桥路与弯曲应力实验演示文稿

桥路与弯曲应力实验演示文稿当前1页，总共26页。桥路与弯曲应力实验电测法基本原理及概述；实验装置及仪器设备；实验内容及要求；实验原始数据；实验报告要求。当前2页，总共26页。电测法的基本原理：电阻应变测量（简称电测法）原理是用电阻丝用基体材料封装成一张片作为敏感元件，将被测构件表面的物理量等非电量转换成电量进行测量的一种实验方法。被测构件电阻片电量光、电、机械传感器测量仪器数据采集与处理测量值力学参量机械参量电压电流当前3页，总共26页。敏感元件之一——电阻应变片电阻片的构造当前4页，总共26页。各种电阻片样品当前5页，总共26页。电阻片的工作原理金属丝的电阻应变效应电阻应变片主要是根据金属丝的电阻应变效应的物理学原理工作的。由物理学可知，导线电阻的表达式：我们将电阻应变片粘贴在受载构件上，当受到拉伸时金属丝将被伸长电阻值随之增加，同理受到压缩时电阻值将减小，可见电阻值随变形而发生变化。由实验可知，当变形在一定范内，线应变与电阻变化率之间存在线性关系。即：当前6页，总共26页。应变仪电桥的工作原理目前的应变仪均采用惠斯通电桥电路测量应变片的阻值变化。四臂电桥如图所示：当前7页，总共26页。常用的几种组桥方式：1.单臂测量：桥路中只有一个桥臂参与构件的机械变形。输出的桥压为：2.半桥测量：桥路中相邻的两个桥臂参与构件的机械变形。输出的桥压为：3.对臂测量：桥路中相对的两个桥臂参与构件机械变形。输出的桥压为：4.全桥测量：桥路中四个桥臂全部参与构件机械变形。输出的桥压为：当前8页，总共26页。式中：1、2、3、4分别代表四个应变片所感受的应变值，我们称此式为电桥的加减特性。当在小应变、等桥臂（R1=

R2=

R3=R4）、相同的灵敏系数时，上式简化成下式：若电桥的四个臂均与粘贴于构件上的电阻片相连，当构件变形时，桥臂上的阻值分别变为：R1+R1、R2+R2、R3+R3、R4+R4。此时BD点的输出电压为：可以证明输出电压与桥臂阻值的关系：当前9页，总共26页。温度补偿片（¼桥测量或称单点测量）

引起电阻片的阻值改变的因素：1.机械变形；2.温度变化。温度变化引起阻值改变的量是无用的量。可以利用电桥加减特性，通过温度补偿片来消除。即单臂（¼桥）测量。当前10页，总共26页。半桥测量在AB，BC两个臂上分别接上工作片，温度影响将互相抵消。当前11页，总共26页。对臂测量

在AB，CD两个臂上接工作片，BC，DA接温度补偿片。四个臂的电阻同处一个温度场，温度影响相互抵消。当前12页，总共26页。全桥测量

电桥的四个臂上接工作片，都参与机械变形，同处一个温度场，温度影响相互抵消。当前13页，总共26页。实验目的测定矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分布规律，并与理论值进行比较；利用已有布片方案进行各种组桥，并比较不同组桥方式的测量结果，学习提高测量灵敏度的方法，并计算出各种组桥方式下的桥臂系数B；初步掌握电阻应变仪和电子拉伸试验机的工作原理以及对测试结果的影响因素；学会实验研究工程问题的理念－如如何提出科学问题，如何处理实验中的误差等等？当前14页，总共26页。实验装置简介量测高度h，宽度b，跨度L，支点到测试截面距离a等原始数据。L=a

=当前15页，总共26页。横截面上应力的分布理论分析基础

在平面弯曲条件下，矩形梁任一截面上的应力沿高度的变化：当前16页，总共26页。图示分布规律MxL/2PL/4M-x弯距图布片图应力分布图应力状态-σ+σσσ-σ-σ123456789加载点应该在中点当前17页，总共26页。应力与应变关系（小变形条件下）1.弯曲正应力公式：2.虎克定律：Jy当前18页，总共26页。实验内容及要求测量矩形截面梁指定截面的应力分布。通过接线箱对梁上7枚电阻片逐片进行单臂测量，要求每枚电阻片不少于2遍有效差值。所谓差值就是用末读数减去初读数，即2.根据仪器显示的数值经过修正得到实际应变值：将修正后的片带入上式计算出相应点的应力值。＝末－初σ

=E

ε片K片＝2.08E=???当前19页，总共26页。3.利用梁上下表面各两片电阻片按下列方式进行测量，求出该截面最大应变max，及各种组桥方式下的桥臂系数B：半桥测量：两片工作片，选所感应的应变值符号相反，大小相等的；对臂测量：两片工作片，选所感应的应变值符号相同。大小相等的；全桥测量：四片工作片，选所感应的应变值符号和应变值两两相同的。当前20页，总共26页。实验名称，实验日期，实验成员姓名及学号;实验目的;实验设备及装置简图：应注明所用机、仪器的名称、型号、精度、量程等，并画出实验装置简图;实验原理简述;实验内容及步骤;原始实验数据：包括所用材料的力学性能指标，如：材料名称及牌号、弹性模量E。机、仪器的量程，加载速度、应变仪的灵敏系数、电阻片的灵敏系数、试样的几何尺寸等;实验数据的处理：实验数据应列表和以曲线形式给出，注明测量单位，给出最终实验结果。对结果应定性分析实验误差，分析主要误差来源;实验报告要求当前21页，总共26页。实验结果的讨论：应将实验中所观测到的主要现象、实验结果进行总结归纳；并运用基本理论，分析实验中观测到的实验现象，以便巩固和加深材料力学的基本理论与概念;在报告中可以表达对实验的体会及对实验的意见；一周后交报告。对于本次实验根据各点应变值，计算最大应变点的应力，并画出该截面的理论和实验的应力分布曲线。要求取两遍地有效数据作为原始实验数据，两遍数据的不重复性不大于5%；误差分析及讨论。当前22页，总共26页。实验曲线的正确画法不正确画法正确画法当前23页，总共26页。五.原始数据矩形截面梁的几何尺寸(自己量取）钢材的弹性模量：2.06×105MPa；电阻片灵敏系数2.08；应变仪灵敏系数设为2.08；初载荷P0=500N，末载荷PN=4500N；加载速度：≤0.5mm/min；试验机精度：1%；应变仪量程：±19999；应变仪分辨率：1。当前24页，总共26页。思考题1、用梁上表面1，2两枚电阻片组成半桥测