載荷識(shí)別2014年

1、力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)（五）材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)（五）載荷識(shí)別設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)載荷識(shí)別設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)祖正華祖正華 20142014圖圖1 1、軋鋼機(jī)立柱承受、軋鋼機(jī)立柱承受拉彎拉彎組合變形組合變形一、概述：一、概述：圖圖2 2、煙囪在自重和風(fēng)載的作用下產(chǎn)生、煙囪在自重和風(fēng)載的作用下產(chǎn)生壓彎壓彎組合變形組合變形圖圖3 3、大型曲軸、大型曲軸圖圖4 4、曲軸承受、曲軸承受彎扭彎扭組合變形組合變形二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、通過應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析，設(shè)計(jì)測(cè)量彎扭組合構(gòu)件、通過應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析，設(shè)計(jì)測(cè)量彎扭組合構(gòu)件 上未知載荷的方案、實(shí)測(cè)出應(yīng)變并計(jì)算載荷。上未知載荷的方案、實(shí)測(cè)出應(yīng)變并

2、計(jì)算載荷。2 2、進(jìn)一步熟悉電測(cè)法原理及應(yīng)用、進(jìn)一步熟悉電測(cè)法原理及應(yīng)用, ,掌握掌握1/41/4橋、半橋橋、半橋 全橋的組橋方法。全橋的組橋方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：2 2、DH38183818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀；1 1、彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置；、彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置；3 3、CMT51055105電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；四、實(shí)驗(yàn)步驟：四、實(shí)驗(yàn)步驟：1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；2 2、畫出組橋簡(jiǎn)圖并按圖將各測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變片接入應(yīng)變儀、畫出組橋簡(jiǎn)圖并按圖將各測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變片接入應(yīng)變儀中；中；3 3、應(yīng)變儀參數(shù)設(shè)置并調(diào)零，對(duì)構(gòu)件加載并測(cè)出初載荷

3、以及末載荷、應(yīng)變儀參數(shù)設(shè)置并調(diào)零，對(duì)構(gòu)件加載并測(cè)出初載荷以及末載荷 各自產(chǎn)生的應(yīng)變各自產(chǎn)生的應(yīng)變值；利用所測(cè)的應(yīng)變值，計(jì)算出未知載荷；值；利用所測(cè)的應(yīng)變值，計(jì)算出未知載荷；4 4、卸載，拆除導(dǎo)線，關(guān)閉電、卸載，拆除導(dǎo)線，關(guān)閉電源。源。4 4、鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、鋼卷尺、游標(biāo)卡尺。五、電橋原理：五、電橋原理：電橋橋壓輸出電橋橋壓輸出 : （加減特性加減特性） 31241234()4BDRRRRUURRRR)(44321KU電橋平衡條件電橋平衡條件BD1 13 32 24 4( (U U= = 0 0) ) R R R R = = R R R R即iiRLRL其中（）構(gòu)件構(gòu)件應(yīng)變片應(yīng)變片R2R3R4

4、FFR1BADCUR1R2R3R4BDU正正負(fù)負(fù)六、實(shí)驗(yàn)裝置：六、實(shí)驗(yàn)裝置：a=195mm,b=350mma=195mm,b=350mm，D=42mm, d=37mmD=42mm, d=37mm=d/D=0.88=d/D=0.88，E=210 Gpa, =0.285E=210 Gpa, =0.285未知載荷未知載荷 F=F=？(N)(N)布片位置和方位布片位置和方位A AB B管軸線方向管軸線方向AR045AR00AR045BR045BR00BR045 測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)A A測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)B BIIDdA AB B裝置參數(shù)：裝置參數(shù)：Fa ab bA AB BX軸軸七、實(shí)驗(yàn)原理：七、實(shí)驗(yàn)原理：1、測(cè)點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)

5、A和和B處的應(yīng)力狀態(tài)處的應(yīng)力狀態(tài)s ss st tt tAbbZMMFbWsaaTTTFaWt+彎矩引起的彎矩引起的拉拉應(yīng)力應(yīng)力扭矩引起的扭矩引起的剪剪應(yīng)力應(yīng)力A1s3stAxsxs+=彎矩引起的彎矩引起的壓壓應(yīng)力應(yīng)力扭矩引起的扭矩引起的剪剪應(yīng)力應(yīng)力Bxsxss ss st tt tBtAtt=AxstxstBxstxstB1s3sttBtt2 2、測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力分布及簡(jiǎn)圖、測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力分布及簡(jiǎn)圖F FT T扭矩圖扭矩圖T=FaT=Fa剪力圖剪力圖Q=FQ=F(+)(+)(+)(+)簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖彎矩圖彎矩圖M=FbM=Fb( ( ) )薄壁圓筒彎扭組合的內(nèi)力薄壁圓筒彎扭組合的內(nèi)力 彎s扭t剪tAB八

6、、組橋方案：八、組橋方案：1 1、半橋半橋連接測(cè)連接測(cè)彎矩彎矩引起的應(yīng)變引起的應(yīng)變未知載荷：未知載荷：610?()2zEWFNb儀BBR045BR00BR045xsAAR045AR00AR045xsxsA AB BC CD DAR0固定電阻固定電阻BR00000000000000=()=()2ABABABRRURR 儀) 1.(0sE)2.(zWMs)3.(bFM0.(4)2儀由材料力學(xué)理論知：由材料力學(xué)理論知：2 2、半橋半橋連接測(cè)連接測(cè)扭矩扭矩引起的應(yīng)變：引起的應(yīng)變：AA45AA4-45-455RRuRRMM()()()2TTT4454545512AAR045AR00AR045xsxsA

7、A1312兩線應(yīng)變之差等于角兩線應(yīng)變之差等于角平分線上的剪應(yīng)變平分線上的剪應(yīng)變02145 AR045AR045由扭轉(zhuǎn)理論知由扭轉(zhuǎn)理論知：由彈性理論知由彈性理論知：由材料力學(xué)理論知：由材料力學(xué)理論知：TT=G.(1)；=.(2)WEG =.(3);T = Fa.(4)2(1+)未知載荷：未知載荷：12儀max31tss31儀13121312)sin()(F2 1+?()TEWN儀（）a=儀3 3、半橋半橋連接測(cè)連接測(cè)扭矩扭矩引起的應(yīng)變：引起的應(yīng)變：AA45AA4-45-455RRuRRMM()( )( )2 TTT4454545152AAR045AR00AR045xsxsA A1312兩線應(yīng)變之

8、差等于角兩線應(yīng)變之差等于角平分線上的剪應(yīng)變平分線上的剪應(yīng)變02145 AR045AR045由扭轉(zhuǎn)理論知由扭轉(zhuǎn)理論知：由材料力學(xué)理論知：由材料力學(xué)理論知：TT = G.(1)； =.(2)WEG =.(3);T = Fa.(4)2(1+)未知載荷：未知載荷：12儀max31tss31由廣義虎克定律知由廣義虎克定律知：)(1)(1)(1213313223211sssssssssEEE=儀?()FN測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目組橋方式組橋方式組橋簡(jiǎn)圖組橋簡(jiǎn)圖初載荷應(yīng)變初載荷應(yīng)變( () )末載荷應(yīng)變末載荷應(yīng)變()()應(yīng)變?cè)隽繎?yīng)變?cè)隽?)()彎彎 矩矩M M1/41/4橋橋半橋半橋扭扭 矩矩半橋半橋全橋全橋九、實(shí)

9、驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 十、接線示意圖十、接線示意圖：導(dǎo)線接線住導(dǎo)線接線住12345DH3818靜態(tài)應(yīng)變儀靜態(tài)應(yīng)變儀6781/4 橋橋9溫度補(bǔ)償片溫度補(bǔ)償片補(bǔ)償補(bǔ)償10半橋半橋通道號(hào)通道號(hào)應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)12345678910確認(rèn)確認(rèn)退格退格設(shè)置設(shè)置平衡平衡短接片短接片ABCD測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)A AA0RA450RA450R 測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)B BB0RB450RB450R 1/41/4橋橋連接測(cè)連接測(cè)彎矩彎矩應(yīng)變應(yīng)變半橋半橋連接測(cè)連接測(cè)扭矩扭矩應(yīng)變應(yīng)變A450R A AB BC CD DA450R全橋全橋連接測(cè)連接測(cè)扭矩扭矩應(yīng)變應(yīng)變A AB BC CD DA450R A4

10、50RB450R B450R半橋半橋連接測(cè)連接測(cè)彎矩彎矩應(yīng)變應(yīng)變A0RA AB BC CD DB0R十一、組橋接線圖：十一、組橋接線圖：A AB BC CD DAR0溫度補(bǔ)償片溫度補(bǔ)償片固定電阻固定電阻測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)A A測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)B BA0RA450RA450R B0RB450RB450R 管軸線方向管軸線方向十二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：十二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：十三、思考題：十三、思考題：1、測(cè)量只有扭矩引起的應(yīng)變而無彎矩引起的應(yīng)變?cè)鯓咏M成全橋？2、測(cè)量只有彎矩引起的應(yīng)變而無扭矩引起的應(yīng)變?cè)鯓咏M成全橋？3、怎樣組橋是彎矩和扭矩引起的應(yīng)變的總合。1 1、書寫端正、整潔；、書寫端正、整潔；2 2、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)、標(biāo)注正確、全面；、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)、標(biāo)注正確、全面；4 4、實(shí)驗(yàn)原理既要有文字?jǐn)⑹觯忠袌D示；、實(shí)驗(yàn)原理既要有文字?jǐn)⑹?，又要有圖示；5 5、儀器設(shè)