偏心拉伸实验

A B C D Ra Rb Rt Rt 图 2 2 e RaRb b t 图 2 1 实验二实验二 偏心拉伸实验偏心拉伸实验 一 实验目的一 实验目的 1 测定偏心拉伸试样材料的弹性模量 E 2 测定偏心拉伸试样的偏心距 e 3 学习组合载荷作用下由内力产生的应变成份分别单独测量的方法 二 设备和仪器 同二 设备和仪器 同 7 三 试样三 试样 采用图 2 1 所示的铝合金偏心拉伸试样 Ra 和 Rb 为沿应变方向粘贴的应变 片 另外有两枚粘贴在与试样材质相同但不受载荷的铝块上的应变片 供全桥测 量时组桥之用 尺寸 b 24mm t 5mm 四 试验原理 由电测原理知 1234du I 7 式中 du 为仪器读数 从此式看出 相邻两臂应变符号相同时 仪器读数互相抵销 应变符号相异时 仪器读数绝对值是两者绝对值之和 相对两臂应变 符号相同时 仪器读数绝对值是两者绝对值之和 应变符号相异时 仪器读数互相抵销 此性质称为电桥的加减特性 利用此特性 采取适当的布片和组桥 可以将组合载荷作用 下各内力产生的应变成份分别单独测量出来 且减少误差 提高测量精度 从而计算出相 应的应力和内力 这就是所谓内力素测定 图 2 1 中 Ra 和 Rb 的应变均由拉伸和弯曲两种应变成份组成 即 aFM bFM a b 式中 F 和 M 分别为拉伸和弯曲应变的绝对值 若如图 2 2 组桥 则由 I 7 a 和 b 式得 2 duabF 若如图 2 3 组桥 则由 I 7 a 和 b 式得 2 duabM 通常将仪器读出的应变值与待测应变值之比称为桥臂系数 故上述两种组桥方法的桥 臂系数均为 2 为了测定弹性模量 E 可如图 2 2 组桥 并等增量加载 即 0 1 2 5 i FFiF i 末级载荷 5 F 不应使材料超出弹性范围 初载荷 0 F 时应变仪 调零 每级加载后记录仪器读数 dui 用最小二乘法计算出弹性模量 E A B C Ra Rb 图 2 3 5 2 1 5 1 i dui i i F E bt i 2 1 式中 为桥臂系数 为了测定偏心距 e 可如图 2 3 组桥 初载荷 0 F 时应变仪调平衡 载荷增加 F 后 记录仪器读数 du 据胡克定律得弯曲应力为 c d du MM M zz EE MF e WW 由 c 及 d 式得 duz EW e F 2 2 五 试验步骤五 试验步骤 1 试验台换上拉伸夹具 安装试样 2 力传感器接线 设置参数 将力传感器的黄 兰 红和白四根引线依次接在 0 通道的 A B C 和 D 端 载荷校 正系数为 2 72 载荷限值设置 1550N 3 测弹性模量 E 按图 2 2 将有关应变片接入所选通道 注意 B B 间短接片应脱开 对所选通道 设置参数 桥路形式应与桥路接线一致 即全桥 代号 0 应变片灵敏系数 K 2 23 应 变片电阻 R 120 未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥 然后转入测量状态 每增加载荷 300N 记录应变读数 dui 共加载五级 然后卸载 再重复测量 共测三次 数据列表记录 4 测偏心距 e 按图 2 3 将有关应变片接入所选通道 注意 B B 间短接片应脱开 对所选通道 设置参数 未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥 加载荷 1500N 后 记录应变 du 然后卸载 再重复测量 共测三次 数据列表记录 5 卸载 试验台和仪器回复原状 五 试验结果处理 1 计算弹性模量 E 将三组数据参考表 2 1 作初步处理 从中找出线性关系最好的一组 再用这组数据按 公式 2 1 计算 E 计算步骤列表示出 参考表 2 2 表 2 1 弹性模量 E 数据列表 第一组第二组第三组 i i F N dui dui dui dui dui dui o00 0 0 1300 2600 3900 41200 51500 注 1 1 2 5 duiduidui i 表 2 2 弹性模量 E 数据处理列表 b 24mmt 5mm300FN 2 i dui 2 i dui i 1 2 3 4 5 2 计算偏心距 e