10螺栓组试验

1、机械工程基础实验实验十螺栓组实验、实验目的1测试螺栓组联接在翻转力矩作用下各螺栓所受的载荷;2深化课程学习中对螺栓组联接受力分析的认识；3初步掌握电阻应变仪的工作原理和使用方法。、实验原理(1 )螺栓组静联接实验台的机械结构及实验原理5螺栓组连接实验台结构图1. 手柄；2加载杆；3.载荷传感器；4.被连接件；5.机座；6.连接螺栓；7传感器支撑板 为了便于测试，实验台的螺栓设计成细而长的试验螺栓，每个螺栓上都贴有电阻应变片。可在螺栓测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片电阻应变片，如下图所示。电阻应变仪是利用金属材料的特性，将非电量的变化转换成电量变化的测量仪器，应变测量的转换元件一一

2、应变片，是用极细的金属电阻丝绕成或用金属箔片印刷腐蚀而成，用粘剂将应变片牢固地贴在试件上，当被测试件受到外力作用长度发生变化时，粘贴在试件上的应变片也相应变化， 应变片的电阻值也随着发生了厶R的变化，这样就把机械量一一变形转换电量一一电阻值的变化。用灵敏的电阻测量仪器一一电桥，测出电阻值的变化R/R，就可以换算出相应的应变，如果该电桥用应变来刻度，就可以直接读出应变，完成了非电量的电测。电阻应变片的“应变效应”，是指上述机械量转换成电量的关系，用电阻应变的“灵敏系数” K来表征：可用下式表示。K= ( R/R) / ( L/L ) = ( R/R) /本实验用到的静态螺栓应变仪就是按照上述原理

3、进行数字表示的，其原理方框如下:测量电桥通道选择器显示AD转换器C51处理器PC串口通讯测量电桥：是按120 Q设计的，下图中 R1为单臂测量时的外接应变片，在仪器内部有三个120 Q精密无感线绕电阻作为电桥测量时的内半桥。电桥中的AC端是由稳压电源供给的5V直流稳定电压，作为电桥的工作源。仪器在无应变信号时，通过系统内部程控装置将 电桥调平衡。BD端没有电压输出。当试件受力产生形变时，由“应变效应”而引起的桥臂 应变片的阻值变化 R/R，破坏了电桥的平衡，BD端有一个厶U的电压输出。1Ri1 U -U -UK4R14(2) 加载力的测量本实验台在加载杆下安装的荷重传感器，当加载杆拧紧时，荷重

4、传感器将压力信号输入到数字测量仪中，通过数字仪直接将压力信号显示在屏上。(3) 软件本实验台配置了一套螺栓变力一变形的分析软件，只要将检测数值输入到相应界面的参数栏中，即可自动描绘有关曲线。(4) 实验结构部分尺寸如下：螺栓尺寸：图(二)D=10mm d=6mm实验结构部分尺寸见实验台结构图。L=160mmL'=40mmL仁 65mm三、实验步骤：1、检查接线，应变仪分别与螺栓上的应变片、荷重传感器和计算机相连。2、用手先将左侧各个螺母拧紧，然后再把右端各个螺母拧紧。注意在实验前，如螺栓 已经受力，应将其拧松后再作初预紧。3、 接上电源线，打开应变仪的电源，让应变仪预热3 5分钟。打开

5、实验程序，进入主 界面，点击“操作”菜单中的“采集”子菜单或点击工具栏中采集按钮，使计算机与应变仪 通讯。4、 点击PC软件调零，使电桥趋于平衡。通过PC实验程序采集的曲线观察，各螺栓应 变值约为0。5、用扳手给每根螺栓预紧，各个预紧应变值大小应该基本保持一致，确保每组螺栓应变片的朝向一致。点击预紧后，系统会自动根据预紧情况进行数据分析，即预紧值没有相同时，系统将自动调节，在数据处理时做相关补偿运算。6、 点击“操作”菜单中“设置当前值为参考值”和“确定参考值加载”，记录当前螺栓 的应变值为参考值。并点击“操作”菜单中“采点”子菜单或工具栏中相应的快捷按钮，记录参考值的曲线位置。7、 增加负载

6、值，点击“采点”按钮，记录负载值以及10根螺栓在该载重下的应变值与 参考值的差值。8、观察并分析螺栓组的应变变化趋势。9、点击“实验项目”菜单中“生成实验报告”子菜单，将出现螺栓组应变变化曲线实 验报告窗体，可预览并打印。10、点击保存打印选项中的打印按钮可打印所采集的曲线。11、 完成实验后，卸掉负载，松开螺栓至自由状态，关掉应变仪电源，拆除仪器连接线。12、根据实验数据写实验报告。四、注意事项A、加载力不得超过 500kg，否则传感器将损坏。B、 调节螺栓预紧力时螺栓应变最大不得超过175卩£五、相关计算公式与说明螺栓应力计算由公式F=EsA可得fF/(EA)F螺栓受力；螺栓的应变量；E 弹性模量：E= 2.1 X 106 kg / cm2A -螺栓截面积。理论负荷拉力计算匚MriFi2ri 绘制实测螺栓应力分布图，包括实验拉力Fo,实验负荷拉力 F,理论负荷拉力Fn 螺栓组联接理论计算与实验所得结果之间的误差是由哪些原因引起的？Fi 螺栓受的工作拉力；M 绕接合面的倾覆力矩；M=P X LP 加载力，单位：N ;ri各螺栓到接合面中心轴线的距离；L加载点到接合面的距离。