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沖擊動(dòng)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治隽涸跊_擊載荷作用下,梁的最大動(dòng)應(yīng)變和沖擊高度之間的關(guān)系;利用測(cè)試分析軟件,測(cè)量梁的沖擊振動(dòng)固有頻率;二、 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備等強(qiáng)度梁沖擊實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái);沖擊動(dòng)應(yīng)變動(dòng)荷系數(shù)測(cè)試儀一臺(tái);上位機(jī)測(cè)試分析軟件一套。三、 實(shí)驗(yàn)原理和方法立柱立柱圖一.實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)驗(yàn)裝置如圖一所示。具體為:梁的參數(shù)為:彈性模量E=70Gpa,最大寬度B=30mm,長(zhǎng)度L=300mm,厚度h=4mm,沖擊砝碼質(zhì)量m=200g。梁的水平調(diào)節(jié):梁的底板由四個(gè)可調(diào)螺釘支承,螺釘用于調(diào)節(jié)裝置的水平位置。加載方式:釋放沖擊載荷的機(jī)構(gòu)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成,通過(guò)移動(dòng)導(dǎo)軌上的上下安裝的柱形手柄使夾頭張開(kāi)或合攏,達(dá)到釋放或托住沖擊砝碼的目的。當(dāng)載荷穩(wěn)定時(shí),即為靜態(tài)載荷。取下砝碼:先拔出連接等強(qiáng)度梁和吊桿的銷(xiāo)子,則吊桿和梁分離,或轉(zhuǎn)動(dòng)圓形托盤(pán),使得其從下面脫落,可以自然取下沖擊砝碼。調(diào)整沖擊高度:沖擊實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)調(diào)節(jié)托盤(pán)的高度,在一定范圍內(nèi)以任意高度沖擊,通過(guò)觀(guān)察吊桿旁邊的直尺,調(diào)節(jié)沖擊的高度。選擇應(yīng)變片:在梁的兩個(gè)不同的截面上,在上下表面沿梁的軸線(xiàn)方向分別粘貼應(yīng)變片,靠近固定端的兩個(gè)應(yīng)變片用綠顏色導(dǎo)線(xiàn)引出,上面標(biāo)號(hào)為1下面標(biāo)號(hào)為2,另外兩個(gè)應(yīng)變片用白顏色導(dǎo)線(xiàn)引出,上面標(biāo)號(hào)為3,下面標(biāo)號(hào)為4。應(yīng)變片的電阻值為120歐姆,靈敏系數(shù)K=2.10,實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)需要選用其中兩個(gè)不同表面的應(yīng)變片組成半橋,也可以用4個(gè)應(yīng)變片組成全橋進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)原理和方法如下:首先選擇測(cè)量橋路,可以使用全橋或半橋。利用沖擊動(dòng)應(yīng)變動(dòng)荷系數(shù)測(cè)試儀測(cè)量梁的靜態(tài)讀數(shù)應(yīng)變j然后選擇不同的沖擊高度h,測(cè)量最大沖擊動(dòng)態(tài)讀數(shù)應(yīng)變編,則動(dòng)荷系數(shù)Kd為:Kd=乙 (1)&j并同時(shí)可以測(cè)得梁振動(dòng)時(shí)的頻率f。BB圖2等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)參數(shù)最大撓度和最大應(yīng)變分別為(x=0):

6PL&= jEBh2而動(dòng)荷系數(shù)Kd為:Kd=1Kd=1+:1+史V氣式中,h’為沖擊高度。梁的剛度系數(shù)k為:7P EBh3k= =y6Lmax梁的固有頻率為:尸1K1EBh3f=——,—=——... 02兀、'm2冗'6mL(4)(5)(6)四、實(shí)驗(yàn)步驟聯(lián)接電橋。通過(guò)后面板的接線(xiàn)柱連接應(yīng)變片:(注意:梁上表面應(yīng)變片接入AB、CD,下表面應(yīng)變片接入BC、AD)半橋接線(xiàn)法:將兩個(gè)應(yīng)變片分別接入AB和BC,同時(shí)通過(guò)前面板的按鍵將儀器設(shè)定為半橋工作方式,半橋工作指示燈亮;全橋接線(xiàn)法:將四個(gè)應(yīng)變片分別接入AB、BC、AC和CD,同時(shí)通過(guò)前面板的按鍵將儀器設(shè)定為全橋工作方式,全橋工作指示燈亮;靜態(tài)測(cè)試操作過(guò)程開(kāi)機(jī)后進(jìn)入默認(rèn)狀態(tài)(靜態(tài),半橋狀態(tài))顯示“E*****”并且相應(yīng)的指示燈亮。根據(jù)半橋、全橋接線(xiàn)選擇相應(yīng)的工作狀態(tài),并且相應(yīng)的指示燈亮。在空載情況下,等系統(tǒng)穩(wěn)定后按“清零”鍵,顯示“E****0”。加載荷后,等系統(tǒng)穩(wěn)定后讀出應(yīng)變值。動(dòng)態(tài)測(cè)試操作過(guò)程在靜態(tài)測(cè)試過(guò)程中加載荷后,等系統(tǒng)穩(wěn)定后按確認(rèn)鍵。取下載荷按“動(dòng)/靜“鍵轉(zhuǎn)換到動(dòng)態(tài)狀態(tài)。

按“啟動(dòng)“鍵,進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)。顯示出最大讀數(shù)值,按“查詢(xún)”鍵,查詢(xún)沖擊固有頻率。4.如果測(cè)試儀通過(guò)RS232聯(lián)接了上位計(jì)算機(jī),上述2、3步驟亦可通過(guò)啟動(dòng)DTCJ程序,利用鼠標(biāo)操作。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理梁端部的靜態(tài)位移Aj=2.33mm,靜態(tài)應(yīng)變?yōu)?79呼。編號(hào)h(mm)動(dòng)應(yīng)變(M)平均應(yīng)變(M)實(shí)驗(yàn)kd理論KD數(shù)相對(duì)誤差10626042.1628%5761596156210756765.62.744.0933%7978973755932086895.43.215.2639%

9292875895430110191026.23.686.1740.3%21030310284105251002540111141101.83.956.9443.1%21111311294113151024650112171214.24.357.6242.

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