材料力學實驗課件

1、千千 分分 表表 千分表利用齒輪放大原理制成，主要用于測量位移。工作時將細軸的觸頭緊靠在被測量的物體上，物體的變形將引起觸頭的上下移動，細軸上的平齒便推動小齒輪以及和它同軸的大齒輪共同轉動，大齒輪帶動指針齒輪，于是大指針相隨轉動 如大指針在刻度盤上每轉動一格。表示觸頭的位移為1/1000mm，則放大倍數(shù)為1000，稱為千分表。如大指針每轉動一格表示觸頭的位移為1/100 mm，則稱為百分表。大指針轉動的圈數(shù)可由量程指針予以記憶。百分表格量程一般為510 mm，千分表則為3mm左右。 安裝千分表時，應使細軸的方向（亦即觸頭的位移方向）與被測點的位移方向一致。對細軸應選取適當?shù)念A壓縮量。測量前可轉

2、動刻度盤使指針對準零點。球鉸式引伸儀4 引伸儀是測量試件變形并放大輸出示值或信號的儀器。球鉸式引伸儀是采用機械傳遞來測定試件拉伸變形的，其結構原理如圖所示，它分為兩部分：一部分是千分表，它通過齒輪機構，使用測桿的移動變?yōu)橹羔樲D動，靠齒輪比達到放大效果。千分表大指針走一格，表示測桿移動0.001mm，小指針走一格表示大指針走一圈，即1000格。5 二是變形傳遞架，結構原理如圖所示?？蚣蹵BCD為固定試件的剛性結構，GD是變形傳遞臂，可繞球鉸D點擺動。E、F點各有一對頂尖，可夾持試件。H處為可轉動的定位圓柱，它的部分圓柱面被削除成與軸平行的平面，當圓柱面接觸傳遞臂GD時，頂尖E、F距離正好為l0=

3、100mm。千分表固定在表夾桿AI上，測桿壓縮后與傳遞臂GD的平臺G點接觸，靠千分表內(nèi)的彈簧使接觸點保持在變形過程中不脫開。6 試件伸長后，帶動傳遞臂GD擺動，因為GD=2FD，所以，試件EF之間的變形L傳遞到G點放大為2L，被千分表測得，所以千分表大指針每走一格，表示試件伸長1/2000mm，即引伸儀靈敏度f= 1/2000mm /格。7一、球鉸式引伸儀的安裝步驟 將引伸儀表夾桿朝上平放桌上，轉動定位圓柱使圓柱面與傳遞臂接觸。將試件從框架缺口放入夾持位置且落在定位片上（定位片事先調(diào)好，使頂尖對準試件軸線），然后，擰緊頂尖螺絲，夾緊試件，擰緊程度為：頂尖接觸試件表面后，再旋緊 90左右。將千分

4、表插入表夾桿的圓孔中，頂壓測桿，使指針走完量程，即小指針約在1.0處，旋緊固定螺絲。轉動定位圓柱，使其平面朝向傳遞臂，形成間隙，以使初變形立即直接傳遞給千分表。 裝好引伸儀的試件在拿取和裝到試驗機上時，注意要使千分表表面朝上。8二、安裝球鉸式引伸儀的注意事項是：1、根據(jù)試樣尺寸調(diào)整定位塊和頂尖，使小軸的尾部向上，限制上、下標距叉相對錯對，把引伸儀套在試樣上，使定位塊與試樣靠緊，旋緊活動頂尖，使頂尖嵌入試樣約為0.050.01mm。2、調(diào)整接觸螺釘，使千分表的量程指針指在量程的一半左右，用鎖緊螺母鎖緊接觸螺釘，把千分表大指針調(diào)整到零位，把小軸尾部旋轉向下，即可開始試驗。9液 壓 式萬能材料試驗機

5、10 常見的材料試驗機可以做拉伸、壓縮、剪切、彎曲試驗，習慣上稱為萬能材料試驗機。根據(jù)它的加力和測力的方式不同，可分為油壓式、機械式及電子式。11一、構造 液壓式萬能材料試驗機一般由三部分組成，分別為： 1、加載部分 2、測力部分 3、操作部分（包括繪圖裝置）12 1、加載部分 在底座上由兩根固定立柱和固定橫梁組成一個剛性很大的承載框架，工作油缸固定在橫梁上，在工作油缸的活塞上支撐著由上橫梁、活動立柱和活動平臺組成的一個活動框架，當油泵開啟時，油液通過送油閥，經(jīng)送油管進入工作油缸，把活塞連同活動平臺一起頂起，這樣，把試件安裝于上夾頭和下夾頭之間，由于下夾頭固定，上夾頭隨活動平臺上升，試件將受到

6、拉伸，若把試件置放于兩個承壓板之間，則因固定橫梁不動，而活動平臺上升，試件將受到壓縮，此外，實驗開始前如欲調(diào)整上、下夾頭之間的距離，則可開動電動機，驅動螺桿，便可使下夾頭上升或下降，但電機不能用來給試件施加拉力。13 在拉伸空間，有上、下兩個夾頭，用來夾持拉伸試件，夾頭有各種形式，常用的夾頭是在梯形開口的上、下夾座內(nèi)各有兩塊楔形夾塊，楔面與梯形斜面接觸，如圖所示，兩夾塊相對端上有硬齒，以抓緊試件兩端。當施加分離上、下夾頭的垂直力P時，P被傾斜接觸面分解成對夾塊的水平夾持力F，隨著P增大，F(xiàn)亦增大，保證夾緊試件而不滑動。142、測力部分 加載時，開動油泵電機，打開送油閥，油泵把油液送入工作油缸，

7、并頂起工作活塞給試件加載，同時，油液經(jīng)測力油管進入測力油缸，并壓迫測力活塞，使它帶動拉桿向下移動，從而迫使擺桿和擺錘連同推桿繞支點偏轉，推桿偏轉時，推動齒桿作水平移動，于是驅動示力盤的指針齒輪，使示力指針繞示力度盤中心旋轉。15 示力指針旋轉的角度與測力油缸活塞上的總壓力成正比，這樣示力指針的轉角便與工作油缸活塞上的總壓力成正比。示力指針的轉角便與工作油缸活塞上的總壓力，也就是試件所受載荷成正比，經(jīng)標定便可使指針在示力度盤上直接指示載荷的大小。16 試驗機配有不同質(zhì)量的擺錘可供選擇，對質(zhì)量不同的擺錘，使示力指針轉同樣的轉角，所需油壓并不相同，即載荷并不相同，所以示力度盤上由刻度表示的測力范圍與

8、擺錘的質(zhì)量相匹配。17例如WE300型萬能試驗機的3種度盤如下： 錘 重 度 量 A 060KN A+B 0150KN A+B+C 0300KN 實驗時，為了保證測量載荷的精度，要根據(jù)試件情況事先估算載荷大小，再選用適宜的測力度盤。182、操作部分 操作部分由進油閥、回油閥和油泵開關等組成，進油閥打開，油缸進油加載，進油閥開得越大，加載速度越快?；赜烷y打開，回油卸載，操作時，注意開機試驗前要關閉進、回油閥，開機后，再平緩地打開進油閥，逐漸增大進油量。否則，若在進油閥開口較大時開機，荷載突然增大，會引起沖擊，甚至沖過屈服點或使試件迅速破壞，指針受過大動慣性影響，使無法準確測讀力值。194、自動繪

9、圖器 在試驗機測力度盤的右側裝有自動繪圖器，由記錄筆、導軌架、描繪筒和線繩等組成。它的工作原理是，用一根拉線通過滑輪將自動繪圖器滾筒與工作臺連接。當試件受力變形時，工作臺即上、下移動，滾筒也隨之轉動。自動繪圖器的筆尖安裝在測力部分的水平齒桿上，當試件上受力改變時，筆尖隨之左右移動。這樣在滾筒的記錄紙上就能自動繪出試驗過程中力和變形的關系曲線。滾筒的周向表示變形，軸向表示載荷。20二、操作步驟1、打開電源開關。2、檢查送油閥和回油閥門是否處于關閉位置；檢查夾頭的類型和規(guī)格是否與試件相匹配；檢查保險開關是否有效。3、根據(jù)估計的最大載荷Pmax選擇適當?shù)牧χ盗砍?，并換好對應的擺錘。所選量程應使Pma

10、x 在其40%60%內(nèi)為宜。214、調(diào)節(jié)機器零位。加載前，測力指針應指在度盤上的“零”點，否則必須加以調(diào)整。調(diào)整時，先開動油泵，將活動平臺升起510mm左右，然后調(diào)整擺桿上的平衡鉈，使擺桿保持鉛直位置，再轉動水平齒桿使指針對準“零”點。先升起活動平臺才調(diào)整零點的原因是由于活動框架有很大的重量，需要一定的油壓才能將它升起，但是這部分油壓并未用來給試件加載，應加以消除。225、安裝試件。拉伸試件如果空間不夠，則須調(diào)整拉伸空間，在空載的情況下，用調(diào)位電機調(diào)節(jié)下夾頭的位置，使夾持長度至少大于夾頭長度的3/4，并應將試件夾正。安裝壓縮試件時，必須放置墊板，把試件擺正，確保對中，盡可能使試件只承受軸向荷載

11、。236、撥回隨動指針與測力指針靠攏，使繪圖裝置紙筆就位，筆要處于零線位置，且保持適當壓力。7、開動油泵電動機數(shù)分鐘，檢查運轉是否正常。然后緩緩打開送油閥，慢速加載試驗，讀取試驗數(shù)據(jù)。加載時，眼觀測力指針，手控進油閥，平滑地調(diào)節(jié)進油量，使指針勻速轉動。注意，不能用下夾頭的調(diào)位電機給拉伸試件加載，以免電機超荷損壞。 8、實驗完畢，關閉送油閥，并立即停機，脫開繪圖裝置紙筆，然后取下被破壞的試件。緩緩打開回油閥，將油液泄回油箱，使活動平臺回到原始位置。最后將一切機構復原，并清理機器。24三、注意事項1、試驗前，一定要給油缸里充一些油，使活動平臺上升少許，以消除自重。2、指針調(diào)零時，擰動水平齒桿要小心

12、。不許抬壓，以免機構滑扣，毀壞精密絲扣和細牙輪。3、拉伸試件夾緊后，不得再調(diào)整下夾頭的位置，同時也不能調(diào)整測力指針到零。4、不準用調(diào)位電機對試件施行加載和卸載。升、降方向不能直接變換，必須按停止按鈕后再進行變換。255、開啟油泵前，送油閥和回油閥一定要置于關閉位置，加載、卸載和回油均應緩慢進行。加載時，要求指針勻速平穩(wěn)地走動，當試件將要受載時，立即減慢活動平臺上升速度（關小送油閥門），嚴防送油閥開得過大，測力指針走得太快，致使試件受到?jīng)_擊作用。6、機器開動后，操作不得擅自離開控制臺，且注意力要集中，以免發(fā)安全事故。7、實驗時不得觸動擺錘，以免影響讀數(shù)的準確。8、在實驗過程中，如果聽到異常聲音或

13、發(fā)生故障應立即停機，進行檢查和修理。26低碳鋼彈性模量E的測定27 彈性模量彈性模量E是反映材料在拉伸（或壓縮）時，抵抗彈性是反映材料在拉伸（或壓縮）時，抵抗彈性變形能力的特征值，在工程上應用極廣，測定變形能力的特征值，在工程上應用極廣，測定E的方法較多，的方法較多，本節(jié)僅介紹機械量表測試法，引伸儀法測定低碳鋼的彈性模本節(jié)僅介紹機械量表測試法，引伸儀法測定低碳鋼的彈性模量量E。一、試驗目的：一、試驗目的：1、拉伸時在比例極限內(nèi)，驗證胡克定律，并測定低碳鋼的彈、拉伸時在比例極限內(nèi)，驗證胡克定律，并測定低碳鋼的彈性模量性模量E。2、熟悉球鉸式引伸儀的正確使用方法。、熟悉球鉸式引伸儀的正確使用方法。

14、28二、試驗設備二、試驗設備1、測、測E試驗臺試驗臺 該試驗臺配上引伸儀，作為材料力學實驗教學中測定材料彈該試驗臺配上引伸儀，作為材料力學實驗教學中測定材料彈性模量性模量E實驗用。實驗用。 試件為低碳鋼標準圓試件，直徑試件為低碳鋼標準圓試件，直徑d=8mm，標距，標距l(xiāng)0=100mm。 載荷增量載荷增量P =1000N，實驗為四級加載，每個砝碼重，實驗為四級加載，每個砝碼重25N；初載荷砝碼初載荷砝碼1個個16N。采用。采用1:40杠桿比放大。杠桿比放大。29 2、球鉸式引伸儀、球鉸式引伸儀 引伸儀是測量試件變形并放大輸出示值或信號的儀器。球鉸式引伸儀是采用機械傳遞來測定試件拉伸變形的，其結構

15、原理如圖所示，它分為兩部分： 一部分是千分表，第二部分是變形傳遞架。303、游標卡尺、游標卡尺4、低碳鋼標準圓試件、低碳鋼標準圓試件31三、試驗原理 測定材料的彈性模量通常采用拉伸試驗。從低碳鋼拉伸圖P-l曲線中可以看到，在比例極限內(nèi)，其變形與載荷間呈線性關系，即符合胡克定律，其關系式為：由此可得： （1） 式中 l0-為試件的計算長度（或為引伸儀的標距）； A0-為試件的橫截面面積； l-為已知載荷P時，l0長度內(nèi)的絕對伸長。 當l0、A0均為已知數(shù)據(jù)，再用引伸儀測得l，即可由上式計算出彈性模量E。00EAPlL lAPlE0032 為了驗證胡克定律，并保證試驗精確性，一般采用等量逐級加載法

16、。即加一級載荷P，則從引伸儀讀出相應的變形伸長量l=Bf，這里，B為引伸儀讀數(shù)；f為引伸儀靈敏度系數(shù)；當增加一級載荷增量P，則引伸儀讀數(shù)增量為B，對應的變形伸長增量為l=Bf 。因此，用增量法測定彈性模量E的計算式可由式（1）改寫為： 對試件逐級等量加載過程中，每級增加相等的載荷P時，如果測出的拉伸變形伸長量也等量增加l，這就驗證了材料在應力不超過比例極限時，服從胡克定律。BfAlPE0033四、實驗步驟1、量測試件直徑 在試件標距范圍內(nèi)的兩端和中間三處，每處用游標卡尺量取兩個相互垂直方向的直徑。取三處直徑的算術平均值作為計算直徑，以計算試件的橫截面面積A0。本實驗試件采用的是低碳鋼標準圓試件

17、，直徑d=8mm，標距l(xiāng)0=100mm。2、調(diào)節(jié)吊桿螺母，讓杠桿尾端上翹一些，使之與滿載時關于水平位置對稱。在調(diào)節(jié)前，必須使兩墊刀刃對正V型溝槽底，否則墊刀將由于受力不均勻而被壓裂。343、把球鉸式引伸儀裝夾到標準試件上，引伸儀為精密儀器，裝夾時要特別小心，以免使其受損。4、掛上砝碼托盤，加上初載荷砝碼16N，并記引伸儀千分表上的初始讀數(shù)。5、本實驗共分為四級荷載，每一級砝碼為25N，因杠桿采用的是1:40杠桿比放大，所以試件每一級荷載為1000N。每加一次砝碼記錄一次引伸儀上的讀數(shù)，直到全部測完，卸載并拆下引伸儀。加砝碼時要緩慢放手，以免造成沖擊，并注意防止砝碼跌落而被砸傷。35梁梁 彎彎

18、曲曲正應力實驗正應力實驗36一、實驗目的：1、測定梁在純彎曲時橫截面上正應力大小和 分布規(guī)律。2、驗證純彎曲梁的正應力計算公式。3、掌握電測法的基本原理。37二、實驗設備 1、純彎曲梁實驗裝置一套 2、靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀38純彎曲梁實驗裝置391236728391110451、鋼梁 2、定位板3、支座 4、試驗機架5、加載手輪 6、拉桿7、加載橫梁 8、測力儀9、加載系統(tǒng)10、載荷傳感器11、加載壓頭40靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀41三、實驗原理1、測定彎曲正應力 本實驗裝置采用的是低碳鋼制成的矩形截面梁作為試件，擱在兩支座上，當力P作用于輔助梁中央A點時，通過輔助梁將壓力F分解為兩個集中力P/2并分

19、別作用于主梁的B、C兩點，由梁的內(nèi)力分析知道，BC段上的剪力為零，而彎矩M=Pa/2，因此梁的BC段發(fā)生純彎曲。P22PMQxxaaLPPaABCD22P22Pa42 純彎曲梁受力狀態(tài)及有關尺寸見上圖。純彎曲梁材料為鋼，其彈性模量E=210GN/m2，在梁的純彎曲段內(nèi)已粘貼好兩組應變片，每組8片，分別為18和1*8*號應變片，各片距中心層的距離在下圖中已標出。圖4圖343 由理論推導得出梁純彎曲時橫截面上的任一點正應力表達式為式中 M橫截面上的彎矩； Iz梁橫截面對中性軸z的慣性矩； y 需求應力的點離中性軸的距離。 增量表達式為iziyIMiziyIM44 為了驗證此理論公式的正確性，在梁純

20、彎曲段的側面，沿不同的高度粘貼了電阻應變片，測量方向均平行于梁軸，布片方案及各片的編號如圖中所示。當梁加載變形時，利用電阻應變儀測出各應變片的應變值，然后根據(jù)單向應力狀態(tài)的胡克定律求出各點實測的應力值：縱橫縱橫45 根據(jù)單向受力假設，梁橫截面上各點均處于單向應力狀態(tài)，應用軸向拉伸時的胡克定律，即可通過測定的各點應變，計算出相應的實驗應力。采用增量法，各點的實測應力增量表達式為 實i=E實i式中E鋼梁的彈性模量； i 為測量點，i =1、2、3、4、5、6、7； 實i 各點的實測應變平均增量； 實i 各點的實測應力平均增量。46 根據(jù)材料力學中純彎曲梁的平面假設，沿梁橫截面高度的正應變分布規(guī)律應

21、當是直線。另外材料力學中還假設梁在純彎曲段內(nèi)是單向應力狀態(tài)，為此，我們在梁的下表面粘貼有與7號片和7*號片垂直的8號片和8*號片，當梁受力變形后，可測得8和8* ，根據(jù)泊松比 ，可由 計算得到和，若近似等于時，則證明梁純彎曲段內(nèi)近似于單向應力狀態(tài)?？v橫縱橫縱橫*7*878或47 以上兩個算式適用于比例極限以內(nèi)，故梁的加載必須在此范圍內(nèi)進行。為了隨時觀察變形與荷載的線性關系，實驗時第一次采用增量法加載，即每增加等量荷載P，測讀各點的應變一次，觀察各次的應變增量是否也基本相同。然后，再重復加載從零至最終荷載兩次，以便了解重復性如何。由于應變片是按中性層上下對稱布置的，因此，在每次加載、測讀應變值后

22、，還可以分析其對稱性，最后，取三次最終荷載所測得的應變平均值計算各點的應力值實。iziyIMii實實E48 本實驗用電測法測量應變，采用半橋溫度補償接法，如圖所示。因是多點測量，且7個測量點的溫度條件相同，為了方便測量，7片測量片共用1片溫度補償片，即公共補償?shù)霓k法。49 通過同一點實測應力的增量與理論應力增量計算結果比較，算出相對誤差，即可驗證純彎曲梁的正應力計算公式。 將計算的各個測點的實測應力平均增量標在截面高度為縱坐標，應力大小為橫坐標的平面內(nèi)，并連成曲線，即可與橫截面上應力理論分布情況相比較。50四、實驗步驟1、測量鋼梁的截面尺寸： 高度h=40mm，寬度b=20mm， 跨度L=62

23、0mm，加載點到支座距離a=150mm。 鋼梁的材料為低碳鋼，其彈性模量E=2.1105MPa。2、應變儀準備： a、接通靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀電源，按下“開”按鈕，儀 器面板上顯示屏發(fā)光數(shù)管亮起，進行預熱。圖351 b、調(diào)整應變儀靈敏度系數(shù)（K值），使用K值不同的應變片有不同的標定值，可查閱儀器說明書附表內(nèi)K值所對應的標定值，在測量前進行校準。首先在儀器反面A、B、C接線柱上接上標準電阻，旋緊。D1DD2接線柱上用金屬片連接旋緊。采用半橋測量法，再將前面板上的選擇開關轉到“1”位置上，調(diào)整平衡電位器“1”使指示表數(shù)字顯示全為零。按下“標定”按鈕，調(diào)整“調(diào)幅”電位器，調(diào)到指示表上顯示出所需的標定值

24、，再按出“標定”開關。此步驟可省略，輔導老師在實驗前已作調(diào)整。52 c、查看應變儀12點接線板，鋼梁上貼有7片應變片的兩根引出導線依次接在17點的“AB”接線柱上，一片補償片的兩根引出導線接在17點中任意一點“BC”接線柱上作公共補償。 d、要使各測量點的電橋處于平衡狀態(tài)，須調(diào)零。將選擇開關轉到“1”位置，使指示表數(shù)字顯示全為零，按此方法依次調(diào)整“27”點。533、本實驗采用轉動手輪加載的方法，載荷的大小由與載荷傳感器相連接的測力儀顯示。每增加載荷量P，通過2根加載拉桿，使得鋼梁距兩端支座各為a處分別增加作用力P /2。緩慢轉動手輪均勻加載，每增加一級載荷，記錄一次鋼梁橫截面上各測點的應變讀數(shù)

25、一次，觀察各次的應變增量是否基本相同。然后，再重復加載從零至最終載荷2，最后取3次最終載荷所測得的各點的應變平均值計算點的實測應力4、實驗完畢，卸去載荷，將試驗儀器恢復原狀。54五、實驗結果處理1、根據(jù)測得的各點應變值，計算出各點的平均應變的增量值實i，由實i=E實i計算1、2、3、4、5、6、7各點的應力增量。2、根據(jù) 計算各點的理論應力增量并與實i相比較。3、將不同點的實i與理i繪在截面高度為縱坐標，應力大小為橫坐標平面內(nèi)，即可得到梁截面上的實驗與理論的應力分布曲線，將兩者進行比較即可驗證應力分布和應力公式。zii理IMy55六、注意事項六、注意事項1 1、不要隨意拉動導線或觸碰鋼梁上的電

26、阻、不要隨意拉動導線或觸碰鋼梁上的電阻 應變片。應變片。2 2、為防止試件過載，手輪加載時不要超過、為防止試件過載，手輪加載時不要超過 5KN5KN，超載會損壞傳感器和試驗件。，超載會損壞傳感器和試驗件。3 3、實驗結束后，先卸除梁上荷載，再關閉、實驗結束后，先卸除梁上荷載，再關閉 測力儀和應變儀電源。測力儀和應變儀電源。56電測法簡述57一、應變電測原理簡介 在實驗應力分析的多種方法中，電測法應用最廣泛。所謂電測法就是將力學量如：位移、速度、變形等非電量轉換成電量來進行測量的一種實驗方法。 將非電量（變形、力等）的變化，通過轉換元件轉換成電量（電阻、電感、電容等）的變化，然后，再把測得的電量

27、變化反轉換為欲測定的非電量，這種方法叫非電量的電測法。58 電測法主要由電阻應變片和電阻應變儀組成。 將非電量通過敏感元件轉換成電量的轉換元件，稱為電阻應變計（簡稱電阻片或應變片）。實際應用時，將電阻片粘貼在被測構件上，當構件變形時，應變片的電阻值將發(fā)生相應的變化，利用電阻應變儀（簡稱應變儀）將該電阻的變化測定出來，換算成應變值輸出，就可獲得所測定的應力或應變值。59二、電阻應變片1、構造 電阻應變片是將應變轉換成電阻變化的轉換元件，一般由敏感柵、引出線、基底層、覆蓋層和黏結劑組成，敏感柵是應變片的主要元件，由金屬絲或者金屬箔制成，基底層和覆蓋層起定位和保護應變片的幾何形狀的作用，也起到與被測

28、構件之間電絕緣作用，引出線是用于連接導線的過渡部分，黏結劑把敏感柵基底和覆蓋層牢固地黏結成一個整體。60 電阻應變片的工作原理是把應變片牢固地粘貼于試件上，使應變片與試件同步變形，金屬絲電阻值就發(fā)生變化。612、應變片的工作原理 通過應變片的介紹而知，應變片是由特殊金屬電阻絲所組成，由物理學可知，金屬絲的電阻R與其長度L成正比，與其截面積A成反比。并與電阻率有關，它們的關系式為 (1)ALR62 如果金屬電阻絲沿其軸線方向受力而產(chǎn)生變形，由電阻值也隨之發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為電阻應變效應。為了得到兩者之間的關系，可將式（1）取對數(shù)并微分得 (2) 式中dL/L-金屬絲長度的相對變化。它可用應

29、變表示，即 (3)dRddLdARLALdL63 金屬絲處于單向受力狀態(tài)，它的截面面積A的相對變化dA/A和式（3）間的關系可根據(jù)泊松效應表示為 (a) 布爾茲曼定理表明，金屬電阻率的變化率d/與體積變化率成正比，即 (b)同樣，應用泊松效應 (c)LdLAdA2VdVmdLdLVdV)21 (64將式（a）、式（b）、式（c）、代入式則可得 (4) 式中， 為常數(shù)，令其為K0，則上式可寫成LdLmRdR21212121mdRddLdARLA65 (5) 而dL/L是電阻絲的長度變化率，即它的應變，則 (6)上式說明，電阻絲的電阻變化率與其應變成正比，比例系數(shù)K0稱為電阻絲的靈敏系數(shù)。0KRd

30、RLdLKRdR066應變片的柵狀電阻絲同樣有這種關系：用增量形式表示，則為 (7)上式說明，電阻絲的電阻變化率是該電阻絲所產(chǎn)生的應變變化的K倍。實驗表明，K值在很大范圍內(nèi)保持常量，稱K為電阻絲的靈敏系數(shù)，它與敏感柵的材料和幾何形狀等有關，K的數(shù)值一般由制造廠家用標準應變設備抽樣標定后，提供給使用者的。KRdRKRR67 使用應變片時，將應變片用特殊的膠水粘貼在測點處，隨試件共同變形。若試件貼片處沿電阻絲方向發(fā)生線變形時，電阻絲也隨著一起變形（伸長或縮短），從而引起應變片的電阻產(chǎn)生相對變化，并且在一定應變范圍內(nèi)，電阻絲的電阻變化率與應變變化率成正比。因此，由上式可知，通過應變片，就可以將測量應

31、變量的問題轉化為測量電阻改變量R的問題。而電阻改變量R可接入適當?shù)碾娐分?，它將引起電信號的變化，?jīng)過放大、處理后，便能測定該信號并轉換成應變顯示出來。KRR683、電阻應變片的種類 應變片的種類很多，常溫應變片有：（1）金屬絲繞式應變片（2）金屬箔式應變片（3）半導體應變片69 (1) 金屬絲繞式應變片 這種應變片一般采直徑為0.010.05mm的鎳鉻合金的金屬絲繞制成柵狀，稱為敏感柵。貼在兩層薄紙片（或塑料片）中，兩端用直徑為0.10.2mm的鍍銀銅線引出，以供測量時焊接導線之用。其構造如圖所示。這類應變片敏感柵的橫向部分呈圓弧形，其橫向效應較大，故測量精度較差，而且端部圓弧部分制造困難，形

32、狀不易保證，同一批片之中，其性能分散性較大，還由于耐溫、耐濕性能不好，現(xiàn)已被其它類型的應變片所取代。70 (2) 金屬箔式應變片 這種應變片的敏感柵是用厚度為0.0020.008mm的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬箔，采用刻制、制版、光刻及腐蝕等工藝過程而制成，簡稱箔式應變片，由于制造工藝自動化，可大量生產(chǎn)，從而降低了成本，而且還能把敏感柵制成為各種形狀和尺寸的應變片，尤其可以制造柵長很小的應變片，以適應不同測試的需要。箔式應變片還具有以下諸多優(yōu)點，制造過程中敏感柵的橫向部分能夠做成較寬的柵條，減小了橫向效應；由于柵箔薄而寬，因而粘貼牢固，整體散熱性能好、疲勞壽命長，并能較好地反映構件表面的變形，使

33、其測量精度高，同一批量應變片性能比較穩(wěn)定可靠。因此，在工程上得到廣泛的使用。71 (3) 半導體應變片 這種應變片的敏感柵是由鍺或硅等半導體材料制成，通常用單晶硅的一直條形作為敏感柵，在同等的應變下，其電阻的相對改變量比前述兩種應變片都要大很多，用數(shù)字式歐姆表就能測出它的電阻變化，因此，可作為高靈敏度傳感器的理想敏感元件。 此外，還有很多專用應變片，如剪切應變片，多軸應變片（應變花）、高溫應變片、殘余應力應變片等。72三、電測法的工作原理: 電阻應變片粘貼在被測構件表面的被測點上，當構件受外力作用產(chǎn)生變形時，應變片將隨之產(chǎn)生相應的變形，應變片的阻值發(fā)生變化，通過電阻應變儀中的電橋將此電阻值變化

34、轉化為電壓或電流的增量，加以放大，最后換算成應變值給出。73四、測量電路原理 通過應變片可以將試件的變形轉換為應變片的電阻變化。但通常這種電阻變化是很小的、為便于測量，往往將其置于適當?shù)碾娐分幸赞D換成電壓（或電流）的變化，經(jīng)過電子放大器放大后，由指示儀或記錄器指示出應變數(shù)值。而這一任務是由電阻應變儀來完成，它是按惠斯登電橋原理設計而成的。 為了測量，就要測得R/R，而R/R是通過電橋測得的，電橋如圖所示。 74 設電橋各橋臂電阻分別為R1、R2、R3、R4，其中的任意一個都可以是應變片電阻。電橋的A、C端為輸入端，拉上電壓為UAC的直流電源，而B、D端為輸出端，輸出電壓為UBD，且 UBD=

35、UAB UAD=I1R1 I2R4 （1）由歐姆定律可知 UAC= I1（R1+R2）=I2(R3+R4)故有 432211,RRUIRRUIACAC75將I1、I2代入式（1） UBD= UAB UAD=I1R1 I2R4經(jīng)整理后得到 (2) 當電橋平衡時，UBD=0，由式（2）可得電橋平衡條件為 R1R3=R2R4 （3）43214231RRRRRRRRUUACBD76 設電橋四個橋臂的電阻R1=R2=R3=R4=R，均為粘貼在構件上的四個應變片，且在構件受力前電橋保持平衡，即UBD=0，在構件受力后，各應變片的電阻改變分別為R1、R2、R3、R4時，電橋失去平衡，將有一個不平衡電壓UBD

36、輸出，其增量為 （4）44332211RRURRURRURRUUBDBDBDBDBD77由式（2） 可得將以上四式代入式（4）可得ACBDACBDACBDACBDURRRRRRRRUURRRRRRRRUURRRRRRRRUURRRRRRRRU44243434433243433322221212211221211143214231RRRRRRRRUUACBD78 （5） 當橋臂電阻全等或對稱，即R1=R2=R3=R4或R1=R2、R3=R4時，則將上式代入式（5），則有 （6）將 代入式（6），則有ACBDURRRRRRRRRRRRRRRRU443324343221122121412434322

37、121RRRRRRRR443322114RRRRRRRRUUACBDKRR79 （7） 式（7）表明，輸出電壓的增量UBD與橋臂上的應變組合（12+34）成正比，如將電壓增量按單位讀數(shù)UACK/4指示，則能直接讀出應變組合（12+34）的大小，即輸出讀數(shù) ds =12+34 (8) 式（8）是應變電測的最重要的關系式，各種應變測量方法均以此式為依據(jù)。43214KUUACBD80 應變片在測量電橋中有各種接法。實際測試中，常利用電橋基本特性而采用不同的接線方法，來達到以下目的：實現(xiàn)溫度補償；從復雜的變形中測出所需要的應變分量；擴大應變讀數(shù)；減少測量誤差；提高測量靈敏度。 測量電橋的各橋臂電阻可以

38、全部是或部分是應變片。81（1）半橋接線法 若在測量電橋中的AB和BC臂上接應變片，而另外兩臂CD和DA接應變儀內(nèi)部的固定電阻R，則稱為半橋接線法，如圖所示。由于CD和DA橋臂間接固定電阻，不感受應變，即應變?yōu)榱?。由公?ds =12+34 可得到應變儀的讀數(shù)應變?yōu)?ds =1282（2）全橋接線法 在測量電橋的四個橋臂上全部都接感受應變的工作片，稱為全橋接線法，如圖所示。此法既能提高靈敏度，實現(xiàn)溫度補償（互補），又可消除導線過長的影響、同時還降低接觸電阻的影響。此時應變儀的讀數(shù)應變由公式（1）即可得出 ds =12+3483 電橋的四個橋臂上都接感受應變的工作片，且R1=R2=R3=R4，此

39、時，溫度應變可以互相補償。若在構件的受拉區(qū)粘貼R1、R3產(chǎn)生拉應變，在受壓區(qū)粘貼R2、R4產(chǎn)生壓應變，即負值。由上式可得到ds =1(2)+3(4 )=4 測 顯而易見，采用該法，測讀值為測的4倍，靈敏度比只用一個工作片R1明顯地提高了。84五、溫度補償 粘貼在構件上的應變片，其電阻值一方面隨構件變形而變化，另一方面，當環(huán)境溫度變化時，應變片絲柵的電阻值也將隨溫度改變而變化。同時，由于應變片的線膨脹系數(shù)與構件的線膨脹系數(shù)不同，也將引起應變片電阻值發(fā)生變化。這種因環(huán)境溫度變化引起的應變片電阻值變化，其數(shù)量級與應變引起的電阻變化相當。這兩部分電阻變化同時存在，使測得的應變值中包含了溫度變化的影響而

40、引起的虛假應變，會帶來很大的誤差，不能真實反映構件因受力引起的應變，因此，在測量中必須消除溫度變化的影響。85 消除溫度影響的措施是溫度補償。 一般溫度補償方法是采用橋路補償法，它是利用電橋特性來進行補償?shù)摹蚵费a償法一般采用補償塊法和工作片補償法兩種。861、補償塊法如圖所示，把粘貼在受力構件上的應變片稱為工作片R1，以相同阻值的應變片貼在材料和溫度都與構件相同的補償塊上，作為R2稱為補償片，R3、R4為儀器內(nèi)部的標準電阻。此時由工作片得到的應變?yōu)? =1P+t，其中1P是載荷引起的應變， t是溫度變化引起的應變。而補償片不受力只有溫度應變，并且因材料和溫度都與構件相同，產(chǎn)生溫度應變也應與構

41、件一樣，即2 =t。87以R3、R4組成的半橋不感受應變。故有3=4 = 0，它們產(chǎn)生的溫度影響在公式ds =12+34中相互抵消，計算公式如下 ds =12+34 =1P+t t =1P由此可見在應變讀數(shù)ds 中已消除了溫度影響。882、工作片補償法 如圖所示，這種方法不需要專門的補償塊和補償片，而是在同一受構件上粘貼應變片R1和R2，分別貼在懸臂梁的受拉區(qū)和受壓區(qū)，并按半橋接線。R3、R4為儀器內(nèi)的標準電阻，構成另一半橋。R1和R2應變值分別是： 1 =1P+t ，2 = 2P+t，由懸臂梁的同一截面其應變等值異號可將R2產(chǎn)生的應變寫成2 = 1P+t 。89R3、R4組成的半橋不感受應變

42、，同理可得： 3=4 = 0，溫度影響相互抵消，于是將以上各應變量代入ds =12+34可得：ds =12+34 =1P+t （ 1P+t ） =1P+t + 1Pt =2 1P由此可見溫度應變也已自動消除。903、 當采用全橋測量時，電橋四個橋臂都是工作片，由于它們處在相同的溫度條件下，相互抵消了溫度的影響。大家可以根據(jù)公式ds =12+34進行演算。91 目前應變片電測技術已成為實驗應力分析中廣泛應用的一種方法。其主要優(yōu)點是：1、應變片尺寸小、重量輕，一般不影響構件的工作狀態(tài)和應力分布。2、測量靈敏度、精度高。應變最小分辨率可達1微應變（ ），常靜載測量時精度可達1%。3、測量應變的范圍廣

43、?？捎?微應變到幾萬微應變。4、頻率響應好?？蓽y量010萬赫茲的動應變。925、可在高溫、低溫、高速旋轉及強磁場等環(huán)境下進行測量。6、由于測量過程中輸出的是電信號，因此容易實現(xiàn)自動化、數(shù)字化，并能進行遠距離測量和無線電遙測。7、通用性好。不但適用于測量應變，而且可制成各種高精度傳感器，用于測量載荷、位移、加速度、扭矩等力學量。93 不過該測量方法也有它的缺點，主要表現(xiàn)在只能測量構件表面某一方向的應變，且應變片有一定柵長，只能測定柵長范圍內(nèi)的平均應變，因此對于應力集中及應變梯度大的應力場進行測量時會引起較大的誤差。 我們主要介紹在一般環(huán)境下應變片電測原理及測試方法。94 靜態(tài)電阻應變儀主要用于實

44、驗應力分析及靜態(tài)強度研究中測量結構及材料任意點的應變，其主要特點是將應變儀與平衡箱二者合為一體，配上相應的傳感器，可以測力、扭矩、位移、溫度等物理量，是在研究設計中作非破壞性試驗的靜態(tài)應變的測量分析的一種重要工具。靜態(tài)電阻應變儀有多種型號，原理基本相同。這里僅介紹YJ-31型靜態(tài)電阻應變儀。95電阻應變儀96電電阻應變片粘貼技術阻應變片粘貼技術a。應變片檢查分選特別注意同一試驗的應變片批號最好一致（靈敏系數(shù)K相同）同一測區(qū)的應變片阻值基本一致（在儀器的可調(diào)范圍內(nèi)能滿足電橋的初始平衡條件R1R3 =R2R4根據(jù)測點的應力梯度和試件的材料均勻性選擇應變片的合適標距9798b。測點處理測點表面應平整

45、、無銹、無浮漿混凝土表面一般用環(huán)氧樹脂打底抹平測點表面用酒精或丙酮清洗測點位置準確，應變片長邊方向與所測應變方向相同99C。應變片粘貼粘貼用膠一般為502等快干膠或環(huán)氧樹脂類慢干膠快干膠適用于短期量測，防潮性能較環(huán)氧樹脂差、操作時間短慢干膠在粘貼后需要較長時間（24小時）的固化時間，期間需加壓、加溫以促使固化100d。固化處理在室溫15度以上，濕度60%以下固化12天（環(huán)氧樹脂類慢干膠）氣溫低、濕度大，在自然固化12小時后用人工加溫（環(huán)氧樹脂類慢干膠）采用502類的快干膠可以不做特殊的固化處理101e。粘貼質(zhì)量檢查粘貼牢固，位置、方向準確無短路、斷路現(xiàn)象，阻值與粘貼前相同電阻應變片沒有氣泡、折

46、皺電阻應變片與試件間的絕緣度達到200M以上，在惡劣環(huán)境應達到500M以上(一般用兆歐表測量102f。導線連接保證引出線不與試件形成短路電阻應變片基底與接線端子間的引出線長度以35mm為宜，太長則易短路保證量測導線輕微拉動時，引出線不被拉斷導線各連接點應可靠連接，無虛焊103g。防潮防護短期量測且在干燥環(huán)境下可不做防潮處理長期觀測或在潮濕環(huán)境下必須進行防潮處理，一般用硅橡膠密封粘貼在鋼筋上澆灌入混凝土時，必須用紗布和環(huán)氧樹脂密封，防止混凝土澆注過程中損壞電阻應變片104粘貼在混凝土上的應變片（L3dmax）105106粘貼在鋼結構上的電阻應變片107四、實用組橋方法四、實用組橋方法進行測量時，

47、先要根據(jù)測量目的選擇構件上被測點的位置，然后根據(jù)被測點的應力狀態(tài)，合理利用橋路特性，提高測試靈敏度。（b）測量出所要求的內(nèi)力（a）消除補償塊補償工作片補償t（c）盡量使應變儀輸出應變 提高d1081、拉壓變形測量的組橋方法測定圖示受拉構件的拉伸應變方案1（1/4橋路）在構件表面沿應力方向粘貼一工作片 ，在補償塊上粘貼同規(guī)格應變片 （補償塊材料與被測件材料相同，置于相同的溫度場中）。1R2R1R感受的應變有：1pt2R感受的應變有：2t109該1/4橋路達到了以下目的1）消除了因溫度變化引起的應變 ；t2）只測出了由載荷P引起的拉伸應變 。p在同一溫度場中， 相同，接成1/4橋線路進行單臂測量時

48、應變儀讀數(shù)為：tpttpd)(21110方案2 半橋測量2pt 1pt接成半橋應變儀的讀數(shù)為：d12ptptp() ()(1) 拉伸應變?yōu)椋篸p1+在桿件表面沿軸向和橫向分別粘貼 和 ，此時：1R2R可見，這種半橋組橋法：3）使應變儀讀數(shù)增大 倍，提高了測量靈敏度。(1)1）消除了由溫度變化而引起的應變 ；t2）測出載荷P作用下引起的拉伸應變 ；p111方案3 全橋測量（拉壓荷載傳感器）112拉壓傳感器原理pdppdpCDABDABCDACDBCABBDAEAPKUU)1 (2)1 (2)(41113 2、測定材料彈性模量E和泊松比E和 可以在實驗機上作拉伸實驗進行測定。由于試件可能會有初曲率

49、，另外試驗機機頭難免會存在一些偏心作用使試件兩面應變不相同，即試件除產(chǎn)生拉伸應變外，還附加了彎曲變形，因此在測量中需消除除彎曲變形的影響。114（a）測量彈性模量E在構件兩側面對稱位置上沿其軸線y方向粘貼兩工作應變片，另外在補償塊上粘貼補償片，并分別將和接入相對兩橋臂，組成全橋，此時各應變片的應變量是：14RR、23RR、14RR、23RR、1pMt23t4pMt115應變儀讀數(shù)應變?yōu)椋簓d1234p2此時由軸向拉伸變形引起的應變?yōu)椋簆yd12可見在讀數(shù)應變中消除了彎曲變形和溫度變化的影響。若試件面積為A，得到彈性模量：pyd2PE=A116 (b)測量泊松比在構件兩側面對稱位置上，沿與試件軸

50、線垂直的x方向貼兩個應變片 ，另外在補償片上貼兩個溫度補償片 。將 和 分別接入兩相對橋臂組成全橋。此時各應變片的應變是：14R R14R R23R R23R R1pMt() 23t4pMt() 儀器的讀數(shù)應變：xd1234p2 將 代入上式，可得材料泊松比為：pyd/2xdyd|1173、扭轉變形測定圖示（a）圓軸的扭轉切應力。圓軸扭轉時，表面各點為純剪切應力狀態(tài)，其主應力大小和方向，如圖（b）所示，即在與軸線分別成 方向上有最大拉應力 和最大壓應力 ，且 在 作用方向有最大拉應變 ，在 方向有最大壓應變 ，且絕對值相等，因此可沿 方向粘貼應變片 和 。451313 1nn3451R2R11

51、8此時：1nt2nt 接半橋測量，應變儀讀數(shù)應變?yōu)椋篸12n2扭矩在 方向所引起的應變?yōu)椋?nd12根據(jù)廣義胡克定律可得：n1311+()EE由此可得：nnE2G1將 代入上式，得扭轉剪應力：dGnd121194、彎曲變形(a)測定圖示懸臂梁的彎曲應變梁彎曲時，在同一截面上，上表面受拉，下表面受壓，且壓拉在同一截面上、下表面沿桿件軸向各貼一個應變片，此時各應變片的應變?yōu)椋?Mt2Mt 120接成半橋，則應變儀的讀數(shù)應變?yōu)椋篸12M2故梁上表面貼片處的彎曲應變?yōu)椋篗d12可見這樣布片和接線，使應變儀讀數(shù)為梁彎曲應變的兩倍，提高了測量靈敏度。1214、彎曲變形(b)測定圖示懸臂端的集中力梁彎曲時，

52、在截面m-m上，上表面拉應變?yōu)閙，下表面壓應變?yōu)?m，在截面n-n上，上表面拉應變?yōu)閚，下表面壓應變?yōu)?nEWPlEWalPnm)(tntntmtm4321aEWPEWPadd2234211225、組合變形桿件的應變分離（1）分別測量圖示桿件承受彎曲和拉伸變形時的彎曲應變和拉伸應變。（a）測定彎曲應變M在桿件的上下表面沿軸向粘貼應變片 ，并按照（b）圖接成半橋。此時各應變片的應變?yōu)椋?2R R1pMt2pMt123應變儀讀數(shù)應變?yōu)椋篸12pMtptM()()2彎曲應變?yōu)椋篗d12可見這樣貼片和接線，消除軸向力和溫度變化的影響，測出僅由彎矩引起的彎曲應變。124（b）測定拉伸應變p在桿上下表面分

53、別粘貼兩個工作應變片R1和R2，另外在補償塊上粘貼兩個補償片R3和R4。將R1、R2和R3、R4接入兩個相對橋臂，組成全橋。此時各應變片的應變?yōu)椋簯儍x的讀數(shù)應變?yōu)椋簍ttPtP4321Pd24231125由P引起的拉伸應變?yōu)椋嚎梢娺@樣貼片、組橋，消除了彎矩的影響，測出的是僅由軸向拉力引起的拉伸應變。dP21126（2）測定圖示圓軸在拉伸、彎曲和扭轉時的扭轉剪應力。在圓軸上成 方向貼四個應變片，組成全橋。45若以 和 分別代表軸向拉力，彎矩和扭矩引起的被測點在 方向的應變，則各應變片的應變?yōu)椋?5pM、n1pMnt2pMnt3pMnt4pMnt127應變儀讀數(shù)應變?yōu)椋篸1234n4由扭矩作用引

54、起被測點在 方向的應變?yōu)椋?5nd14由廣義胡克定律得扭轉剪應力：dG2可見采用這樣組橋，消除了彎矩、軸向力和溫度變化的影響，測出了所需要的扭轉剪應變，增大讀數(shù)應變，提高測量靈敏度。注意：因為應變片只能測線應變，而扭轉（彎曲）剪應力引起的線應變在 最大，所以測剪應變只能在 方向貼片，測正應力可沿 方向貼片。454501288、幾種常用的應變式荷載量測傳感器129五、電阻應變測量常見故障及處理1、橋路不能平衡130五、電阻應變測量常見故障及處理2、測量結果不穩(wěn)定131五、電阻應變測量常見故障及處理3、測量結果漂移偏大132五、電阻應變測量常見故障及處理4、測量過程中突然短時間斷電而試驗又不能重新

55、開始133電測法測試材料的彈性模量E和泊松比134一、實驗目的1、測定常用金屬材料的彈性模量E和泊松比2、驗證胡克定律3、學習掌握電測法的基本原理和電阻應變儀的操作135二、實驗設備 1、拉伸測E試驗裝置 2、靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀 3、游標卡尺圖10136三、實驗原理和方法 材料在比例極限范圍內(nèi)，應力和應變呈線性關系，即=E比例系數(shù)E稱為材料的彈性模量，可由此式計算，即 設試件的初始橫截面面積為A0，在軸向拉力P作用下，橫截面上的正應力為 把上式代入可得 只要測得試件所受的載荷P和與之對應的應變，變可由上式算出彈性模量E。E0AP0APE 137 受拉試件軸向伸長，必然引起橫向收縮。設軸向應變?yōu)?/p>

56、，橫向應變?yōu)?。試驗表明，在彈性范圍?nèi)，兩者之比為一常數(shù)。該常數(shù)稱為橫向變形系數(shù)或泊松比，用表示，即138 軸向應變和橫向應變的測試方法如圖所示，在板試件中央前后的兩面沿著試件軸線方向貼應變片R1和R1 ，沿著試件橫向貼應變片R2和R2 ，補償塊上貼有4枚規(guī)格相同的溫度補償片。為了消除試件初曲率和加載可能存在偏心引起的彎曲影響，采用全橋接線法。圖12圖11139圖12圖11140 實驗時，為了驗證胡克定律，采用等量逐級加載法，分別測量在相同載荷增量 作用下的軸向應變增量 和橫向應變增量。若各級應變增量大致相同，這就驗證了胡克定律。141四、實驗步驟1、測量試件。 試件寬度為10mm，厚度為0.8

57、mm。 2、應變儀準備： a、接通靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀電源，按下“開”按鈕，儀器面板上顯示屏發(fā)光數(shù)管亮起，進行預熱。 142 b、調(diào)整應變儀靈敏度系數(shù)（K值），使用K值不同的應變片有不同的標定值，可查閱儀器說明書附表內(nèi)K值所對應的標定值，在測量前進行校準。首先在儀器反面A、B、C接線柱上接上標準電阻，旋緊。D1DD2接線柱上用金屬片連接旋緊。采用半橋測量法，再將前面板上的選擇開關轉到“1”位置上，調(diào)整平衡電位器“1”使指示表數(shù)字顯示全為零。按下“標定”按鈕，調(diào)整“調(diào)幅”電位器，調(diào)到指示表上顯示出所需的標定值，再按出“標定”開關。此步驟可省略，輔導老師在實驗前已作調(diào)整。143 c、查看應變儀反面1

58、0點接線板，鋼梁上貼有五片應變片的兩根引出導線依次接在15點的“AB”接線柱上，一片補償片的兩根引出導線接在15點中任意一點“BC”接線柱上作公共補償。 d、要使各測量點的電橋處于平衡狀態(tài)，須調(diào)零。將選擇開關轉到“1”位置，用螺絲刀調(diào)平衡電位器“1”，使指示表數(shù)字顯示全為零，按此方法依次調(diào)整“25”點的平衡電位器。1443、本實驗采用砝碼加載。重復進行三次，第一次用等量增載法，每塊砝碼重40N，分三級加載，首先記錄載荷為零的初應變，以后每增加一級載荷，記錄一次應變值。注意觀察各級應變增量情況。4、實驗完畢，卸去載荷，將試驗儀器恢復原狀。145六、注意事項1、不要隨意拉動導線或觸碰鋼梁上的電阻應

59、變片。2、不要隨意調(diào)整應變儀上的調(diào)幅電位器。3、注意：拉伸板試件允許最大載荷為注意：拉伸板試件允許最大載荷為3.5KN3.5KN146(3) 半導體應變片 這種應變片的敏感柵是由鍺或硅等半導體材料制成，通常用單晶硅的一直條形作為敏感柵，在同等的應變下，其電阻的相對改變量比前述兩種應變片都要大很多，用數(shù)字式歐姆表就能測出它的電阻變化，因此，可作為高靈敏度傳感器的理想敏感元件。147（1）半橋接線法 若在測量電橋中的AB和BC臂上接應變片，而另外兩臂CD和DA接應變儀內(nèi)部的固定電阻R，則稱為半橋接線法，如圖所示。由于CD和DA橋臂間接固定電阻，不感受應變，即應變?yōu)榱恪Ｓ晒?ds =12+34 可

60、得到應變儀的讀數(shù)應變?yōu)?ds =12148(1)電阻應變量測的橋路連接方法UBDKU1412()149（2）全橋接線法 在測量電橋的四個橋臂上全部都接感受應變的工作片，稱為全橋接線法，如圖所示。此法既能提高靈敏度，實現(xiàn)溫度補償（互補），又可消除導線過長的影響、同時還降低接觸電阻的影響。此時應變儀的讀數(shù)應變由公式（1）即可得出 ds =12+34150 電橋的四個橋臂上都接感受應變的工作片，且R1=R2=R3=R4，此時，溫度應變可以互相補償。若在構件的受拉區(qū)粘貼R1、R3產(chǎn)生拉應變，在受壓區(qū)粘貼R2、R4產(chǎn)生壓應變，即負值。由上式可得到ds =1(2)+3(4 )=4 測 顯而易見，采用該法，