應(yīng)力和力的測試

1、第第6 6章章 應(yīng)變、應(yīng)力和力的測試應(yīng)變、應(yīng)力和力的測試 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試 習(xí)題習(xí)題第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試一、測試原理一、測試原理 測試用傳感器：測試用傳感器：應(yīng)變片應(yīng)變片 測量用電路：測量用電路：電橋電路電橋電路 )(41)(41,4321044332211043214321 gyySUURRRRRRRRUURRRRRRRR對應(yīng)的應(yīng)變計(jì)算則為：對應(yīng)的應(yīng)變計(jì)算則為：則電橋輸出電壓為：則電橋輸出電壓為：，的阻值變化分別為的阻值變化分別為若若第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)

2、力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試一、測試原理一、測試原理 應(yīng)變片布置和電橋連接的原則應(yīng)變片布置和電橋連接的原則 應(yīng)變片布置的原則：應(yīng)變片布置的原則： 應(yīng)變片應(yīng)粘貼在被測對象應(yīng)變最大的位置處，并盡量排除非應(yīng)變片應(yīng)粘貼在被測對象應(yīng)變最大的位置處，并盡量排除非測力的影響。測力的影響。 電橋連接的原則：電橋連接的原則： 電橋連接應(yīng)選取輸出最大的接橋方法，并盡量排除非測力的電橋連接應(yīng)選取輸出最大的接橋方法，并盡量排除非測力的影響。影響。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用

3、下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 電橋連接：電橋連接：拉力作用下只有正的應(yīng)變，最多接成對臂半橋。拉力作用下只有正的應(yīng)變，最多接成對臂半橋。 應(yīng)變片布置有兩種方法：應(yīng)變片布置有兩種方法： 方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上；方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上； 方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上。方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 方法一：應(yīng)變片布置在彎矩作用下的中性層上方法一：應(yīng)變片布

4、置在彎矩作用下的中性層上gyFFgBAgyFBFBBFAFAASUUSUSUURR 000221)(41:,: 拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 1、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響）、拉力作用下應(yīng)變的測試（排除彎矩的影響） 方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上方法二：應(yīng)變片布置在上下表面上gyFFgBAgyMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURR 000221)(41:,: 拉力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：拉

5、力產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 2、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響）、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響） 電橋連接：電橋連接：彎矩作用下既有正的應(yīng)變，又有負(fù)的應(yīng)變，故可彎矩作用下既有正的應(yīng)變，又有負(fù)的應(yīng)變，故可 接成全橋電路。接成全橋電路。 應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置在上下表面上，各兩個(gè)。應(yīng)變片布置在上下表面上，各兩個(gè)。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測

6、試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 2、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響）、彎矩作用下應(yīng)變的測試（排除拉力的影響） gyMMgDCBAgyMFDMDFDDMFCMCFCCMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURRRR 000)(41:,:,: 彎矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：彎矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試 電橋連接：電橋連接：扭矩扭矩作用下試件的表面會作用下試件的表面會產(chǎn)生大小相

7、等、方向產(chǎn)生大小相等、方向正交的應(yīng)變，故可接正交的應(yīng)變，故可接成全橋電路。成全橋電路。 應(yīng)變片布置：應(yīng)變片布置：根根據(jù)主應(yīng)力方向，沿與據(jù)主應(yīng)力方向，沿與軸線成軸線成45或或135的方向各粘貼兩個(gè)應(yīng)的方向各粘貼兩個(gè)應(yīng)變片。變片。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試gyTTgDCBAgyTDTDDTCTCCTBTBBTATAASUUSUSUURRRR 000)(41:,:,: 扭矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：扭矩產(chǎn)生的應(yīng)變則為：電橋輸出電壓為：電橋輸出電壓為：應(yīng)變片狀態(tài)：應(yīng)變

8、片狀態(tài)：第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試二、幾種典型力作用下應(yīng)變的測試 3、扭矩作用下應(yīng)變的測試、扭矩作用下應(yīng)變的測試第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試可分為兩種情況：一種是主應(yīng)平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試可分為兩種情況：一種是主應(yīng)力方向已知，另一種是主應(yīng)力方向未知。力方向已知，另一種是主應(yīng)力方向未知。 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知 例如一個(gè)內(nèi)例如一個(gè)內(nèi)部承受壓力作用部承受壓力作用的容器，其表面的容器，其表面就處

9、于平面應(yīng)力就處于平面應(yīng)力狀態(tài)，且主應(yīng)力狀態(tài)，且主應(yīng)力方向是已知的。方向是已知的。第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知ggSUUSUUR 022011同理可得同理可得接入電橋電路，可得接入電橋電路，可得，方向貼應(yīng)變片方向貼應(yīng)變片沿沿 第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 1、主應(yīng)力方向已知、主應(yīng)力方向已知泊泊松松比比。彈彈性性模模量量，式式中中，行行計(jì)計(jì)算算。而而必必須須用用下下面面的的

10、公公式式進(jìn)進(jìn)，直直接接得得出出注注意意：此此時(shí)時(shí)，不不能能由由 EEE )(1)(1,122221212121第第6 6章章 第第1 1節(jié)節(jié) 應(yīng)變、應(yīng)力的測試應(yīng)變、應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試三、平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的測試 2、主應(yīng)力方向未知、主應(yīng)力方向未知第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試一、空間力系概述一、空間力系概述 對一個(gè)空間力系都可以化為三個(gè)互相垂直的分力和三個(gè)互相對一個(gè)空間力系都可以化為三個(gè)互相垂直的分力和三個(gè)互相垂直的分力矩，因此，要測試空間的力系，就必須測出它所包括垂直的分力矩，因此，要測試空間的力系，就必須測出它所包括的三個(gè)分力和三個(gè)分力

11、矩。的三個(gè)分力和三個(gè)分力矩。二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 空間力系測量裝置種類較多，目前常用的主要有兩種：空間力系測量裝置種類較多，目前常用的主要有兩種： 1、彈性元件加應(yīng)變片組成、彈性元件加應(yīng)變片組成 2、壓電元件組成、壓電元件組成 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （1）彈性柱）彈性柱+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變

12、片圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片圓環(huán)圓環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)

13、變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （2）八角環(huán)）八角環(huán)+應(yīng)變片應(yīng)變片 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 1、彈性元件加應(yīng)變片、彈性元件加應(yīng)變片 （3）測力架）測力架 第第6 6章章 第第2 2節(jié)節(jié) 空間力系的測試空間力系的測試二、空間力系測量裝置二、空間力系測量裝置 2、壓電元件、壓電元件壓電式力傳感器壓電式力傳感器第第6 6章章 習(xí)習(xí) 題題一、填空題一、填空題 1 1、平面應(yīng)力方向未知時(shí)，采取、平面應(yīng)力方向未知時(shí)

14、，采取 的方法測量。的方法測量。 2 2、空間力系測量裝置主要有、空間力系測量裝置主要有 和和 兩大類。兩大類。二、分析計(jì)算題二、分析計(jì)算題 1 1、已知一均勻桿件上同時(shí)作用著拉力、已知一均勻桿件上同時(shí)作用著拉力F F和彎矩和彎矩M M。 請問在排除彎矩請問在排除彎矩M M影響的情況下要測出拉力影響的情況下要測出拉力F F的應(yīng)變時(shí)，應(yīng)的應(yīng)變時(shí)，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 請問在排除拉力請問在排除拉力F F影響的情況下要測出彎矩影響的情況下要測出彎矩M M的應(yīng)變時(shí)，應(yīng)的應(yīng)變時(shí)，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 在上述測量中，若供橋電源是在上述測量

15、中，若供橋電源是3V3V，采用的應(yīng)變片的靈敏度，采用的應(yīng)變片的靈敏度是是2 2。當(dāng)電橋輸出電壓是。當(dāng)電橋輸出電壓是0.12mV0.12mV時(shí)，其對應(yīng)的應(yīng)變各是多少？時(shí)，其對應(yīng)的應(yīng)變各是多少？ 2 2、已知一個(gè)內(nèi)部承壓的薄壁圓筒形容器。請問如何來測試、已知一個(gè)內(nèi)部承壓的薄壁圓筒形容器。請問如何來測試其表面任一點(diǎn)處的主應(yīng)力大?。科浔砻嫒我稽c(diǎn)處的主應(yīng)力大?。?第第6 6章章 習(xí)習(xí) 題題三、簡答題三、簡答題 1 1、測量應(yīng)變時(shí)應(yīng)遵循的原則是什么？、測量應(yīng)變時(shí)應(yīng)遵循的原則是什么？ 2 2、用彈性柱加應(yīng)變片測量空間任一力的大小和方向時(shí)，應(yīng)、用彈性柱加應(yīng)變片測量空間任一力的大小和方向時(shí)，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連

16、接電橋？如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 3 3、用園環(huán)加應(yīng)變片和八角環(huán)加應(yīng)變片測量平面任一力的大、用園環(huán)加應(yīng)變片和八角環(huán)加應(yīng)變片測量平面任一力的大小和方向時(shí)，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？小和方向時(shí)，應(yīng)如何布置應(yīng)變片和連接電橋？ 測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第1 1章章 信號及其描述信號及其描述 1 1、信號的定義、數(shù)學(xué)模型及其分類。、信號的定義、數(shù)學(xué)模型及其分類。 2 2、信號的時(shí)域描述和頻域描述。、信號的時(shí)域描述和頻域描述。 3 3、周期信號的頻域描述：、周期信號的頻域描述： （1 1）傅立葉級數(shù)的三角函數(shù)和復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式。）傅立葉級數(shù)的三角函數(shù)和復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式。 （2 2）周期信號

17、的頻譜特征。）周期信號的頻譜特征。 4 4、非周期信號的頻域描述：、非周期信號的頻域描述： （1 1）非周期信號的分類。）非周期信號的分類。 （2 2）傅立葉變換及其性質(zhì)。）傅立葉變換及其性質(zhì)。 （3 3）典型信號的頻譜。）典型信號的頻譜。測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第2 2章章 測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 1 1、測試裝置的線性模型及其性質(zhì)。、測試裝置的線性模型及其性質(zhì)。 2 2、測試裝置的靜態(tài)特性及其描述指標(biāo)。、測試裝置的靜態(tài)特性及其描述指標(biāo)。 3 3、測試裝置的動態(tài)特性：、測試裝置的動態(tài)特性： （1 1）頻率響應(yīng)函數(shù)的定義。）頻率響應(yīng)函數(shù)的定義。 （2 2）頻率響應(yīng)函數(shù)

18、的表示方法。）頻率響應(yīng)函數(shù)的表示方法。 （3 3）頻率響應(yīng)函數(shù)的求法：）頻率響應(yīng)函數(shù)的求法： a a、理論計(jì)算法、理論計(jì)算法 b b、實(shí)驗(yàn)法、實(shí)驗(yàn)法 （4 4）一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性。）一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)特性。 4 4、實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件。、實(shí)現(xiàn)不失真測試的條件。測試技術(shù)測試技術(shù) 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第第3 3章章 常用傳感器常用傳感器 1 1、傳感器的定義、組成和分類。、傳感器的定義、組成和分類。 2 2、應(yīng)變片的組成及各部分作用。、應(yīng)變片的組成及各部分作用。 3 3、金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。、金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理。 4 4、電感式傳感器的工作原理及其分類。、電感式傳感器的工作原理及其分類。 5 5、電容式傳感器的分類。、電容式傳感器的分類。 6 6、壓電效應(yīng)及其三種形式。、壓電效應(yīng)及其三種形式。 7 7、壓電式傳感器及其前置放大器。、壓電式傳感器及其前置放大器。 8