[工学]材料力学下5_应变分析电阻应变计法基础2学时.ppt

材料力学,力学与建筑工程学院力学系 2019年4月14日,中国矿业大学（北京）,(70学时),下 册 第五章 应变分析 电阻应变计法基础 (2学时),3,dfafdf,应变分析 电阻应变计法基础,5-1 概述 5-2 平面应力状态下的应变分析 5-3 电阻应变计的基本原理 5-4 应变的测量与应力的计算,4,dfafdf,一、实验应力分析方法的作用：,1.设计时，测定模型的应力或变形，依次来确定构件的合理尺寸和结构形式。 2.工作中，测定构件的真实应力或变形，找出最大应力的位置和数值，以评价工程结构的安全可靠性，并为提高设备的工作能力提供依据。 3.对破坏或失效构件进行分析，提出改进措施，防止再次破坏。 4.测定外载的大小、方向以及各种动响应。 5.从试验中探索新的规律，并对应力分析理论和计算方法进行校核。,5-1 概 述,5,dfafdf,二、实验应力分析方法简介：,1. 机 械 量 测 法,东汉郑玄(127200)注释的考工记弓人中的测变形图,6,dfafdf,里奥纳多达芬奇(14521519) 此图被认为是最早的材力试验,里奥纳多达芬奇设计的铁丝受拉试验,7,dfafdf,伽利略 (15641642),8,dfafdf,穆申布洛依克 (16921761),9,dfafdf,10,dfafdf,2.其它方法：20世纪初至今，电学、光学、声学和材料科学的发展，为试验应力分析其它测量方法的产生创造了条件。于是，电阻应变法、普通光弹法、全息光弹法、云纹法、散斑法、声发射法等方法都有了快速发展和广泛应用。,11,dfafdf,这里所指的平面应变状态，实际上是平面应力所对应的应变状态，它与弹性力学中所说的平面应变状态不同。 由于最大应变往往发生于受力构件的表面，而表面上的点一般都可按平面应变状态进行分析。,5-2 平面应力状态下的应变分析,12,dfafdf,伸长的线应变和使直角增大的剪应变规定为正,O,B,P,A,13,dfafdf,O,B,P,A,P,A,D,14,dfafdf,O,B,P,A,P,B,D,15,dfafdf,O,B,P,A,P,D,16,dfafdf,17,dfafdf,18,dfafdf,19,dfafdf,20,dfafdf,应变的实测：,21,dfafdf,22,dfafdf,例： 一点处的应力状态如图所示，试用应力圆求主应力。,23,dfafdf,一点处的应力状态如图所示(应力单位为 MPa)，试用应力圆求主应力及其作用平面。,24,dfafdf,一、电阻定律：导体电阻,二、弹性定律：导体受力或变温后，L、A都将发生改变。,三、电阻应变片：, 灵敏系数：,5-3 电阻应变计法的原理及应用,25,dfafdf,四、电桥平衡原理,电阻变化后：,U,R1,R2,R3,R4,I1,2,I3,4,A,B,C,D,电压输出桥,26,dfafdf,五、电阻应变仪,将输出电压转变为应变读数。,27,dfafdf,六、布片：尽可能使片子的方向与主应力方向一致,主应力方向未知时，必须由三个独力量才能确定一点的应力状态。,28,dfafdf,七、主应变与测量应变之间的关系：,29,dfafdf,例1 用45应变花测得一点的三个线应变后，求该点的主应变。,45,x,y,u,30,dfafdf,例2 用60应变花测得一点的三个线应变后，求该点的主应变。,31,dfafdf,八、接桥：,要使应力正负相间；全桥精度高，半桥精度低。常用半桥双臂式桥路。,九、温度补偿：,最好能在桥路中自补偿；否则，要用绝对不受力的温度补偿片。 工作片与补偿片要始终处于同一温度场中。,32,dfafdf,电测法的基本原理,电阻应变片,33,dfafdf,惠斯登电桥:,应变仪的应变读数,34,dfafdf,半桥接线法: 1. 单臂测量,应变仪的应变读数,工作片,补偿片,35,dfafdf,半桥接线法: 2. 半桥测量,应变仪的应变读数,工作片,工作片,36,dfafdf,全桥接线法: 1. 对臂测量,应变仪的应变读数,工作片,补偿片,工作片,补偿片,37,dfafdf,全桥接线法: