工程結構復雜應力分析任務指導書

1、復雜應力電測實驗任務指導書一、實驗特點： 所用知識基本是材料力學和電測基礎知識，但內容作了擴展和延伸，不再是對常規(guī)構件的應力、應變量測量，而是在非常規(guī)構件上當多種應變信息耦合在一起時如何進行分離和提取，包括材料常數的信息提取，實驗具有研究性、綜合性和設計性。 課程實施：共18學時，課內12學時，課外6學時，實驗室在指定的時間段開放，兩人一組，自由選題，自主完成方案設計和實驗，以課程報告形式結課。課程注重學生的科學實驗訓練，強調學生的創(chuàng)新能力、動手能力以及理論聯(lián)系實際的能力的培養(yǎng)。二、實驗條件 1. 拉壓加載裝置：臺式，手動加載，配有5kN測力傳感器及測力的數字顯示；測力系統(tǒng)精度：0.5

2、7;1字；實驗空間：高350，寬200，厚度方向無限制；實驗行程：40；裝置外形尺寸：300×300×800，見右圖。2. TS3862型靜態(tài)數字電阻應變儀（16通道）； 3單軸應變片10枚，萬用表，游標卡尺，鋼尺，502膠水，剪刀、刀片、砂紙、 酒精、丙酮棉、導線等；4. 10種類型金屬材質的測試構件，包括： 圓環(huán)構件、方框構件1（面內加載）、方框構件2（一邊內側變截面）、方框構件3（一邊外側變截面）、方框構件4（一邊內側變截面、一邊外側變截面）、方框構件5（離面加載）、異型截面方框、角形構件、不同截面組合構件、薄壁構件。構件尺寸自行測量。三、實驗項目名稱及內容實驗所給的

3、測試構件均在材料彈性常數、未知條件下進行，載荷施加位置均在連接孔處，實施拉伸載荷。測量內容包括：（1）、非常規(guī)構件上多種應變信息耦合在一起時材料常數的信息提??；（2）、測試構件在面內和離面載荷下的內力分離，關鍵幾何位置測定，危險截面、危險點應力測定，載荷測定等實驗方案設計和實驗。具體實驗項目名稱及內容如下：1、材料常數未知、對心載荷下角形構件內力圖測定的方案設計及實驗，構件見圖2；內容包括：（1）、在給定加載方式的角形構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下測定角形構件的內力分布，給出內力分布圖（實驗中所給的最大載荷不要超過350N）。圖2角形構件示意圖2、不同截面組

4、合構件離面拉伸載荷測定的方案設計及實驗，構件見圖3；內容包括：（1）、在給定加載方式的組合構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定組合構件的離面拉伸載荷。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。圖3 不同截面組合構件3、材料常數未知、離面拉伸載荷下對稱方框載荷離面距離測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖4； 內容包括：（1）、在給定加載方式的方框構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下，測定方框構件的離面距離。這個實驗可直接通過實際加載的幾何位置測量數值來驗證實驗方案及結果。4、材料常數未知條件下圓環(huán)構件對稱拉伸

5、載荷測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖5；內容包括：（1）、在給定加載方式的圓環(huán)構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定圓環(huán)構件的拉伸載荷。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。 圖4 方框構件離面拉伸 圖5 圓環(huán)構件對稱拉伸5、材料常數未知條件下對稱拉伸的圓環(huán)構件半徑測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖5；內容包括：（1）、在給定加載方式的圓環(huán)構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下，根據測量的應變信息測定圓環(huán)構件的半徑。這個實驗可直接通過圓環(huán)構件的幾何測量數值來驗證實驗方案及結果。6、材料常數未知、對

6、稱拉伸的對稱方框構件內力圖測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖6；內容包括：（1）、在給定加載方式的方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下測定方框構件的內力分布，給出內力分布圖。7、材料常數未知、對稱載荷下對稱方框構件危險截面最大應力測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖6；內容包括：（1）、在給定對稱加載方式的方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下用實驗手段確定方框構件的危險截面及最大應力。8、材料常數未知條件下非對稱方框拉伸載荷測定的方案設計及實驗（方框一邊內側變截面），構件及加載方式見圖7；內容包括：（1）、在給定加載

7、方式的方框構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定方框構件（方框一邊內側變截面）的拉伸載荷（需要考慮變截面區(qū)域和非變截面區(qū)域測量的結果比較）。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。 圖6 方框構件面內對稱拉伸 圖7方框一邊內側變截面的構件9、材料常數未知條件下非對稱方框拉伸載荷測定的方案設計及實驗（方框一邊外側變截面），構件及加載方式見圖8；內容包括：（1）、在給定加載方式的方框構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定方框構件（方框一邊外側變截面）的拉伸載荷（需要考慮變截面區(qū)域和非變截面區(qū)域測量的結果比較

8、）。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。10、材料常數未知條件下非對稱方框拉伸載荷測定的方案設計及實驗（方框一邊內側變截面、一邊外側變截面），構件及加載方式見圖9；內容包括：（1）、在給定加載方式的方框構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定方框構件（方框一邊內側變截面、一邊外側變截面）的拉伸載荷（需要考慮變截面區(qū)域和非變截面區(qū)域測量的結果比較）。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。 圖8 方框一邊外側變截面的構件 圖9 方框兩邊非對稱變截面的構件11、材料常數未知、離面拉伸載荷下對稱方框危險截面最大應力測定的方案設計及實驗

9、，構件及加載方式見圖4；內容包括：（1）、在給定離面對稱加載方式的方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下用實驗手段確定方框構件的危險截面及最大應力。12、材料常數未知、離面拉伸載荷下不同截面組合構件危險截面最大應力測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖3；內容包括：（1）、在給定離面加載方式的組合構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下用實驗手段確定組合構件的危險截面及最大應力。13、材料常數未知、對心載荷下角形構件危險截面最大應力測定的方案設計及實驗，構件見圖2；內容包括：（1）、在給定加載方式的角形構件上，設法測出完成實驗任務所需

10、的材料常數；（2）、在載荷已知條件下用實驗手段確定角形構件的危險截面及最大應力（實驗中所給的最大載荷不要超過350N）。14、材料常數未知條件下角形構件對心載荷測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖2；內容包括：（1）、在給定載荷及加載方式的角形構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在給定加載方式下，假設所施加的載荷未知，測定角形構件的所施加的載荷。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果（實驗中所給的最大載荷不要超過350N）。15、材料常數未知、異型截面方框在離面對稱拉伸載荷下內力圖測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖10；內容包括：（1）、在給定載荷及加載方

11、式的異型截面方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下測定異型截面方框構件的內力分布，給出內力分布圖。 圖10 異型截面方框構件及加載方式16、材料常數未知、離面對稱拉伸載荷條件下異型截面方框危險截面最大應力測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖10；內容包括：（1）、在給定離面加載方式的組合構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下用實驗手段確定異型截面方框的危險截面及最大應力。17、材料常數未知、異型截面方框離面對稱拉伸載荷測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖10；內容包括：（1）、在給定加載方式的異型截面方框構件上，設法測出完成實

12、驗任務所需的材料常數；（2）、假設所施加的載荷未知，測定異型截面方框構件的離面拉伸載荷。這個實驗可直接通過實際加載數值來驗證實驗方案及結果。18、材料常數未知、異型截面方框離面對稱拉伸載荷離面位置測定的方案設計及實驗，構件及加載方式見圖10；內容包括：（1）、在給定加載方式的異型截面方框構件上，設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下，根據測量的應變信息測定異型截面方框的加載離面尺寸。這個實驗可直接通過異型截面方框構件的加載離面位置測量值來驗證實驗方案及結果。19、材料常數未知、拉伸載荷下非對稱方框內力圖測定的方案設計及實驗（方框一邊內側變截面），構件及加載方式見圖7；內容

13、包括：（1）、在給定載荷及加載方式的非對稱方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下測定非對稱方框構件的內力分布，給出內力分布圖。20、材料常數未知、拉伸載荷下非對稱方框內力圖測定的方案設計及實驗（方框一邊外側變截面），構件及加載方式見圖8；內容包括：（1）、在給定載荷及加載方式的非對稱方框構件上設法測出完成實驗任務所需的材料常數；（2）、在載荷已知條件下測定非對稱方框構件的內力分布，給出內力分布圖。四、課程要求（一）、實驗要求：1、 詳細了解所用設備的使用方法；2、 嚴格按照貼片的工藝標準貼片，保證測試數據的精度和穩(wěn)定性，包括測試構建的表面清潔、畫貼片定位線、焊線等都須嚴格按照工藝標準處理；3、 自己的實驗空間整潔有序；4、 貼片方案選用盡可能少的應變片，并具有相對較高的信噪比。5、 構件允許施加的最大載荷：3KN6、 實驗結束后，將所用設備、工具等恢復到原位，關閉機器及儀器電源，拆下接線，整理現場清潔實驗構件。（二）、課程報告要求：內容完整，格式規(guī)范，表達簡明，書寫工整。內容至少要給出：