材料力学实验.ppt

1 三、试验原理 1．结构示意图 a l F I I I-I截面 d D I-I截面 内力： 2．布片示意图 A B C D A、B、C、D四点各贴-45o、0o、45o应变花 D R12 R11 R10 C R9 R8 R7 B R6 R5 R4 A R3 R2 R1 约定蓝线应变片为-45o ，白线为 0o ，绿线为45o 主应力大小： 主应力方向： a是主应力与圆管轴线的夹角 3．等量逐级加载法 4．指定点(B、D)的主应力大小及方向 共用温度补偿片的半桥接法，一个载荷水平下分别测B、D两点6个应变片的应变值 1)实验值： 2)理论值(以B点为例)： B s s t t 内力 应力 按平面应力状态分析得到： s1、 s2、 s3、 a0分别与试验值比较 5．弯矩、扭矩及剪力的测量 2)弯矩M的测量 B A D C R5 R11 取圆筒上下(B、D)两点0o应变片接成半桥线路 1)由于电桥特性均可以自补偿，不需要温度补偿片 3)扭矩T的测量 取圆筒前后(A、C)两点-45o、 45o四个应变片接成全桥线路 B A D C R3 R1 R7 R9 R3 R1 A R7 R9 C FQ T A C 由胡克定律得 4)剪力FQ的测量 仍取A、C两点-45o、 45o四个应变片接成全桥线路，与3)不同在于R9、R7换位 B A D C R3 R1 R7 R9 R3 R1 A R7 R9 C FQ T 五、试验步骤 结合操作讲解 一、电阻应变片 引出线 电阻丝(丝栅) 基底 由试验发现： l 应变片 F F l+Dl K——电阻应变片的 灵敏度系数 应变片：将力学量(应变)转换为 电量(电阻)的传感器 电阻应变片种类： 丝式(绕线式)、箔式、半导体式 二、电阻应变仪 应变测量原理： 利用电桥平衡测量电阻改变， 从而进一步得到应变。 B A D C E R1 R2 R3 R4 电桥平衡(UBD=0)： 若R1~R4为四个阻值相同应变片，受力后，BD间电压改变为： 两种接法中的应变片型号、阻值尽可能相同或接近，固定电阻与应变片阻值也应接近。 1．电桥接法： 由于温度对电阻值变化影响很大，利用电桥特性，可以采用适当的方法消除这种影响。 三、电桥接法及温度补偿 2．温度补偿： 全桥接法(四个电阻均为应变片)； 半桥接法(R1、R2为应变片， R3、R4为固定电阻) B A D C E R1 R2 R3 R4 工作片 温度补偿片 固定电阻 相同应变片R1、R2，R1贴在构件受力处，R2贴在附近不受力处，环境温度对R1、R2引起的阻值变化相同，为DRT，则 F F 1．单向应力状态 四、几种常见应力状态下的布片方式及应力计算 轴向拉压、纯弯曲、横力弯曲上下缘 F F R1 R2 R1 R2 温度自补偿，测量电压得到有效放大： 2．已知主应力方向的二向应力状态 扭转、横力弯曲的中性轴、均匀内压的薄壁圆筒 R1 R2 45o 45o 沿已知主应力方向贴片，采用温度自补偿的半桥接法 3．不知主应力方向的二向应力状态 45o—3应变花： 90o 0o 45o 120o 0o 60o 60o—3应变花： 光弹性认识实验 一、实验目的 1、了解光弹仪的结构、原理和操作方法。 2、了解等差线的特点，使用纯弯曲梁，测定光弹性材料 条纹值。 二、设备及仪器 光弹仪，米尺和游标卡尺 三、实验原理 由平面光弹性的应力-光性定律可知： 材料条纹值 f 只与模型材料的光学常数和光源波长有关， 而与模型尺寸，受力方式无关 。 其中， 与 为测点的主应力 b为模型厚度 n为测点处的等差线条纹级数 所以凡是有理论解的试件，如单向均匀拉伸、纯弯曲、对 径受压圆盘和半无限平面体等，都可用来测定材料条纹值。因 为有理论解的问题(模型)，等号左边的两主应力差是已知值， 等号右边的ｎ可由模型的等色线图中计数得到，从而就可确定 出材料条纹值 f； 对于纯弯曲梁，其受力图和等差线图如图所示。 对于纯弯曲梁: 所以有： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1－光源，2－聚光镜，3－滤色镜，4－光阑，5－准直透镜 6－起偏镜，7－1／4波片，8－模型，9－检偏镜， 10－1／4波片，11－场镜，12－成像透镜，13－屏幕 四、实验步骤 1、按圆偏振光暗场布置光路 如图所示 2、测量模型尺寸H’和b，并按图1划好支座和加力定位线， 确定a值。 3、根据定位线安装成纯弯曲梁受力形式。开启白光光源， 对模型施加少许裁荷，调整成像系统，使得屏幕上出现大 小适宜的清晰图像；并观察条纹图的对称性，若不对称， 则调整加载装置直到对称为止。 4、逐