實現(xiàn)。以以圖217中中B點的應應變片為為例，將將B點沿軸軸線呈445的的兩個應應變片接接入相鄰鄰的兩個個橋臂如如圖217。由于B點處處于彎曲曲的中性性

27、層，所所以彎矩矩的作用用對應變變片沒有有影響。在在扭轉(zhuǎn)力力矩作用用下,應應變片aa受到伸伸長變形形接于橋橋臂AB，應應變片bb受到壓壓縮變形形接于橋橋臂BC。由由于接入入相鄰橋橋臂既自自身溫度度補償，又又使應變變讀數(shù)增增加一倍倍。此處處彎曲剪剪應力較較小而未未加考慮慮。再根據(jù)廣義義虎克定定律求得得。由于于在純剪剪切狀態(tài)態(tài)下，則則可進一一步計算算出內(nèi)力力扭扭轉(zhuǎn)力矩矩。 除除了以上上接橋之之外，利利用A點或C點的應應變片也也要組成成同樣功功能的電電橋來測測量扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)力矩，現(xiàn)現(xiàn)以A點來說說明，在在只有彎彎矩的作作用下，A點沿軸線呈45的方向上的伸長是相等的，即a片b片伸長量相等而連接于電橋的相鄰臂，則

28、相互抵消電橋輸出為零，其道理與溫度補償是一樣的。所以如此接橋方式可消除彎矩的影響，而只測量出扭轉(zhuǎn)力矩。 33操作作與結果果計算（1）實驗驗方法與與純彎曲曲電測應應力相同同，只是是應按現(xiàn)現(xiàn)在目的的將應變變片接入入預調(diào)箱箱。 （22）計算算內(nèi)力時時應寫出出計算的的各步驟驟，不能能只寫出出答案。 （33）最后后要比較較測量值值與理論論值的相相對誤差差。由于于實驗中中各種因因素影響響，誤差差在100%以內(nèi)內(nèi)都是正正常的。六、預習思思考題 11主應應力測量量時，直直角應變變花是否否可以沿沿任意方方向粘貼貼？為什什么？2電測實實驗中，采采用半橋橋測量時時，為什什要溫度度補償片片？全橋橋測量時時，為什什么不

29、要要溫度補補償？基 本 實實 驗 5壓 桿 穩(wěn)穩(wěn) 定 實 驗驗一實驗目目的1. 觀察察并用電電測法確確定兩端端鉸支撐撐條件下下細長壓壓桿的臨臨界力。2. 理論論計算兩兩端鉸支支撐條件件下細長長壓桿的的臨界力力并與實實驗值測測試值進進行比較較。二實驗儀儀器和設設備1拉壓實實驗裝置置一臺2. 矩形形截面壓壓桿一根根（已粘粘貼應變變片）3YJ-45001靜態(tài)態(tài)數(shù)字電電阻應變變儀一臺臺三實驗原原理和方方法 圖1 圖圖2壓力實驗裝裝置見圖圖1，它它由座體體1，蝸蝸輪加載載系統(tǒng)22，支承承框架33，活動動橫梁44，傳感感器5和和測力儀儀6等組組成。通通過手輪輪調(diào)節(jié)傳傳感器和和活動橫橫梁中間間的距離離，將已

30、已粘貼好好應變片片的矩形形截面壓壓桿安裝裝在傳感感器和活活動橫梁梁的中間間，見圖圖2，壓壓桿尺寸寸為： 厚度hh=3mmm，寬寬度b=20mmm，長長度l=3500mm，見見圖3（aa）， 材料為為65MMn，彈彈性模量量E=2110 GGN/mm2。對于兩端鉸鉸支的中中心受壓壓的細長長桿， 其臨界壓力力為 壓桿桿長度 壓桿截截面的最最小慣性性矩圖3假設理想壓壓桿，若若以壓力力P為縱坐坐標，壓壓桿中點點撓度為為橫坐標標，按小小撓度理理論繪出出的P- 曲線圖圖，見圖圖4。當當壓桿所所受壓力力P小于試試件的臨臨界壓力力Plj時，中中心受壓壓的細長長桿在理理論上保保持直線線形狀，桿桿件處于于穩(wěn)定平平

31、衡狀態(tài)態(tài)，在PP- 曲線圖圖中即為為OC段直直線；當當壓桿所所受壓力力時， 圖4 桿件因喪失失穩(wěn)定而而彎曲，在在P- 曲線圖圖中即為為CD段段直線。由由于試件件可能有有初曲率率，壓力力可能偏偏心，以以及材料料的不均均勻等因因素，實實際的壓壓桿不可可能完全全符合中中心受壓壓的理想想狀態(tài)。在在實驗過過程中，即即使壓力力很小時時，桿件件也會發(fā)發(fā)生微小小彎曲，中中點撓度度隨壓力力的增加加而增大大。見圖圖5，若若令壓桿桿軸線為為x坐標標，壓桿桿下端點點為坐標標軸原點點，則在在處橫截面上的的內(nèi)力為為 ， 橫截面上的的應力為為 圖5在處沿壓桿桿軸向已已粘貼兩兩片應變變片，按按圖3（bb）半橋橋測量電電路接至

32、至應變儀儀上，可可消除由由軸向力力產(chǎn)生的的應變，此此時，應應變儀測測得的應應變只是是由彎矩矩M引起的的應變，且且是彎矩矩M引起應應變的兩兩倍，即即 由此可得測測點處彎彎曲正應應力 并可導出處處壓桿撓撓度與應應變儀讀讀數(shù)應變變之間的的關系式式 由上式可見見，在一一定的力力P作用下下，應變變儀讀數(shù)數(shù)應變的的大小反反映了壓壓桿撓度度的大小小，可將將圖4中中的撓度度橫坐標標用讀數(shù)數(shù)應變來來替代，繪繪制出PP-曲線線圖。當當P遠小于于時，隨隨力P增增加應變變也增加加，但增增加的極極為緩慢慢（OAA段）；而當力力P趨近于于臨界力力Pljj時，應應變急劇劇增加（AB段），曲線AB是以直線CD為漸近線的，因此

33、，可以根據(jù)漸近線CD的位置來確定臨界力。四實驗步步驟1. 將壓壓桿安裝裝在兩端端鉸支承承中間；2. 接通通測力儀儀電源, 將測測力儀開開關置開開；3. 按圖圖3（bb）半橋橋測量電電路將應應變片導導線接至至應變儀儀上4. 檢查查應變儀儀靈敏系系數(shù)是否否與應變變片一致致，若不不一致，重重新設置置 5. 在力力P為零時時將應變變儀測量量通道置置零6. 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)手輪對對壓桿施施加載荷荷。要求求分級加加載荷，并并記錄PP值和值，在在P遠小于于段，分分級可粗粗些，當當接近時時，分級級要細，直直至壓桿桿有明顯顯彎曲變變形，應應變不超超過10000 。五實驗結結果處理理1. 根據(jù)據(jù)實驗設設計實驗驗數(shù)據(jù)記記錄表

34、格格2. 繪制制P-試試驗曲線線，確定定臨界力力測試值值3. 計算算兩端鉸鉸支的臨臨界力值值六討論壓桿臨界力力測定結結果和理理論計算算結果之之間的差差異主要要是由哪哪些因數(shù)數(shù)引起的的？記 錄 表序號載 荷荷讀數(shù)應變（）PPPdPd1234567注：表格可可根據(jù)需需要添加加建筑力學主主要的試試驗設備備1、數(shù)控電電液伺服服試驗機機該試驗機為為一臺特特制設備備，主要要用于研研究生教教學和科科研，可可以對試試件同時時施加縱縱向、橫橫向和軸軸向載荷荷，即可可。加靜載也可可加動載載，目前前在該試試驗機上上可以完完成： 1、模擬列列車通過過彎道時時，在車車輪隨機機荷載作作用下鋼鋼軌的疲疲勞試驗驗 2、車輛彈

35、彈簧和橡橡膠彈簧簧的疲勞勞試驗 33、拉壓壓桿件的的疲勞試試驗 4、拆下作作動器，另另加框架架等可作作多點結結構試驗驗。 主要技術指指標： 11、最大大動態(tài)試試驗力：5000KNN ，試試驗力精精度：1% ,可以以分為11、1/2、11/5三三檔衰減減。 22、主作作動器行行程： S1000mm ，位移移測量精精度：1% ，可以以分為11、1/2、11/5三三檔衰減減。 33、頻率率范圍： 0.1-118Hzz 44、整機機按照頻頻率8HHz，振振幅可以以達到1mmm的技術術指標進進行設計計和油源源配置。 55、主要要試驗波波形：除除正弦波波、三角角波、方方波、斜斜波以外外，能輸輸入列車車通過軌軌道時采采集到的的隨機波波（力信信號和加加速信號號）。 66、試驗驗空間：四立柱柱框架結結構，底底板長度度方向滿滿足25500mmm軌枕枕構件的的試驗及及12000mmm鋼軌的的試驗，高高度方向向有效 2、NDWW310000微微機控制制電子式式扭轉(zhuǎn)試試驗機 該該機主要要是微機機控制的的電子式式扭轉(zhuǎn)試試驗機，能能夠自動動測量抗抗扭強度度、屈服服