实验力学复习题

1、复习题1.某应变片横向效应系数为H=3% ,灵敏系数在00 .30的梁上标定。现将其用于铝(卩=0. 36)试件的应变测量，设有三个测点，应变 片的安装方位和测点处的应变状态分别使：(1) X y；( 2) x1(3) x y。试计算每种情况下由于横向效应造成的应变读数的相对 误差。100% ,YXYXy解：e=He=3% X 0.30-( - 1)(2) 当x y时，(1) 当=0.039=3. 9%。Y 1 ,XoYXe=3% X 0. 36 - 0.30 =0. 18%。e=3% X (1-0. 30)=2. 1%(3) 当2.简述横向灵敏度、绝缘电阻和零点漂移的概念。(1) 轴向灵敏系

2、数与横向灵敏系数之比叫做横向灵敏度，记为H , 是衡量横向效应大小的一个参数，横向灵敏度越大，横向效应就越大。(2) 贴在构件上的应变片的引出线与构件之间的电阻叫绝缘电阻， 记为Rm。它是检查应变片粘贴质量以及粘结剂是否完全干燥或固化的重 要标志。(3) 在温度保持恒定、试件没有机械应变的情况下，贴在试件上的应变片的指示应变随时间变化的现象叫零点漂移，简称零漂，记为P。3 .一应变片粘贴于轴向拉伸试件表面，应变片的轴线与试件轴线平行。试件材料为碳钢，弹性模量为E=210GPa，应变片的阻值为 R=120 Q,灵敏系数为 K=2. 00。若加载到应力c =300Mpa时，应变片的阻值变化是 多少

3、？解：由一K 得：RR K R=2.00 X( 300 - 210000)X 120= 0.34 (欧姆)。4.对构件表面某点进行应变测量，为修正由于横向效应引起的误差，用了一个90应变花，横向效应系数为 H=3%，灵敏系数在 0.30的梁上标定。且两个方向上的应变片对应的应变仪读数分别为1250（131.43解：根据公式190)和250(251.69,则这两个方向上的真实应变分别为）901H (1 H 2 (10H (2 (1 HH /90 )/90H /0)精选5 .简述应变片的粘贴和防护的步骤。一、贴片器材的准备。二、应变片的准备。包括（1）外观检查，（2）阻值分选，（3）标中心线。三、

4、构件贴片表面的处理。包括（1）打磨，（2）划线定位。四、贴片。包括（1）擦洗贴片表面，（2）选好方便的姿势，（3）涂胶和放片， （4）按压。五、干燥固化。六、粘贴质量检察。包括（1）检查粘贴位置、粘结层，（2）测阻值，（3）测绝缘电阻。七、导线的焊接与固定。八、应变片的防护。6 .全等臂电压桥桥压为 U，四个桥臂电阻的灵敏系数为K，应变分UK别为 1、2、3和 4。则桥路的输出为（ U -4 （ 1 2 3 4）,应变仪的读数为（ d= 1 2 3+ 4)。8 .动态应变仪的标定方法有几种？简述其方法和原理 答：主要有两种:R的桥臂上并联一个精密的大电阻Rc，则该（1）桥臂并联电阻法 在测量电

5、桥的接工作片 桥臂电阻的相对变化为RR cRcRc设应变片的灵敏系数为 K，则 R / R对应的标准应变为R / R 1 / RB kF（_R 兀）（压应变）此时记录器记录值 yc与朝的比值 ye就等于单位记录值对应的应变。即 波形图的比例尺。标定要在测量前或测量后被测构件不受力的情况下进行。（2）标定电桥法设计一个提供标定信号的电桥，叫标定电桥。在测量前或测量后，通过转换开关将标定电桥接入放大器，然后改变标定电桥的桥臂电阻，产生相应数值的标准应变，此时记录仪上显示的记录值就与这个标准应变相对 应。10. 简述静态应变测量的步骤。一、明确测量目的，选择测点位置和确定布片方案（总体设计）二、确定

6、测量片的布片方位、片子种类和接桥方法三、选择应变片和测量仪器，进行必要的性能测试（实验室准备工作）四、贴片、布片、防护和线路检查（现场准备工作）五、应变仪的调试和加载测量（实测）。11. 图1是粘贴于拉伸试件上的四枚相同的应变片，（a）、（ b）、（c） 、（d）是四种可能的接桥方法 （R为固定电阻），试求（b）、（c）、（d） 三种接法的电桥输出电压相对于接法（a）电桥输出电压的比值（不 计温度效应）。解：（a）1U（b）的输出电压为3）UK（2 1）（13）,电 压 为U UK(14234)0( 13，24)，(d)的输出电压为:UK(4(1UK(24(21UK2(142 2)l4)(13

7、，24，21)(U)b(U)aUK(24UKi)(U)c(U)a乎2(14UKT 10UK41图2所示的悬臂梁已粘好四枚相同的应变片，在力(U)d，(U)a2(112.应怎样接成桥路才能分别测出弯曲应变和压应变 接入固定电阻)？(不计温度效应。P的作用下， 桥臂可图2/IZ977?p4(a)(1)测弯:(a)U 叫 14P；(b)3= 4=- M + ；UK(2 m )，4(b)U42)T(4 M44 avi = a, “do测压:4RB(b)(a)其中两个R为补偿片(2)(a)UUK4-(13)UK(24P),2 a=a,dP = 2o(b)UUrabU (ripR1M )(R3PR3M )

8、4rab4RiR3又RiR3, 1RipR3P ,RmR3MUU 2ripUripU K p ,4P42R14Riopd13.图3所示为轴向拉伸杆件， 试分别用补偿片补偿法和工作片补偿法测轴向应变，要求画出应变片的粘贴方位及电桥连接方法，并导出要测的应变与应变仪读数之间的数量关系。PPU UK(U,( 12344)UKUK1 ，44所以有：d工作片补偿法.UK zUK r /“UK. 、nU( 1234) ()(1 )444所以有：d (1),d1。14 .图4所示为纯弯曲试件，试分别用补偿片补偿法和工作片补偿法测轴补偿片补偿法:B图4补偿片补偿法工作片补偿法1工作片补偿法2向应变，要求画出应

9、变片的粘贴方位及电桥连接方法，并导出要测的应变与应变仪读数之间的数量关系。补偿片补偿法:U孚（14工作片补偿法U牛（141：4）UK4UK,所以有:)所以有：d工作片补偿法U牛（12:4）)牛(1所以有：d(115.图5所示为纯扭转试件，试用工作片补偿法测主应变，并要求画 出应变片的粘贴方位及电桥连接方法，并导出要测的应变与应变仪读数之间的数量关系。成土 4590 应变花，采用半桥接法。UK（2 ）。所以有：d 2 , 亍。42试用分别测出由拉伸和弯曲引起的 并导出要测的应变与两个敏感栅分别沿与轴线工作片补偿法：在圆轴表面任意一点处贴一个 方向（即两个主应变方向）16.UK（ 1 2）uk【（

10、） 44尸人 r 1 J1图6图6所示为拉弯组合试件，应变，要求画出应变片的粘贴方位及电桥连接方法， 应变仪读数之间的数量关系。(1)测弯:E 1= E MU UK(14(2)测压：+ E P； E 2= E M + E P；UK /o(2 m)， 2 E M = E d, 42)Rtii口 hB星RI1o 祁 WiHL 丹图10-Vr r1工匸7 3图1设第i个应变片感受的应变为1i (i= 1, 2, 3, 4),由P产生的压应按图1所示方法贴片。按图 2所示方法接桥变PY、Pr产生的弯曲应变iPrW、Pt产生的弯曲应变联W和扭转应变8tN、Pd产生的压应变iPd 丫和弯曲应变iPdW组成

11、，即i iPYiPrWitW itNiPdYiPdW( i= 1234)(1) 其中， 1 PY2 PY3PY4 PY(2)Pr作用产生弯曲时，R2和R4感受的应变符号相反，而R1和R3在中性层上，感受的应变为0,即卩1PrW3PrW, 2PrW4 PrW(3)Pt作用产生弯曲时，R1和R3感受的应变符号相反，而R2和R4在中性面上，感受的应变为(4)0，即1tW3tW ,2tW4tW01tN3tN2tN4tNN 45(5)1PdY2PdY3PdY4PdY(6)Pd作用产生弯曲时，R2和R4感受的应变符号相反， 而R1和R3在中性 面上，感受的应变为 0，即1PdW3PdW,2PdW4PdW(

12、7)按图2的接法，应变仪的读数为:d1243(8)将（1 ）(7)代入(8),经整理得：d4 N 45,dN 45422. 简述动态应变测量的步骤。一、明确测量目的，选择测点位置和确定布片方案（与静测相同）二、选择应变片和测量仪器，进行必要的性能测试。三、贴片、布线、防护和线路检查。四、应变仪的调试和加载测量。画出正交平面偏振光场的光路图26.分别画出双正交圆偏振光场（暗场）和平行圆偏振光场（明场） 的光路图。五、波形的分析和计算。时20卩对应的标高为X 485=9700 （讥。24 .集流器有几种？ 答：有四种：Hi=10mm,则Ti时刻的应变是多少？解：200- 10接触式拉线式集流器 碳刷式集流器无接触式水银式集流器感应式集流器23 .在动态应变测量记录的波形图中，Ti时刻的幅高为hi=485mm，标定25.暗场明场27.简述用Tardy补偿法确定非整级次等差线条纹级数的方法。(1 )利用等