材料力學(xué)第九章 吉林

材料力學(xué)第九章吉林第1頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§9.1概述一.為什么要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析1.理論公式都是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),提出假設(shè),通過(guò)幾何、物理平衡關(guān)系推導(dǎo)而來(lái).2.推導(dǎo)出的理論公式再經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證.3.對(duì)某些(受力、結(jié)構(gòu)、形狀)復(fù)雜構(gòu)件,不滿足材力理論公式的條件.4.新理論、新公式、新材料都要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.第2頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的方法1.電測(cè)法-----主要介紹-----做兩次實(shí)驗(yàn)2.光測(cè)法-----實(shí)驗(yàn)課介紹3.涂層法4.X射線法5.比擬法6.全息法第3頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§9.2電測(cè)應(yīng)力分析的基本原理電測(cè)法-----非電量的電測(cè)量方法裝置換算(應(yīng)變)(電阻)一.轉(zhuǎn)換原理構(gòu)件F電阻的變化電壓(電流)應(yīng)變值(應(yīng)變片)(應(yīng)變儀)(記錄器)第4頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.電阻應(yīng)變片商品形式絲繞式金屬箔式基底---絕緣的薄紙,塑料片絲柵d=0.02-0.05mm鎳鉻,鎳銅合金繞成柵引線d=0.15---0.18mm鍍鋦的銅線三部分產(chǎn)品標(biāo)定l---標(biāo)距l(xiāng)=1---20mmlmin=0.2mm阻值R=50---200Ω一般120Ω第5頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.轉(zhuǎn)換原理K----靈敏系數(shù),一般K=2將電阻片用特殊的膠貼在被測(cè)構(gòu)件,預(yù)測(cè)的方向上.實(shí)驗(yàn)表明:電阻變化率與測(cè)點(diǎn)指定方向的應(yīng)變成正比,即:試驗(yàn)中K=2.08第6頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.測(cè)量原理及電阻應(yīng)變儀由于被測(cè)構(gòu)件變形小電阻變化很小通過(guò)儀器放大來(lái)測(cè)量靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理----電橋平衡

[惠斯頓]電橋輸出電壓:ABCEDR1R2R3R4電橋平衡第7頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)產(chǎn)生略高階微量得第8頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電橋輸出利用轉(zhuǎn)換成變換表盤(pán),將因子變化成相應(yīng)的應(yīng)變系數(shù),第9頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2R3R4若Ri為固定電阻，則εi=0R2R1例如，R3和R4為固定電阻，則第10頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R2R1半橋溫補(bǔ)，R2為溫度補(bǔ)償片全橋溫補(bǔ)，R2、R4為溫度補(bǔ)償片，R3和R1應(yīng)變一樣R1R2R3R4第11頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R2R1半橋互補(bǔ)，R2與R1應(yīng)變相反全橋互補(bǔ)，R3和R1應(yīng)變一樣，R2、R4應(yīng)變與R1和R3相反R1R2R3R4第12頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論:轉(zhuǎn)(1)電橋的輸出電壓指示器指針的偏在一定應(yīng)變條件下,橋臂電阻的變化率或應(yīng)變片感受的應(yīng)變成線性關(guān)系,可以從電橋輸出量的大小來(lái)確定應(yīng)變值.(當(dāng)然要知道的關(guān)系),若只有R1為工作片則讀數(shù)值(2)電橋輸出為相鄰兩臂符號(hào)相反,相對(duì)兩臂符號(hào)相同.(3)根據(jù)上述特性,相鄰兩臂可以消除等值同號(hào)成分溫度補(bǔ)償.相對(duì)兩臂可以消除等值異號(hào)應(yīng)變成分提高測(cè)量精度.第13頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.溫度補(bǔ)償受力----變形(應(yīng)變)測(cè)量溫度----變形(應(yīng)變)要設(shè)法消除溫度變化引起的應(yīng)變的原因:(1)溫度變,電阻變.(2)電阻片絲柵材料的溫度系數(shù)與被測(cè)物不同.方法一:橋路補(bǔ)償法由相鄰兩臂相同的電阻片貼法構(gòu)件上溫度下溫度產(chǎn)生的電阻變化(應(yīng)變變化)是同號(hào)的,自動(dòng)抵消,達(dá)到了互補(bǔ).第14頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方法二:溫度補(bǔ)償法相鄰兩臂電阻片貼法材料溫度下受力件(工作片)不受力件(補(bǔ)償片)消除了工作片上由于溫度變化而引起的變,達(dá)到了溫度補(bǔ)償.應(yīng)采用相同第15頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§9.3測(cè)量電橋的接法及其應(yīng)用(1)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償(2)從復(fù)雜變形中測(cè)出所需的應(yīng)變成分(3)盡量擴(kuò)大讀數(shù),以減小誤差,提高精度.布片方案:由受力,所測(cè)內(nèi)容確定.全橋半橋四臂工作兩臂工作接橋方式達(dá)到目的兩臂工作單臂工作第16頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電測(cè)法的主要優(yōu)點(diǎn):(3)靜,動(dòng)均可.(4)高低溫,高壓,液態(tài)下.(5)可遙測(cè).(1)靈敏度高.(2)應(yīng)變片尺寸小,粘貼牢.lmin=0.2mm電測(cè)法的主要缺點(diǎn):(1)只便于構(gòu)件表面應(yīng)變的測(cè)量.(2)測(cè)整體應(yīng)力分布,需很多測(cè)點(diǎn),工作量大.(3)對(duì)應(yīng)力集中的測(cè)量面不夠精確.(4)儀器,導(dǎo)線多,現(xiàn)場(chǎng)易受環(huán)境的干擾.第17頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月純彎曲梁正應(yīng)力的測(cè)量RCRC、半橋互補(bǔ)接法ce=e2rrEEe==sc2ceaFaRCRC、第18頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§9.4二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力方向已知時(shí)的應(yīng)力測(cè)定當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí),沿主應(yīng)力方向貼片,測(cè)出兩個(gè)主應(yīng)變.根據(jù)接橋方式找出讀數(shù)應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變的關(guān)系,再由廣義胡克定律求應(yīng)力.例9.3圓軸扭轉(zhuǎn),已知力計(jì)算公式.R1R2R3R4求,主應(yīng)力.確定布片,接橋方案并導(dǎo)出應(yīng)第19頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2R3R4ABCDR1R2R3R4解:應(yīng)力分析沿與軸線成方向?yàn)橹鞣较?故沿主應(yīng)力方向布片.采用全橋接法.第20頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2R3R4ABCDR1R2R3R4由廣義胡克定律:第21頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§9.4二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力方向未知時(shí)的應(yīng)力測(cè)定第七章第五節(jié)應(yīng)變分析中曾提到應(yīng)變分析在工程中的應(yīng)用,即介紹了應(yīng)變花.若已知任意三個(gè)方向的應(yīng)變,可求任意方向的應(yīng)變或主應(yīng)變.測(cè)第22頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月的分布來(lái)選擇適宜的應(yīng)變花.一般選用便于計(jì)算的值.根據(jù)受力,應(yīng)力第23頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月彎扭組合變形實(shí)驗(yàn):ABlhFABA第24頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.消彎測(cè)扭A將片與片接半橋.量為異號(hào).同號(hào),在該兩方向的分因在該兩方向的分量為故消去了彎曲的第25頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.消扭測(cè)彎AB引起的拉應(yīng)力.半橋,測(cè)得的即彎曲引起的A點(diǎn)應(yīng)變花片受彎曲引起的壓應(yīng)力.將A,B應(yīng)變花上片接成.B點(diǎn)