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2020年3月26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 127 200 注释的 考工记 弓人 中的测变形图 6 dfafdf 里奥纳多 达 芬奇 1452 1519 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 1564 1642 8 dfafdf 穆申布洛依克 1692 1761 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