力學(xué)測(cè)試課后習(xí)題答案1課件

實(shí)驗(yàn)一機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：A3-101

時(shí)間:17周周二13:30~2108011101-1919人14:35~2108011120-3819人周二15:40~2108011201-1919人16:45~2108011220-3718人對(duì)于脆性材料還要做壓縮試驗(yàn)脆性材料鑄鐵鑄造合金高碳鋼拉伸時(shí),沒(méi)有一點(diǎn)韌性現(xiàn)象，壓縮時(shí)表現(xiàn)出韌性4.3金屬材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能壓縮性能指標(biāo):壓縮屈服強(qiáng)度

ReHc

ReLc上壓縮屈服強(qiáng)度下壓縮屈服強(qiáng)度ReHc初始瞬時(shí)效應(yīng)ReLc

同樣有規(guī)定壓縮強(qiáng)度指標(biāo)，兩項(xiàng)，均要加腳注規(guī)定非比例壓縮強(qiáng)度

Rpc例：

Rpc0.2規(guī)定總壓縮強(qiáng)度Rtc

例：Rtc0.5

對(duì)以上性能指標(biāo)計(jì)算方法分別為壓縮彈性摸量

Ec抗壓強(qiáng)度Rmc對(duì)壓縮試樣要求：d0為試樣直徑，L為試樣長(zhǎng)度習(xí)題：4.2，4.3，4.4，4.6，4.8復(fù)習(xí)題3.18

如圖所示為起重吊車，其吊鉤可在L長(zhǎng)度范圍內(nèi)移動(dòng)。現(xiàn)欲測(cè)定吊車的載荷F，試問(wèn)在吊車梁上應(yīng)如何布片？如何接橋？并說(shuō)明理由。

測(cè)載荷F，吊車在L范圍內(nèi)移動(dòng)，在布片時(shí)要考慮F

在L范圍內(nèi)移動(dòng)不會(huì)改變。由材料力學(xué)知

FRA+FRB=F如圖布片，R1與R3，R2與R4在A、B點(diǎn)正反兩面，并互相相差90°，且都在中性層上A、B兩點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)ABA、B點(diǎn)為工字梁的腹板，由材料力學(xué)知工字梁上切應(yīng)力主要由腹板承擔(dān)，因此，若腹板高度為h，厚度為b，則A、B點(diǎn)切應(yīng)力為確定A、B點(diǎn)45°方向線應(yīng)變組成全橋測(cè)量電路因?yàn)樗?.19

圖示矩形截面的懸臂梁，F(xiàn)作用在xoy縱向平面內(nèi)，有一偏心距e，已知材料的彈性模量E，問(wèn)如何布片、組橋方可測(cè)出e及F力的大小。

R2R1補(bǔ)償片1.測(cè)FR1、R2與R補(bǔ)償片組成對(duì)臂全橋R1R22.測(cè)eR1、R2組成雙臂半橋因?yàn)樗?.21

有一偏心受壓短桿如圖。欲得到載荷作用點(diǎn)位置，在桿上貼有四個(gè)應(yīng)變片，確定組橋方案，并寫(xiě)出載荷位置與讀數(shù)應(yīng)變ed之間的關(guān)系式。

xyz設(shè)F距z軸距離為a距x軸距離為bMz=F·aMx=F·b1.確定a2、4組成雙臂半橋2.確定b1、3組成雙臂半橋x3.22

拐臂結(jié)構(gòu)受載如圖，設(shè)幾何尺寸、材料常數(shù)均已知，用電測(cè)法如何貼片組橋能測(cè)得Fx、Fy、Fz，并寫(xiě)出各方向力F

與讀數(shù)應(yīng)變ed的關(guān)系式。

MXZFyFZTFXR1、R2在MXZ和FZ對(duì)?-?截面彎矩的中性層上。R1、R2分別感受的應(yīng)變有：1.將R1、R2和R組成對(duì)臂全橋

R1R2因?yàn)樗?.將R1、R2組成雙臂半橋因?yàn)樗?.將R3、R4組成雙臂半橋R3、R4在Fy對(duì)?-?、??-??截面彎矩的中性層上。R3、R4分別感受的應(yīng)變有：R3R4因?yàn)?．分析各種測(cè)量方法中溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。單臂半橋、對(duì)臂全橋組橋均由溫度補(bǔ)償片實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；雙臂半橋、四臂全橋、串、并聯(lián)半橋組橋均由工作片實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。2．采用串聯(lián)或并聯(lián)組橋方式，能否提高測(cè)量靈敏度？為什么？采用串聯(lián)或并聯(lián)組橋方式，不能提高測(cè)量靈敏度。因?yàn)闊o(wú)論串、并聯(lián)均不能改變，不能提高讀數(shù)應(yīng)變。3．當(dāng)應(yīng)變片靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀靈敏系數(shù)一致時(shí)，將粘貼在被測(cè)件上的應(yīng)變片組成單臂半橋測(cè)量電路，被測(cè)件受力后，應(yīng)變儀讀到的應(yīng)變是否是被測(cè)件表面的應(yīng)變？實(shí)驗(yàn)二思考題電橋測(cè)量靈敏度是測(cè)量電橋所感受被測(cè)件上應(yīng)變的靈敏程度。P66當(dāng)應(yīng)變片靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀靈敏系數(shù)一致，組成單臂半橋測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)變儀讀到的應(yīng)變即為被測(cè)件表面的應(yīng)變。4．電橋測(cè)量靈敏度是否指用應(yīng)變片組成的測(cè)量電橋所感受被測(cè)件上應(yīng)變的靈敏程度？5.將粘貼在被測(cè)件上的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋接至應(yīng)變儀上，未對(duì)被測(cè)件作用外力，但應(yīng)變儀有讀數(shù)應(yīng)變，問(wèn)該讀數(shù)應(yīng)變是由什么原因引起的？

該讀數(shù)應(yīng)變是由于四橋臂電阻阻值不完全相等，造成電橋不平衡所引起的。

1.比較應(yīng)變片6和7（或應(yīng)變片4和5）的應(yīng)變值，可得到什么結(jié)論？4和5，6和7應(yīng)變相等，符號(hào)相反，對(duì)稱于中性層，縱向纖維間無(wú)擠壓。

實(shí)驗(yàn)三思考題

2.應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變是：a.應(yīng)變片柵長(zhǎng)中心處的應(yīng)變？b.應(yīng)變片柵長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的平均應(yīng)變？c.應(yīng)變片柵長(zhǎng)兩端點(diǎn)處的平均應(yīng)變？應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變是應(yīng)變片柵長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的平均應(yīng)變3.本實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)變片的柵長(zhǎng)尺寸有無(wú)要求？為什么？用加長(zhǎng)或增加應(yīng)變片敏感柵線數(shù)的方法改變應(yīng)變片的電阻值，不能改變應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，因?yàn)閼?yīng)變片的靈敏系數(shù)與電阻變化率有關(guān)，即實(shí)驗(yàn)四討論

1.不同約束支撐條件下，細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)時(shí)的變形特征有何不同？

不同約束支撐條件下，細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)時(shí)的變形特征不同，兩端鉸支撐時(shí)，變形對(duì)稱，在處，變形最大，為失穩(wěn)截面；而一端固定一端鉸支撐時(shí)，則在處，變形最大，為失穩(wěn)截面；后者的臨界力

2.臨界力測(cè)定結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果之間的差異主要是由哪些因數(shù)引起的？

臨界力測(cè)定結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果之間的差異主要影響因素有：a）壓桿受一對(duì)P力作用，P力作用偏心會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；b）壓桿反復(fù)測(cè)試，產(chǎn)生預(yù)彎曲，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；

c）應(yīng)變片粘貼位置與失穩(wěn)截面有差異，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；d）理論計(jì)算力學(xué)模型與實(shí)際不完全一致，會(huì)引起計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的差異，比如壓桿長(zhǎng)度，在一端固定一端鉸支撐時(shí)，壓桿長(zhǎng)度的實(shí)際尺寸是小于350mm的。鑄鐵拉伸時(shí)由拉應(yīng)力引起破壞；壓縮時(shí)，沿45方向由切應(yīng)力引起破壞；扭轉(zhuǎn)時(shí)，沿45

方向由拉應(yīng)力引起破壞。因?yàn)殍T鐵的抗拉強(qiáng)度低于抗剪強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度。5．規(guī)定強(qiáng)度指標(biāo)Rp、Rr、Rt是在受力還是在卸力的情況下測(cè)定的？Rp0.2和Rr0.2有何區(qū)別？

規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp和規(guī)定總延伸強(qiáng)度Rt是在受力的條件下測(cè)定的；規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度Rr是在卸力后測(cè)定的.Rp

0.2表示規(guī)定非比例延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力，在受力的情況下測(cè)定；而Rr

0.2則表示規(guī)定殘余延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力，在卸力的情況下測(cè)定。對(duì)于大多數(shù)金屬材料，Rp

0.2與Rr

0.2非常接近。實(shí)驗(yàn)八思考題1.試件尺寸、形狀對(duì)測(cè)定彈性模量和泊松比有無(wú)影響？為什么？

試件尺寸對(duì)測(cè)定彈性模量有影響，對(duì)測(cè)定泊松比無(wú)影響；試件形狀對(duì)測(cè)定彈性模量和泊松比均無(wú)影響，因?yàn)橛?jì)算彈性模量時(shí)與試件的橫截面尺寸有關(guān)，與試件形狀無(wú)關(guān)。計(jì)算泊松比時(shí)，與試件形狀和尺寸都無(wú)關(guān)。2.試件上應(yīng)變片粘貼時(shí)與試件軸線出現(xiàn)平移或角度差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？試件上應(yīng)變片粘貼時(shí)與試件軸線出現(xiàn)平移，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本沒(méi)有影響；出現(xiàn)角度差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就有影響。3.本實(shí)驗(yàn)為什么采用全橋接線法？采用全橋接線法可以消除試件預(yù)彎曲的影響，同時(shí)也可以消除載荷作用不在同一軸線上造成試件彎曲的影響。4.比較本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法。

由于本實(shí)驗(yàn)在材料彈性范圍內(nèi)測(cè)定，材料在彈性范圍內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變呈線性關(guān)系，因此三種數(shù)據(jù)處理（端值法、平均值法、最小二乘法）的結(jié)果差異不大。所以遇到類似線性的測(cè)試，數(shù)據(jù)處理用端值法比較好，既簡(jiǎn)單又保證一定的數(shù)據(jù)處理精度。1.測(cè)定由彎矩、剪力、扭矩所引起的應(yīng)變，還有哪些接線方法，請(qǐng)畫(huà)出測(cè)量電橋的接法。實(shí)驗(yàn)六思考題a．測(cè)量彎矩引起的應(yīng)變，還可以用R5

或R11與補(bǔ)償片組成單臂半橋，見(jiàn)圖；

b．測(cè)量扭矩引起的應(yīng)變見(jiàn)下圖；c．測(cè)量剪力引起的應(yīng)變見(jiàn)下圖；

2.本實(shí)驗(yàn)中能否用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花來(lái)確定主應(yīng)力的大小和方向？為什么？

本實(shí)驗(yàn)中A、C兩點(diǎn)可以用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花，B、D兩點(diǎn)不可以。因?yàn)?，從理論上講，A、C兩點(diǎn)主應(yīng)力方向是已知的，只要求主應(yīng)力大小，兩個(gè)未知數(shù)，只要用兩個(gè)應(yīng)變片就可以了。

3.本實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定剪力FS引起的剪應(yīng)力時(shí)，是否有其他力的影響？若存在其他力的影響，請(qǐng)畫(huà)出僅測(cè)定剪力FS引起的剪應(yīng)力的布片圖以及組橋接線圖。有彎矩引起的應(yīng)變的影響TTFSFSM-M-M1.隨機(jī)誤差大都服從

分布，它會(huì)隨著測(cè)量次數(shù)的增加而

。2.在應(yīng)變電橋中，按應(yīng)變片在橋臂中的數(shù)量，電橋的接線方法分為半橋和全橋接線法。其中，半橋接線法在實(shí)際測(cè)量時(shí)，又分為兩種情況：

和

。3.測(cè)量系統(tǒng)的輸出與輸入變化量之比稱為測(cè)量系統(tǒng)的

。4.電測(cè)法中測(cè)點(diǎn)處的測(cè)量應(yīng)變與應(yīng)變片的

成正比。5.設(shè)應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)為2.17，靜態(tài)應(yīng)變儀的靈敏度系數(shù)為2.00。已知讀數(shù)應(yīng)變?yōu)?90με，則實(shí)測(cè)應(yīng)變應(yīng)為

με。1.如圖所示為低碳鋼的σ-ε曲線。與a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為

，與屈服階段b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為

，與最高點(diǎn)c相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為

。1.根據(jù)下圖中測(cè)量列的剩余誤差判斷系統(tǒng)誤差類型，按次序依次判斷正確的是（）A分別是線性系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差B分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差C分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜系統(tǒng)誤差D分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差1.如下圖所示桿件受力、應(yīng)變片分布以及應(yīng)變電測(cè)連接線路，則該電橋測(cè)量的應(yīng)變是（）A由彎矩M引起的正應(yīng)變B由力P引起的正應(yīng)變C由彎矩M和P引起的正應(yīng)變D由彎矩M和P引起的剪應(yīng)變1.下列關(guān)于電測(cè)法電橋溫度補(bǔ)償?shù)恼f(shuō)法正確的是：（）A單臂半橋測(cè)量法，有兩片工作片，其中一片為溫度補(bǔ)償片B雙臂半橋測(cè)量法，有一片工作片，一片溫度補(bǔ)償片C對(duì)臂全橋測(cè)量法，有四片工作片，兩片溫度補(bǔ)償片D四臂全橋測(cè)量法，有四片工作片，且它們相鄰兩對(duì)相互溫度補(bǔ)償2.鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)中，鑄鐵的破壞是由（）引起的。A正應(yīng)力B與軸線垂直的切應(yīng)力C與軸線成45°的切應(yīng)力D以上皆是1.材料的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于試件各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和主應(yīng)力說(shuō)法正確的是（）。A受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向和垂直軸線方向B受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向，大小為切應(yīng)力的倍C受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向，大小和切應(yīng)力相等D桿件各部分均為純剪切狀態(tài)，主應(yīng)力方向?yàn)檩S線方向和垂直軸線方向，大小和切應(yīng)力相等2.下列關(guān)于應(yīng)變電測(cè)電橋橋臂串聯(lián)和并聯(lián)電阻說(shuō)法正確的是（）A串聯(lián)電阻會(huì)放大測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻會(huì)縮小測(cè)試應(yīng)變B串聯(lián)電阻會(huì)放大測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變C串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻均基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變D串聯(lián)電阻基本不會(huì)改變測(cè)試應(yīng)變，并聯(lián)電阻會(huì)縮小測(cè)試應(yīng)變1.塑性材料試樣拉伸時(shí)，頸縮處斷口呈

狀，首先

部分

破壞，然后

部分

破壞。2.鑄鐵圓棒在外力作用下，發(fā)生圖示的破壞形式，其破壞前的受力狀態(tài)如圖（）。

1.受扭圓軸上貼有3個(gè)應(yīng)變片，如圖所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得應(yīng)變片()的讀數(shù)為0。A：1和2；B：2和3；C：1和3；D：1、2和3。2.圓軸受扭矩T的作用，用應(yīng)變片測(cè)出的是（

)A.剪應(yīng)變Ｂ．剪應(yīng)力Ｃ．線應(yīng)變Ｄ．扭矩1.電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)K指的是（

)。A.應(yīng)變片電阻值的大小B.單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片相對(duì)電阻值變化C.應(yīng)變片金屬絲的截面積的相對(duì)變化D.應(yīng)變片金屬絲電阻值的相對(duì)變化2．以下結(jié)論中正確的是：。（1）對(duì)低碳鋼進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，能測(cè)出材料的屈服極限，但測(cè)不出強(qiáng)度極限。（2）對(duì)鑄鐵進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，能測(cè)出材料的強(qiáng)度極限，但測(cè)不出屈服極限。（3）對(duì)低碳鋼進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，試件不會(huì)斷裂。A．（1），（2）B．（2），（3）C．（1），（2），（3）D．（1），（3）1．圖1所示拉伸試件上電阻應(yīng)變片R1和R2互相垂直，采用半橋接法，R1接AB橋，R2接BC橋。在拉力F作用下，R1和R2的應(yīng)變值分別為1和2，若材料的泊松比為

，則讀數(shù)應(yīng)變r(jià)=。A．1+2B．(1+)1C．(1)1D．(1+)2R1R2FF1．在圖上畫(huà)出低碳鋼和鑄鐵扭轉(zhuǎn)破壞時(shí)斷口的形狀。低碳鋼是由（）破壞的，鑄鐵是由（）破壞的。A、剪應(yīng)力B、壓應(yīng)力C、拉應(yīng)力D、彎曲應(yīng)力2、電阻應(yīng)變片所測(cè)量的應(yīng)變是（

）A、應(yīng)變片柵長(zhǎng)范圍的平均應(yīng)變；B、應(yīng)變片長(zhǎng)度范圍的平均應(yīng)變；C、應(yīng)變片柵長(zhǎng)中心點(diǎn)處的應(yīng)變；D、應(yīng)變片柵長(zhǎng)兩端點(diǎn)處應(yīng)變