固体力学实验报告

固体力学试验报告试验一电阻应变片粘贴技术一、试验设备常温应变片，万用表，502胶水，电烙铁，等弯矩测试梁，温度补偿块，酒精，胶带，棉球，测量导线，100V兆欧表。二、方法与步骤1、首先了解应在试件上贴8片应变片，上下面各四片，在补偿件上贴两片，总共十片。所贴应变片的电阻差值把握在正负0.4欧，用万用表测量。布片位置如以以下图所示，在试件的贴片位置，先将外表的锈皮、油污等赃物除尽，使金属外表光泽。然后用砂纸抛光，砂纸磨削方向应与电阻片主轴方向成45度。然后，棉球蘸酒精擦拭贴片处，直到棉球洁白为止。按图中位置用划针画方向线。x1上x1上y1上y2上x2上2、开头贴片，在用酒精清洗划线处，在电阻片基底均匀涂刷一层粘结剂，把电阻片贴到试件上应粘贴的位置和方向，用薄膜挤出气泡和多余的粘结剂。引线不能粘在试件上，保证贴片的位置和方向。60度。重复以上步骤，将电阻片全部贴到指定位置。最终用万用表检查，假设有断线，则弄清缘由，进展补焊或重贴。用兆欧表检查应变片与试件间的绝缘电阻，应大于200欧；否则查明缘由，实行措施。3、接线，导线编号。将导线一端与相应的应变片引线焊接，用胶布固定在梁上，导线另一端接在线柱上并编号。试验二应变片灵敏系数测定一、目的1、把握电阻应变片灵敏系数的测定方法2、了解应变片相对电阻变化与所受应变的关系二、设备与仪器等弯矩梁即加载装置，静态电阻应变仪，挠度计，其他。三、测定原理试验承受等弯矩梁测量，装置如以下图电阻应变片灵敏系数K的定义：电阻片的电阻变化率R与构件的最大主应变L的比值，RKR R L式中，为试件外表应变片〔轴向安装〕所在位置上的应变，是应变片电阻的相对变化。RK R 仪 仪K 2.0仪

是应变仪的指示值由材料力学可知，等弯矩梁有：4hf L L2式中，f为重点挠度计读数，h为梁的厚度，L为挠度计的跨度。更准确的公式，参见教科书。符合上式，得KK 仪

L2仪4hf并承受分级加载，分别测量不同应变值时，应变片相对电阻变化，了解R～R四、步骤1h、L。24枚应变片按半桥法接入应变仪，预调平衡。313kg数次，以消退机械滞后影响。

L之关系。4、装挠度计，调零，应变仪再次预调平衡、调零。5、按0、4、8、12kg分级加载，进展三次，记录相应f及 ，取三次平均值，计算每枚应变片灵仪iK，i=1，2，……。i6、取各应变片总平均值为灵敏系数，并计算相对标准偏差4KiKi1 4

(5)1K41K4i1iK241五、试验数据

100%由试验测定的数据如下所示1212456789100kg-1-20000000000kg-2-10000000-100kg-3-3-100-1000-100kg-4-6-100-1000-200kg-5-1-10-1-1000-200kg-60-10-10000-100kg-70-10-10000-200kg-82-1000000-200kg-90-10-1-1000-200kg-10-3-10-10000-204kg-1-133-180-8-10-100-8-3114kg-2-133-181-8-10-100-8-3114kg-3-156-183-8-9-90-7-2134kg-4-157-183-7-8-80-6-1124kg-5-237-184-8-9-90-7-3124kg-6-247-184-8-8-80-7-212

9-9-

9-9-9-9-9-9-9-4kg-7-247-185-7-8-80-60134kg-8-257-184-7-8-80-60134kg-9-277-185-7-8-80-6-1144kg-10-288-185-7-8-80-3-1138kg-1-372-1690-22-179-12-11268kg-2-416-1680-21-1610-12-10268kg-3-396-1670-21-1610-12-10258kg-4-416-1670-21-1610-11-10268kg-5-393-167-1-21-179-12-11258kg-6-392-168-3-23-188-13-12278kg-7-402-168-3-23-189-13-12258kg-8-400-170-8-26-223-17-16218kg-9-382-165-3-23-178-12-11258kg-10-307-162-2-21-1610-10-102712kg-1-129-174-15-36-3511-10-123812kg-2-138-178-18-37-3510-11-133812kg-3-138-178-20-37-369-12-143712kg-4-127-179-23-40-388-13-153612kg-5-126-179-23-40-388-13-153612kg-6-117-180-24-40-388-14-153612kg-7-106-180-25-41-397-15-163412kg-8-106-180-25-41-397-16-163412kg-9-93-180-26-42-407-16-173312kg-10-112-181-27-42-403-17-1832取其中四组作为试验数据K 2，h=15mm，L=250mm仪=1.864=2.163=1.834=2.062=( + + =1.9731K4i11K4i1iK241之 所 以 标定K 存 在 误差 ， 首 先 可 能 贴片技术不过关 ，粘贴时没有完全贴牢或者贴片的位置有误差等缘由造成。再者，试验装置的误差，仪器的误差以及环境因素和人为操作造成的误差等。还有不行控的随机误差。试验三电阻应变片横向效应系数的测定一、目的测定横向效应系数二、原理取如以下图贴片，贴片编号假设为1,2R 1K R 仪仪1

KL

K B 1KK 2R 仪仪2

KB1

KL 1式中，

RRi是第i片应变片电阻的相对变化，i=1，2；K 一般取2.0，本试验中，K K ；为R仪 仪 片梁材料的泊松比。应变片横向效应系数定义为：K H BK

2仪

100%

(3)1仪

L 1仪 2仪为负。2仪关于梁材料的泊松比，作如下争论：由于实测不易准，且在梁上不同位置上的分布是变化的，因此实行措施设法消退。做法是8kg12kg重复进展数次加载读数，分别代入〔3〕式联立求解便可消去而求得H值。三、试验步骤1、将应变仪上的K 设置为K 值。仪 片28枚应变片按半桥法接入应变仪，预调平衡，留意拉、压片的识别。3、分别一次加载g和，用应变仪测出 〔2，……，记录于表中，重i仪复进展三次，取三次平均值。4、按公式〔3〕计算H值，并求平均值及相对标准偏差8kg-1-372-1690-22-179-12-11268kg-2-416-1680-21-1610-12-10268kg-3-396-1670-21-1610-12-10258kg-4-416-1670-21-1610-11-10268kg-5-393-167-1-21-179-12-11258kg-6-392-168-3-23-188-13-12278kg-7-402-168-3-23-189-13-12258kg-8-400-170-8-26-223-17-16218kg-9-382-165-3-23-178-12-11258kg-10-307-162-2-21-1610-10-102712kg-1-129-174-15-36-3511-10-123812kg-2-138-178-18-37-3510-11-133812kg-3-138-178-20-37-369-12-143712kg-4-127-179-23-40-388-13-153612kg-5-126-179-23-40-388-13-153612kg-6-117-180-24-40-388-14-153612kg-7-106-180-25-41-397-15-163412kg-8-106-180-25-41-397-16-163412kg-9-93-180-26-42-407-16-173312kg-10-112-181-27-42-403-17-1832从上面表格中取出适当的试验数据=4.3%=3.6%=4.1%，=4.0%，δ=11.9%梁的泊松比并不愿定等于贴片处的泊松比；应变片粘贴不当造成误差；还有就是操作不当。比较单向应变场法和本方法的优缺点：单向应变法的测试装置比较简洁，计算H时比较简洁；单向应力法的测试装置比较简洁，计算略微简洁。试验五应变动态多点测试一、目的把握多点静态应变测量技术把握用电阻应变片方法求解主应变和主方向二、原理和方法材料力学已经证明，平面应力状态下，只要围绕一点测得三个不同方向的线应变，就能求得该点的主应力和主方向。AABDA、B、C、D各点的主应力和主方向，只要利用应变花便可求得，试验中承受0－45－90形式应变花，则有 x0x

(1)12

0 902

y 90 21212 2090450290

0

90三、设备与仪器弯扭组合梁即加载砝码，应变片及相应工具，静态电阻应变仪，其他工具四、步骤连接电路，分别屡次加卸载，试验数据如下表格所示876617no.1-2kg-2868709no.1-2kg-310798110no.1-2kg-410799112no.1-2kg-51281110213no.2-4kg-1130105-4252-115-87no.2-4kg-2131106-4054-114-85no.2-4kg-3134106-3955-112-84no.2-4kg-4133107-3756-112-84no.2-4kg-5133107-3756-112-83no.3-6kg-1248202-9296-231-187no.3-6kg-2247201-9198-233-186no.3-6kg-3247200-9197-234-186no.3-6kg-4248197-9197-234-187no.3-6kg-5247198-9197-233-186no.4-8kg-1376308-138142-346-287no.4-8kg-2374304-138142-348-286no.4-8kg-3370302-137142-348-286no.4-8kg-4370302-138143-348-285no.4-8kg-5371301-138143-348-285no.2r-2kg-11901603105-64-41no.2r-2kg-21891586106-65-41no.2r-2kg-31841556106-66-41no.2r-2kg-41851546106-67-42no.2r-2kg-51831523106-68-41no.2r-4kg-1311260-46146-184-145no.2r-4kg-2310258-45148-185-144no.2r-4kg-3311258-44148-186-143no.2r-4kg-4308257-45149-185-143no.2r-4kg-5306256-45148-187-144no.2r2-4kg-1321268-42151-182-142no.2r2-4kg-2321267-40153-182-142no.2r2-4kg-3321267-40153-182-141no.2r2-4kg-4319265-39153-183-141no.2r2-4kg-5320266-39154-183-140no.2r-6kg-1437362-92195-302-242no.2r-6kg-2435363-91198-302-240no.2r-6kg-3438363-90198-303-241no.2r-6kg-4441364-89199-303-240no.2r-6kg-5441365-87200-303-239no.3r-2kg-11921626105-71-41no.3r-2kg-21921618107-71-39no.3r-2kg-31931639108-70-39no.3r-2kg-41941639108-71-39no.3r-2kg-519816411109-70-38no.3r-4kg-1317267-38155-185-137no.3r-4kg-2316264-37157-184-135no.3r-4kg-3316265-35158-185-134no.3r-4kg-4316264-35158-185-133no.3r-4kg-5315266-34159-186-131no.3r-8kg-1450382-73212-297-228no.3r-8kg-2450379-71213-298-225no.3r-8kg-3448378-71214-298-225no.3r-8kg-4445375-71214-300-224no.3r-8kg-5445374-72214-300-224no.3r-6kg-1453381-68215-298-221no.3r-6kg-2451380-65217-298-220no.3r-6kg-3450380-64218-298-219no.3r-6kg-4450379-63218-298-218no.3r-6kg-5451379-63218-299-218从中选取适当的数据作为三方向的应变试验六 动态应变测量一、试验目的把握动态应变测量的根本方法；把握动态应变仪的根本原理与使用方法；化，因此相应频率要求较高，对应变仪由更高的要求。电阻应变仪的工作原理如以以下图。三、试验装置

图1 电阻应变仪的工作原理成。其中加载装置为一个简支梁中间安装一带偏心重块的可调速小型马达。启动马达时，由于偏心重块产生的离心力作用，使得梁在垂直方向受到按正弦规律变化的动载荷。梁受强迫振动，当马达转速接近梁的固有频率时，引起共振，可得到最大振幅与变形。图2 动态应变测量系统四、设备与仪器动态应变测量装置；DH—5922动态应变测试仪；接桥。本试验要求三种方式接桥〔a〕单通道半桥〔b〕单通道全桥〔〕半桥；接通电源，检查电源，平衡调整，预备测量；设计表格，进展记录与计算。简述动态应变测量的各种方法；依据记录的应变曲线求出简支梁的最大应变值和应变频率；最大应变值为437.0×10

-6，应变频率

50Hz整理数据，写出报告；接法方式接法方式最大应变最小应变应变频率半桥420.3×10-6-442.0×10-650hz简述动态应变测量的特点及各种测量方法的优缺点。将应变随时间变化的过程记录下来，然后利用适当的方法分析争论试验七 动荷因数测定一、试验目的进一步把握动态应变测量技术；用试验方法测定物体自由下落时的动荷因数；二、原理与方法荷作用下，应力不超过材料的比例极限，虎克定律仍适用，应力、应变与载荷的线性关系仍成立。假设用 、 分别表示构件在动荷和静荷作用下的应力；用 、d st d stF F d stK＝dd st

F d d。 Fst st用试验方法测量冲击时的d和静载时的st，两者之比值即为动荷因数的试验测量值。为提高测量的灵敏度，本试验用上、下对称的两片组成半桥测量桥路，应变仪读数应两者之差即为一片应变值的两倍。三、设备与仪器弯扭组合试验装置；DH—5922动态应变测试仪；半桥接桥。接通电源，检查电源，平衡调整，预备测量；设计表格，进展记录与计算。三次不同高度的砝码自由下落，进展数据处理。留意：突然加载时应保证砝码与禁超过规定高度〔60mm〕冲击，以避开损坏装置。五、试验报告要求整理数据，写出报告；h最大应变稳定应变动荷因数0-171.0-103.51.6520-780.2-103.57.5440-1074.4-103.510.3860-1200.1-103.511.60进展试验结果与计算结果比照，分析误差缘由。2hg计