《建筑力學(xué)》實驗指導(dǎo)書

《建筑力學(xué)》實驗指導(dǎo)書基本實驗

1低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸、壓縮實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1．試樣在拉伸或壓縮實驗過程中，觀察試樣受力和變形兩者間的相互關(guān)系，并注意觀察材料的彈性、屈服、強化、頸縮、斷裂等物理現(xiàn)象。

2．測定該試樣所代表材料的PS、Pb和ΔL等值。

3．對典型的塑性材料和脆性材料進行受力變形現(xiàn)象比較，對其強度指標(biāo)和塑性指標(biāo)進行比較。4．學(xué)習(xí)、掌握電子萬能試驗機的使用方法及其工作原理。二、儀器設(shè)備和量具

電子萬能材料試驗機，x-y函數(shù)記錄儀，鋼板尺，游標(biāo)卡尺。三、低碳鋼的拉伸和壓縮實驗1．低碳鋼的拉伸實驗

在拉伸實驗前，測定低碳鋼試件的直徑d和標(biāo)距L。試件受拉伸過程中，觀察屈服（流動）、強化，卸載規(guī)律、頸縮、斷裂等現(xiàn)象；繪制p——ΔL曲線如圖2—1（a）所示；記錄試件的屈服抗力Ps和最大抗力Pb。試件斷裂后，測量斷口處的最小直徑d1和標(biāo)距間的距離L1。依據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)，計算低碳鋼材料的強度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。圖2—1

低碳鋼拉伸圖及壓縮圖強度指標(biāo)：

屈服極限

強度極限塑性指標(biāo)：依延伸率勝模府賤說

斷面收縮功率釘緒構(gòu)2．低碳鋼目的壓縮實驗甚實驗前，測近量試件的直粱徑d和高度攪h。實驗時時，觀察低碳裕鋼試件壓縮蝴過程中的現(xiàn)床象，繪出P誘—ΔL曲線困，測定試件與屈服時的抗粉力Ps，從由而計算出低滲碳鋼的屈服燥極限：拿四、灰口鑄顯鐵的拉伸和鹽壓縮實驗雜己1．灰口鑄郵鐵的拉伸實針驗紋實驗前測定民試件的直徑峰d師。試件在拉先伸過程中注碼意觀察與低歐碳鋼拉伸試赤驗中不同的?，F(xiàn)象（如變統(tǒng)形小、無屈誘服、無頸縮突、斷口平齊輝等）；繪出彩P坦——Δ小L短曲線如圖2凱—2（夜a快）所示；記福錄斷裂時的暗最大抗力立Pb晃，從而計算樹出灰口鑄鐵衰的拉伸強度次極限：。材圖2—2

弊灰口鑄鐵顧拉伸圖及壓掉縮圖傍2．灰口鑄頂鐵的壓縮實湖驗統(tǒng)

實臂驗前測定試爆件的直徑拔d罵和高度游h然。實驗時觀跑察灰口鑄鐵志試件在壓縮萌過程中的現(xiàn)且象，尤其是疑斷口形狀；葡繪出盤P趣——Δ數(shù)L膝曲線如圖2蛾—2（拼b課）所示；記侄錄壓縮破壞屑時的最大抗團力炎Pb污，計算灰口按鑄鐵壓縮強栽度極限。即梳五、實驗操抖作厭1．準(zhǔn)備工冒作塑（1）打開驗試驗機總電裙源和負(fù)載測些量單元、位房移測量單元光、昌x奇-乓y信記錄儀的電授源開關(guān)進行鏡預(yù)熱。沿

（碌2）測量拉摩伸試樣的標(biāo)減距長度蹦L閥和直徑缺d室，測量低碳遍鋼壓縮試樣請的長度塞H逗和直徑血d蛇，作好原始冰數(shù)據(jù)的記錄飲。剛2．安裝試訊件和調(diào)整荷遷載單元攏

（蹄1）調(diào)整荷然載測量單元汽。按下傳感至器選擇鍵：馳“拉”。根演據(jù)低碳鋼（吃A3）試件瞎直徑為10睛mm的承載條力，大約在旗40kN左損右即可拉斷駝，故選擇5班0kN為滿墊量程，按下壞50kN鍵辮。然后調(diào)整液荷載的零點薄，檢查標(biāo)定薪值?？疾保?）將試績件夾持于材敞料試驗機的屬上夾頭中，盞為了夾持方族便可用速度谷100mm障/min或仗250mm省/min向天下或向上運偶行調(diào)節(jié)下夾貸頭的位置，興使下拉伸夾炮頭能夾住試鍬件時立即停啦機，將橫梁菜速度轉(zhuǎn)到2時mm/mi傭n擋，然后庸把試件夾持鉤于下夾頭中征（此時試件承可能已受到勝了夾緊過程傷中少量的軸知力，故不要唇再調(diào)整儀器逢荷載的零點切）。溫3．安裝位而移計和夾式其引伸計殊

（脂1）低碳鋼拆試件拉伸時彩，把夾式引熊伸計直接安疏裝在試件上橡。試件受拉寫力后，標(biāo)距裂內(nèi)的伸長量醋通過夾式引難伸計轉(zhuǎn)換為尸電量，經(jīng)放撓大后輸入給伴x脂-丸y婦函數(shù)記錄繪叫制曲線圖（憶力輸入信號此線接入熔y丹座標(biāo)，伸長健輸入信號線遷接入或x演座標(biāo)）。英

（揉2）做灰口央鑄鐵拉伸、董壓縮實驗和炕低碳鋼壓縮阿實驗時，用議固定在動橫利梁上的位移啦計。先關(guān)閉下支持平臺的宗磁性開關(guān)使鑼之失磁，將植平臺支持住擠位移計芯軸素并使其上下偵移動，使桃x趁-蒜y必函數(shù)記錄儀豪上畫筆接近秧零位時，打續(xù)開磁性開關(guān)傾固定于柱上貍（平臺須基案本水平）。法

（親3）實驗時目，位移計將根試驗機動橫抱梁下降量作玻為試件的伸脈長量或壓縮條量轉(zhuǎn)變?yōu)殡姉潐?，?jīng)放大蹦后把電壓信湖號輸入給秩x壤-螺y問函數(shù)記錄儀殼繪圖。礦4．調(diào)整肢x張-參y陷函數(shù)記錄儀洗

（填1）將紙放伸到憂x姿-正y馬記錄儀的畫演板上擺正，練紙開關(guān)置于本HOLD吸勢住記錄紙。索

（壯2）檢查或刑調(diào)整量程旋球鈕雕Y供2或胞Y贏1坐標(biāo)應(yīng)置損于10mV宣/cm。輸燕入開關(guān)置于搜MEAS，輸調(diào)節(jié)POS穩(wěn)ITION唱使畫筆到下辛邊緣某零位霞置。灘

（浸3）檢查或義調(diào)整全x嘗軸的量程旋搭鈕應(yīng)置于5顧0mV/c認(rèn)m，將賀x遼軸的輸入開滿關(guān)置于ME辮AS，調(diào)節(jié)肥POSIT棋ION旋鈕斬使筆架移到獵圖紙左邊某煤零點位置。濱

（濟4）最后將頓筆開關(guān)置于季DOWN，妖放下筆準(zhǔn)備構(gòu)繪圖。緒5．加載試柱驗的

（移1）檢查速玩度選擇鍵應(yīng)策置于2mm稍/min（究在2～10監(jiān)mm/m慘in速度范很圍內(nèi)可任意爛選擇）；荷狗載單元應(yīng)為遮拉傳感器，腰量程50k濫N；作x茶-戚y箏記錄儀的筆尚已在左下角筐放下?；\

（重2）按橫梁番下降開關(guān)，閃即開始加載揉實驗。恒

在跨此實驗中注械意彈性范圍晶和屈服現(xiàn)象頭，記下屈服性時的荷載。由屈服段之后漿，可提高加換載速度，按井下5mm/愈min鍵或就按下10m巖m/min覆。注意觀察鏈材料的強化策和頸縮現(xiàn)象事，記錄荷載東極限值。哪6．儀器復(fù)期原友實驗完后要賽使儀器復(fù)原兄，尤其是要叨使釀x依-懶y拖記錄儀的筆灑開關(guān)置于U患P，霜Y電2或湯Y坊1軸和棒x絨軸的輸入開亡關(guān)置于ZE蓋RO以防止剛畫筆亂畫亂剛動。透7．鑄鐵拉堂伸試驗閘

操脫作步驟與低涌碳鋼試驗基夫本相同，不貓同之處有：耗

（漠1）速度選排擇置于2m酷m/min違直至斷裂。晌

（賺2）在實驗耗中注意讀取凡荷載極限值兇。噸8．低碳鋼蜓壓縮實驗銹其操作步驟效與拉伸時基畢本相同，不撫同之處有：雅

（鉆1）試件放跟于下壓頭的脫中心處，移線動橫梁使上繩壓頭逐漸接半近試樣。但礙不能接觸試岡樣。做

（建2）調(diào)好荷洲載單元，用棒壓力傳感器淘，量程為1桌00kN。拔

（茶3）用速度視2mm/m駁in加壓，峽使上壓頭接曲觸試樣（荷四載單元可顯刻2～3kN鄰的預(yù)壓力）么。然后安裝金位移傳感器曾芯軸支持平味臺。喬

（梢4）試驗速銹度在屈服前幻用2mm/躲min，屈貓服后用5m愧m/min弟。遲

（顏5）試樣不必會斷裂，曲滅線畫到一定仆程度即可結(jié)嘩束試驗；在額實驗中注意膛讀取屈服時姨的荷載值。犬9．鑄鐵壓蘆縮實驗朽

操善作步驟與低怪碳鋼壓縮相指同，不同的鋸是試件破斷俊后停機。泊季10．其它潑

（感1）兩根拉喝伸試件的駱P彩——Δ猜L悠曲線繪在一攤張圖紙上，碎兩根壓縮試飄件的頂P絨——Δ飲L丸曲線繪在一茶張圖紙上。倚因為它們的您坐標(biāo)相同好撤作比較。聰

（狐2）全部實申驗完畢后，關(guān)機器和儀器齊的各開關(guān)按磨鍵應(yīng)置于原垃始位置，然蒼后關(guān)掉電源潔。富六、預(yù)習(xí)思經(jīng)考題放1．試比較菊低碳鋼和鑄緒鐵在拉伸時溪的力學(xué)性能屈。喬2．壓縮時寄為什么必須嘩將試件對準(zhǔn)巡試驗機壓頭蝶的中心位置饒，歉如沒有對中春會產(chǎn)生什么深影響？靈3．說明鑄獅鐵和低碳鋼括斷口的特點務(wù)。史

4塵．低碳鋼和慮鑄鐵在拉伸誠、壓縮中，墾各要測得哪畜些數(shù)據(jù)？觀拍察哪些現(xiàn)象葬？

宣基本實懂驗

2地

低碳鋼拉幸伸時彈性模倍量E與泊桑佳比μ的測定駝實驗總一、實驗?zāi)繃W的故

①虎學(xué)習(xí)使用概雙向引伸計共測量材料的雕彈性模量取E支和泊桑比句μ膛。禽

②捏學(xué)習(xí)使用淡電阻應(yīng)變儀抱。朵

③他再次熟悉趕電子萬能試粒驗機的使用旦。異二、儀器設(shè)加備屋電子萬能試仿驗機、電阻咬應(yīng)變儀、雙暗向引伸計。葛三、雙向引現(xiàn)伸計簡介遙

雙疫向引伸計是繡用于測量材定料拉伸試件遭變形的一種例裝置，其特鞏點是能同時叫測量試件的飼軸向應(yīng)變和撕橫向應(yīng)變。異雙向引伸計局外形結(jié)構(gòu)及魚其與試件的指安裝關(guān)系見糾圖2—3。違由于雙向引呢伸計是一個杜嬌弱的儀器她，可調(diào)范圍義小，裝卡時畏易損壞，故遮不由學(xué)生裝響卡，在這里海也就不介紹弟雙向引伸計丸的裝卡過程竹。雙向引伸煉計主要由喝A萍、歪B曲、狡C夜、角D躺桿、主體和陣弓形曲板組落成。圖中迅A跌、潮C炭桿間和轟B存、爹D腸桿間用于測昌量試件軸向置應(yīng)變度量，板弓形曲板是尖測量試件橫追向應(yīng)變的彈新性元件。鵝圖2—3

織雙向引伸貍計與試樣（黑尺寸單位：舌mm）廉當(dāng)試件承受靠軸力伸長時讓，裝夾在試津件上的雙向扛伸計的碑A偽、歷C漁桿和控B佳、基D嚷桿懸臂距離對隨之變化，吹由于譜C炒桿和途D獅桿的剛度大模，可以認(rèn)為捷不變形，而顧A嗎桿和書B陵桿在軸向厚黃度很小，因籍此試件受力暴后的伸長量斯引起合A占桿和凝B良桿的彎曲變護形，在現(xiàn)A從桿和售B紗桿的根部粘碗貼有應(yīng)變片眉，并組成電跑橋線路。當(dāng)捕A違、者B仍桿產(chǎn)生彎曲箭變形時，電默橋就有電信霧號輸出，經(jīng)叢過換算可以植得到試件的淺縱向應(yīng)變值笨。試件承受即軸向拉伸后哀，橫向尺寸蕉要減小，即扶A萬、痛B疏桿及螺C衫、僵D監(jiān)桿間的距離暴縮短，這時川貼在弓形曲怕板上的應(yīng)變澇片被拉伸，醒電橋就有電鞠信號輸出，奔經(jīng)換算后可盒以得到試件鋒的橫向應(yīng)變棗值。暴

試夸驗加載方式趕，采用加一西初載后，按雅等量荷載遞液增加載的方居法，其每次昏的荷載增量鈴為一常值Δ罷P把。在每一級婦荷載下，電量阻應(yīng)變儀輸董出縱向應(yīng)變殿值和橫向應(yīng)旱變值，進而片可得與Δ鍵P鼠對應(yīng)的縱向筆應(yīng)變增量危和橫向應(yīng)變辯增量懷。為了保證弟測量的可靠鑒性，需重復(fù)邪做三次試驗巾，選其中一醫(yī)次線性較好病的數(shù)據(jù)計算抽平均應(yīng)變值殼與臉。后

平繁均應(yīng)變增量講必須乘以轉(zhuǎn)菠換系數(shù)，才題能得到試件盛的真實應(yīng)變守增量，即擇注意貍：嗓式中的然，對于每一序只雙向引伸貞計來說都不臣相同）從而餃可以計算出兔材料的彈性刻模量銅E園值和泊桑比出μ竭值：營四、實驗操自作步驟嶄1．SY-倚Ⅲ型應(yīng)變儀侵調(diào)試壁

（藝1）把雙向先引伸儀裝卡移在試件上，蓋并把試件夾轉(zhuǎn)于萬能試驗伶機的上、下篩拉伸夾頭中困。扎

（拿2）把雙向待引伸儀的引菌線妖A勉、罷B窮、照C抓、紀(jì)D狠分別接于應(yīng)瞎變儀背板上推A謝、粘B帳、編C宅、膏D慕柱上。嚼

（很3）應(yīng)變儀綢按鍵置于“陷系數(shù)”位置些，用改錐調(diào)粘節(jié)系數(shù)電位螞器，使其顯軋示值為10茶00口。咽

（峽4）按下系腹數(shù)鍵，把應(yīng)途變儀按鍵置默于“調(diào)零”白位置，用改戒錐調(diào)節(jié)調(diào)零抄電位器，使洪其顯示值為購零或±1圍均可。惰

（浪5）按下平音衡鍵，用改使錐調(diào)節(jié)調(diào)零種電位器，使治顯示值為零燥或±1旋均可。

囑

（凈6）應(yīng)變儀煙調(diào)試工作結(jié)專束后，等待紹加載讀數(shù)。皮2．WD-咽10A萬能縫機的調(diào)試需

（眾1）負(fù)荷單服元：按下“貿(mào)2”、調(diào)零季、標(biāo)定。奔

（攝2）速度單鎮(zhèn)元：按下“餅2mm/m帶in”鍵。衫廟3．加載順業(yè)序含客

5kN貞——100租mV或擊5kN——取10mV鍛飛

10k普N——20垂0mV或霜10kN宰——20m歪V脫忍

15k埋N——30顏0mV或斃15kN餐——30m術(shù)V沃繞

20k責(zé)N——40追0mV或召20kN峰——40m邀V蕩4．實驗昨操作念

（草1）在“速叉度單元”按效“下降”按怪鈕進行加載私。負(fù)載表顯午示為規(guī)定數(shù)囑值時，按“頭?！卑粹o，詢分別在應(yīng)變伸儀上讀出縱拾向應(yīng)變值和區(qū)橫向應(yīng)變值涼。宣（2）重復(fù)彼（1）的操瓣作方法，繼則續(xù)加載，讀壘取縱、橫向嚇應(yīng)變值。霜（3）實驗燃完畢。卸負(fù)避荷：按速度然單元的“上永升”按鍵，櫻負(fù)荷顯示為鴿“0”左右城時，按“停課”按鈕，松喜開下拉伸夾煮頭，關(guān)閉試籌驗機及應(yīng)變幟儀電源。奔五、預(yù)習(xí)思違考題蛋1．試驗時肺為什么要加喪初荷載？類

2蛇．測定祥E休值時，最大患荷載如何確綁定？為什么尸應(yīng)力不能超顏過比例極限須？禿

3逮．代電阻應(yīng)變儀辣是以什么原嫁理制造的？泰專門用來測偽試何種參量縮？能否直接遵測得“應(yīng)抗力”？磨基本實破驗

陷3練矩形梁純彎僚曲時正應(yīng)力巾分布電測實爬驗悄一、實驗?zāi)烤毜?/p>

危

1銷．學(xué)習(xí)使用仁電阻應(yīng)變儀盯，掌握測試瓦技能。稱

2爭．測量純彎鑄曲梁上應(yīng)變類隨高度的分怖布規(guī)律，驗看證平面假設(shè)變的正確性。墨二、儀器設(shè)半備向

彎避扭試驗臺、待電阻應(yīng)變儀聚。龍圖2—8

視純彎曲試窄驗裝置動三、彎扭試鳳驗臺僻彎扭試驗臺芬可以做彎曲咸試驗、扭轉(zhuǎn)銜試驗，以及茶彎曲-扭轉(zhuǎn)托的組合試驗糕。這里暫時橋只敘述其彎丸曲試驗部分提，其純彎曲繩的加載系統(tǒng)專如圖2—8照，試樣簡支擊于留A鹽、站B獲兩點。在對燦稱的泊C科、滅D喜兩點通過拉煮桿和橫桿螺華旋加載使梁產(chǎn)產(chǎn)生彎曲變灶形，能CD川段試件受純腳彎的作用。庫采用轉(zhuǎn)動手腦輪使螺旋下千移加載，總索荷載的大小送用荷載傳感后器來測量。崇試件的受力由如圖2—9速。負(fù)圖2—9

庭試件的受猴力圖叢四、純彎曲鼠梁電測實驗數(shù)原理腿飼循已知試件受抵純彎時的正脂應(yīng)力公式為間：崇式中，M為咸橫截面上的洞彎矩，Iz至為梁橫截面撓對中性軸z山的慣性矩，滑y為由中性旅軸到欲求應(yīng)蓮力點的距離廁。調(diào)

本尼實驗在施加憲初荷載后，縱采用逐級等項量加載的方夠法，每次增仰加等量的荷夢載為ΔP，弦測定各點相犁應(yīng)的應(yīng)變增獅量一次，分零別取應(yīng)變增繳量的平均值跪把乖與理論公式觀算出的應(yīng)力孩增量春加以比較，到從而可驗證胃公式的正確謀性，上述理教論公式的Δ出M按下式求微出：槍五、電阻應(yīng)丈變片的粘貼誰位置拆電阻應(yīng)變片盤及電阻應(yīng)變謀儀的有關(guān)說撇明請參看指極導(dǎo)書的第一到部分。為了田測量應(yīng)變隨命試件截面高轎度的分布規(guī)殃律，應(yīng)變片逗的粘貼位置談如圖2—1危0。這樣可肺以測量試件阻上下邊緣處派的最大應(yīng)變皮和中性層無俊應(yīng)變的特殊梢點，及其它抽中間點便于辛了解應(yīng)變沿挑截面高度變泛化的規(guī)律。棒六、SY-延Ⅲ型數(shù)字應(yīng)木變儀及DS羊P-10型朗平衡箱操作控使用方法詢應(yīng)變儀的使兇用方法見第餓一章有關(guān)內(nèi)俘容。照七、試驗結(jié)明果的整理姻1．求出各鉆測量點在等隙量荷載作用臂下，應(yīng)變增伍量的平均值判。蹤2．以各測潮點位置為縱緒座標(biāo)，以應(yīng)鍋變增量為橫惡坐標(biāo)，畫出即應(yīng)變隨試件鋤高度變化曲果線。桂3．根據(jù)各乎測點應(yīng)變增經(jīng)量的平均值迷，可計算出汪測量的應(yīng)力循值。耳4．根據(jù)實慣驗裝置的受黑力圖和截面宿尺寸，應(yīng)用霉彎曲應(yīng)力的界理論公式，狡可計算出在浪等量荷載作轎用下，各測托點理論應(yīng)力耗值。般5．比較試侵件上下邊緣仔處的理論計扭算值和試驗縱測定值，并礎(chǔ)計算相對誤桿差，其計算吩公式為：紛6．比較梁揉中性層的應(yīng)拌力。由于電秤阻應(yīng)變片是讓測量一個區(qū)址域內(nèi)的平均稻應(yīng)變，粘貼觀時又不可能戶剛好貼到中隸性層上。所塘以只要實測寧的應(yīng)變是一元個很小的數(shù)模值，就認(rèn)為刻測試是可靠國的。統(tǒng)八、預(yù)習(xí)思份考題晃1．影響實過驗結(jié)果準(zhǔn)確柜性的主要因林素是什么？勇2．在中性標(biāo)層上理論計誤算應(yīng)變值土，這是為什暈么？料基本實質(zhì)驗

炮4族短彎扭組合作云用下的電測尋試驗慮烤一、實驗?zāi)筷J的慘

1建．用實驗方付法測定平面遺應(yīng)力狀態(tài)下拜一點處的主冬應(yīng)力。冷

2柄．在彎扭組蜘合作用下，饒用電測分離羞法單獨測量翅彎矩和扭矩輝。舟3．進一步隨熟悉使用電寬阻應(yīng)變儀的吸測量方法。禍二、儀器設(shè)竿備畏彎扭試驗臺摔，電阻應(yīng)變景儀。層三、彎扭試燒驗裝置樣彎扭試驗臺叫用于彎曲試值驗，已在上酬一節(jié)中談到杯。現(xiàn)在主要崖敘述其彎扭絕組合試驗系振統(tǒng)，其彎扭參加載的裝置異如圖2—1獸1。彎扭試孫樣的一端固儉定于機架上富，另一端在躬垂直于軸線廊的方向上連膚接有一扇形激加力桿，由奉鋼絲繩繞扇蒜形桿的園弧幫端面，與加熔載系統(tǒng)相連保。這樣的做冊法是使試樣石發(fā)生較大變皺形時，仍能蜜保持加載的濱力臂不變。治加載和卸載智用旋轉(zhuǎn)加載緞手輪來實現(xiàn)蛇，荷載的大噸小由傳感器洽將信號送出布，經(jīng)放大后玉顯示。為了宰使在荷載不礎(chǔ)太大的情況逗下產(chǎn)生較大帽的應(yīng)力，彎田扭試樣選用豐薄壁圓管截羅面，管狀試怒樣的受力如繼圖2—12觸。逼圖2—11愿

彎扭試護驗裝置圖皇四、彎扭組辮合作用時主辟應(yīng)力的測量啄1．應(yīng)變片捐布置類由圖2—1熔3可看出，扯A肯點與治C螞點單元體都形承受由譯M桿產(chǎn)生的彎曲或應(yīng)力褲σw彼和由扭矩浩Mt摩產(chǎn)生的剪應(yīng)欠力岡τ杏的作用?？錌貌點單元體處馳于純剪切狀賊態(tài)，其剪應(yīng)拜力由扭矩報Mt株和剪力孤Q尺兩部分產(chǎn)生惡。這些應(yīng)力奧可根據(jù)下列袖公式計算。百圖2—12勿

試樣受極力圖（尺寸底單位：mm卡）件迫濕李從上面分析悟看來，在試鉛件的財A懲點、督B池點、賢C瓶點上分別粘職貼一個三向悅應(yīng)變片如圖猜2—14，坑就可以測出槍各點的應(yīng)變藏值，并進行下主應(yīng)力的計軌算。兔梅智爛僵圖2—13溝

單元體和圖

滅閱立

圖2乘—14

物應(yīng)變片的布趴置戲2．實驗主務(wù)應(yīng)力的計算堪電阻應(yīng)變片耐的應(yīng)變測量漲只能沿應(yīng)變箏片軸線方向逝的線應(yīng)變。廈按圖2—1禽5的應(yīng)變片啦和坐標(biāo)，能撲測得廳x嚼方向、趁y輩方向和45墾°方向的三栽個線應(yīng)變個。為了計算工主應(yīng)力還要攤利用平面應(yīng)佩力狀態(tài)下的蝕虎克定律和銷主應(yīng)力計算弱公式，即貌圖2—15科

應(yīng)變片丑和坐標(biāo)勿笑奸估鞠計算中應(yīng)注針意應(yīng)變片貼我片的實際方翻向，靈活運編用此公式。義3．實驗步收驟書實驗中加載蛙過程和應(yīng)變殃讀取方法與杠純彎曲實驗蜓相同，請參極閱前面有關(guān)率內(nèi)容。舊五、截面內(nèi)路力的分離測縱量爽

在稈工程實踐中慘應(yīng)變片電測醉方法不僅廣盯泛用于結(jié)構(gòu)挖的應(yīng)變、應(yīng)鄉(xiāng)力測量，而梁且也把它當(dāng)障作應(yīng)變的敏章感元件用于擋各種測力傳逝感器中。有扛時測量某一開種內(nèi)力而舍啄去另一種內(nèi)私力就需要采坑用內(nèi)力分離礦的方法。淹貿(mào)1．彎矩踐的測量常

在扇彎扭組合的字構(gòu)件上，只株想測量構(gòu)件握所受彎矩的姨大小，可利只用應(yīng)變片接萄橋方法的改零變就可實現(xiàn)化。猶圖2—16瑞

測量彎借矩的接橋方梁式歐利用圖2—輕16的應(yīng)變息片布置，選艷用虜A改點沿軸線方莖向的應(yīng)變片敗接入電橋的貿(mào)測量橋臂幟A艱＇笨B床＇，選用絨C惠點沿軸線方償向的應(yīng)變片返接入電橋的完溫度補償臂串B稍＇理C鄙＇，這樣組童成儀器測量選的外部半橋干如圖2—1痛6。映

此妖接橋方式，抄A超片受彎曲拉敗應(yīng)力，孤C恥片受彎曲壓輝應(yīng)力，而測遮量結(jié)果與扭湖轉(zhuǎn)內(nèi)力無關(guān)舞。又由于分督別接于相鄰跟橋臂，既可懼以滿足溫度揚補償?shù)囊蠖?，還使應(yīng)變致讀數(shù)增加一炒倍。這樣就露可計算出彎紅矩的大小，術(shù)然后與理論崗計算相比較臂?；?．扭轉(zhuǎn)力更矩的測量亭圖2—17崗

扭轉(zhuǎn)力更矩的測量灑在彎扭組合索的構(gòu)件上，秒只想測量構(gòu)險件所受的扭艘轉(zhuǎn)力矩，也年可利用應(yīng)變?nèi)杵慕訕蚍阶质絹韺崿F(xiàn)。表以圖2—1返7中四B慶點的應(yīng)變片柔為例，將職B迷點沿軸線呈詠45°的兩雷個應(yīng)變片接珍入相鄰的兩昨個橋臂如圖劈2—17。隔由于排B勉點處于彎曲網(wǎng)的中性層，艙所以彎矩的恥作用對應(yīng)變月片沒有影響優(yōu)。在扭轉(zhuǎn)力怎矩作用下,透應(yīng)變片僑a當(dāng)受到伸長變凈形接于橋臂勉A億＇玩B燭＇，應(yīng)變片魔b旦受到壓縮變歲形接于橋臂斑B榆＇游C葛＇。由于接掏入相鄰橋臂再既自身溫度爽補償，又使體應(yīng)變讀數(shù)增邪加一倍。此握處彎曲剪應(yīng)胖力較小而未鬧加考慮。府再根據(jù)廣義窄虎克定律求氧得診。由于在純輛剪切狀態(tài)下歪，則可進一對步計算出內(nèi)售力——扭轉(zhuǎn)烤力矩。燙

除坐了以上接橋刪之外，利用較A至點或士C絮點的應(yīng)變片放也要組成同子樣功能的電撤橋來測量扭渾轉(zhuǎn)力矩，現(xiàn)僵以參A矛點來說明，衛(wèi)在只有彎矩朱的作用下，谷A洞點沿軸線呈須±45°的寺方向上的伸扶長是相等的辨，即閑a廉片五b股片伸長量相宇等而連接于壁電橋的相鄰客臂，則相互浙抵消電橋輸盾出為零，其礎(chǔ)道理與溫度司補償是一樣后的。所以如泉此接橋方式志可消除彎矩棗的影響，而落只測量出扭寸轉(zhuǎn)力矩。止皆3．操作與鍵結(jié)果計算盞（1）實驗代方法與純彎直曲電測應(yīng)力柱相同，只是樓應(yīng)按現(xiàn)在目軌的將應(yīng)變片藍(lán)接入預(yù)調(diào)箱燒。豎

（腹2）計算內(nèi)室力時應(yīng)寫出刻計算的各步攏驟，不能只衫寫出答案?？?/p>

（早3）最后要漿比較測量值嬌與理論值的斗相對誤差。吊由于實驗中章各種因素影貧響，誤差在壽10%以內(nèi)興都是正常的狠。足六、預(yù)習(xí)思池考題嘗

1涉．主應(yīng)力測坡量時，直角拆應(yīng)變花是否弓可以沿任意倍方向粘貼？練為什么？炮2．電測實懂驗中，采用鄙半橋測量時句，為什要溫涌度補償片？年全橋測量時之，為什么不泡要溫度補償辭？妨基本實霸驗

戚5田壓桿穩(wěn)誼定實尼驗予一．實驗?zāi)啃值呐?.觀察塊并用電測法乎確定兩端鉸磨支撐條件下拖細(xì)長壓桿的曲臨界力猶。左2.理論瓣計算兩端鉸炒支撐條件下趟細(xì)長壓桿的悅臨界力叨并與實驗值狂測試值進行夠比較。誕二．實驗儀躲器和設(shè)備半1．拉壓實樣驗裝置一臺效2.矩形臉截面壓桿一火根（已粘貼負(fù)應(yīng)變片）精3．YJ-木4501靜叫態(tài)數(shù)字電阻卵應(yīng)變儀一臺善三．實驗原嚇理和方法瞞洋斬?zé)峥ǚ螆D1弦豐燈雄秒苗決欠圖2幻壓力實驗裝辦置見圖1，胸它由座體1刺，蝸輪加載脂系統(tǒng)2，支朱承框架3，遭活動橫梁4晶，傳感器5管和測力儀6勇等組成。通腹過手輪調(diào)節(jié)撕傳感器和活某動橫梁中間泳的距離，將紛已粘貼好應(yīng)勉變片的矩形導(dǎo)截面壓桿安源裝在傳感器緞和活動橫梁溝的中間，見扔圖2，壓桿痰尺寸為：分厚度h=3逃mm，寬度扁b=20m山m，長度l撇=350m凝m，見圖3史（a），菌材料為65誠Mn，彈性管模量匙E芒=210天GN/m扯2久。潑對于兩端鉸扮支的中心受村壓的細(xì)長桿滿，香其臨界壓力貧為趟般—乖壓桿長度曬—灶壓桿截面娛的最小慣性很矩圖3王假設(shè)理想壓龍桿，若以壓撥力猶P攻為縱坐標(biāo)，挎壓桿中點撓侵度棉為橫坐標(biāo)，譜按小撓度理子論繪出的稍P-鋼腦曲線圖，見訂圖4。當(dāng)壓企桿所受壓力道P瞧小于試件的路臨界壓力買P欣lj彈時，中心受勸壓的細(xì)長桿沃在理論上保斑持直線形狀蓬，桿件處于內(nèi)穩(wěn)定平衡狀蛋態(tài)，在繡P-租灘曲線圖中即信為字O美C段直線；肌當(dāng)壓桿所受塑壓力得時，妄冒抗巷乒樸則漢圖4激晉桿件因喪失增穩(wěn)定而彎曲所，在普P-滲烏曲線圖中即刪為CD段直斯線。由于試片件可能有初找曲率，壓力珍可能偏心，哥以及材料的奧不均勻等因拔素，實際的色壓桿不可能就完全符合中黎心受壓的理哪想狀態(tài)。在爬實驗過程中見，即使壓力恨很小時，桿窗件也會發(fā)生險微小彎曲，趨中點撓度隨譯壓力的增加景而增大。見改圖5，若令撈壓桿軸線為碌x坐標(biāo)，壓忍桿下端點為馳坐標(biāo)軸原點俯，則在眉處嘴橫截面上的視內(nèi)力為軌瘦榜，漿稍安精甚趙橫截面上的齊應(yīng)力為親繞圖5守在饑處沿壓桿軸們向已粘貼兩伯片應(yīng)變片，唉按圖3（b朋）半橋測量背電路接至應(yīng)勿變儀上，可吩消除由軸向補力產(chǎn)生的應(yīng)斥變，此時，返應(yīng)變儀測得蹦的應(yīng)變只是關(guān)由彎矩僻M巖引起的應(yīng)變傳，且是彎矩介M射引起應(yīng)變的異兩倍，即畜裁扔墻由此可得測拌點處彎曲正陶應(yīng)力萄并可導(dǎo)出跪處壓桿撓度秧與應(yīng)變儀讀鬧數(shù)應(yīng)變之間齊的關(guān)系式呈樸由上式可見下，在一定的游力雪P胸作用下，應(yīng)渴變儀讀數(shù)應(yīng)撒變薯的大小反映仗了壓桿撓度績的大小，可爐將圖4中的尾撓度雞橫坐標(biāo)用讀肯數(shù)應(yīng)變稼來替代，繪邀制出P-帽曲線圖。當(dāng)銅P輸遠(yuǎn)小于燕時，隨力P桐增加應(yīng)變毅也增加，但些增加的極為酷緩慢（榜OA危段）；而當(dāng)劍力刮P像趨近于臨界疼力P脾lj乖時，應(yīng)變焦急劇增加（上AB薄段），曲線嘆AB弦是以直線慎CD隨為漸近線的餓，因此，可匯以根據(jù)漸近庫線CD的位紀(jì)置來確定臨范界力禁。搬四．實驗步闖驟完1.將壓恩桿安裝在兩叨端鉸支承中踩間；凳2.接通期測力儀電源晨,讓將測力儀屯開關(guān)置開；父3.按圖綠3（b）半有橋測量電路梅將應(yīng)變片導(dǎo)否線接至應(yīng)變糖儀上鬧4.檢查愉應(yīng)變儀靈敏頃系數(shù)是否與號應(yīng)變片一致貢，若不一致穿，重新設(shè)置劇刷榨退刊德亮票倦揚挖饑膀5控.在力婦P航為零時將應(yīng)摘變儀測量通圣道置零鐵6版.旋轉(zhuǎn)手火輪對壓桿施無加載荷。要蹦求分級加載構(gòu)荷，并記錄炭P食值和蜂值，在服P鴨遠(yuǎn)小于株段，分級可術(shù)粗些，當(dāng)接筐近飲時，分級要魂細(xì)，直至壓蔥桿有明顯彎要曲變形，應(yīng)姜變不超過1喚000縣。任五．實驗結(jié)奏果處理放1.根據(jù)留實驗設(shè)計實蒸驗數(shù)據(jù)記錄絨表格濫2.繪制話P-緣試驗曲線，也確定臨界力啟測試值質(zhì)3.計算盡兩端鉸支的績臨界力值六．討論造壓桿臨界力涼測定結(jié)果和副理論計算結(jié)悶果之間的差盾異主要是由覆哪些因數(shù)引令起的？囑記錄晌表睬序號宇載荷孝讀數(shù)應(yīng)變（估με渾）禾P界Δ乎P丘ε持Pd社Δε跑Pd搏1跪2塌3煤4屋5殲6余7點注：表格可菠根據(jù)需要添筆加葬建筑力學(xué)主榴要的試驗設(shè)苗備團1、數(shù)控電恩液伺服試驗需機量該試驗機為燃一臺特制設(shè)茶備，主要用團于研究生教眠學(xué)和科研，膛可以對試件挺同時施加縱銳向、橫向和頂軸向載荷，玩即可。推加靜載也可翁加動載，目襲前在該試驗向機上可以完墳成：昆1、模擬列率車通過彎道卸時，在車輪態(tài)隨機荷載作昏用下鋼軌的權(quán)疲勞試驗戲2、車輛彈溫簧和橡膠彈躁簧的疲勞試館驗功3偽、拉壓桿件會的疲勞試驗騾密4、拆下作箏動器，另加鮮框架等可作連多點結(jié)構(gòu)試欣驗。鄙主要技術(shù)指拼標(biāo)：擊暮1、掌最大動態(tài)試舍驗力：＋5箏00KN寬，試驗力精呀度：＋1%死,可以分塞為1、1/廳2、1/5澇三檔衰捕減。盯2嘴、主作動器拉行程：S真＝＋100暫mm，位概移測量精度組：＋1%細(xì)，可以分為類1、1/2觀、1/5三棕檔衰減。恩3貪、頻率范圍激：0.1細(xì)-18Hz開坦4旋、整機按照繞頻率8Hz剩，振幅可以妄達(dá)到＋1m趣m的技術(shù)指軟標(biāo)進行設(shè)計快和油源配置嬌。鋒5魂、主要試驗酬波形：除正征弦波、三角蘭波、方波、歷斜波以外，泊能輸入列車蕩通過軌道時決采集到的隨可機波（力信記號和加速信晌號）。桃心6獻(xiàn)、試驗空間竹：四立柱框盼架結(jié)構(gòu)，底丈板長度方向泳滿足250轎0mm軌枕說構(gòu)件的試驗概及1200躺mm鋼軌的槽試驗，高度促方向有效鋸2、NDW懂31000拾微機控制電仙子式扭轉(zhuǎn)試作驗機翻該渣機主要是微親機控制的電當(dāng)子式扭轉(zhuǎn)試獅驗機，能夠描自動測量抗位扭強度、屈疏服點，配備奴扭角計可測確量切變模量剖、規(guī)定非比器例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力你試驗機配有抹全數(shù)字測量激控制系統(tǒng)，廢性