实验力学实验

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1、实验1 电阻应变片的粘贴技术一、实验目的。 1初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术。 2为后续电阻应变测量的实验做好在试件上粘贴应变片、 接线、防潮、检查等准备工作。四、实验报告要求二、实验设备和用材 1常温用电阻应变片，每小组一包约20枚 。 2四位电桥测量应变片电阻值用)。 3502或501粘(425瓦电烙铁、镊子 5等强度梁试件，温度补偿块。 6丙酮等清洗器材，防潮用石附。 7测量导线若干。8100伏兆欧麦(测绝电阻用)。9万用表。三、实验方法和步骤实验2 电阻应变片的灵敏系数测定 (方案一)一、实验目的1进一步了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变之间的关系。2掌握电阻应变片灵敏系数的测定

2、方法。二、实验原理电阻应变片粘贴在试件上受应变时，其电阻产生的相对变化 与之 间有下列关系：四、实验步骤五、实验报告要求三、实验仪器、设备1等强度梁和加载装置， 温度补偿块，补偿块上已在实验1时粘 贴了应变片并接线2挠度计、带有千分表。3，电阻应变仪。实验3 电阻应变片横向效应系数测定(方案一)一、实验目的 1学会一种测定电阻变片横向效应系数的方法2 练习使用静态电阻应变仪和预调平衡二、实验仪器和设备 贴有应变片的等强度梁，补偿块及加裁装置。 静态电阻应变仪(yJ5)和预调平衡箱。一、实验目的 I。掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点应变测 2学会电阻应变片半桥、全桥接法。 二、实验仪器、设

3、备 1等强度梁装置，连加载砧码。 2应变片，在等强度梁上下表面粘贴四枚，在补偿块实验4 电阻应变片在电桥中的接法 (方案一)三、实验原理与方法。电阻应变仪电桥输出U与各桥臂应变片的指示应变有下列关系：四、实验步骤 分别按图42所示各种接法接成桥路。五、实验报告要求； 1讨论应变片各种接桥法，比较其优缺点。 2按实验步骤完成实验，并整理各种接法的实验数据。实验6 电阻应变花和静载荷下多点应变测量一、实验目的1掌握多点静态应变测量技术。2学会用电阻应变花方法求解主应变和主方向。二、实验仪器和设备1等强度梁装置连加载砝码。2应变片在等强度梁上粘贴成电阻应变花如图61所示， 在补偿块上粘贴2 片温度补

4、偿应变片。 (巳由实验1完成）。3电阻应变仪及预调平衡箱。三、实验方法与步骤用电阻应变仪和预调平衡箱，将等强度梁上两组电阻应变花与补偿块上温度补 偿应变片接成半桥，预调平衡箱上用AB接测量应变片，BC接补偿应变片，预调 零点后，在10公斤载荷下测量应变，加卸载三次，分别记录各应变片初读数和未 读数，按表61整理数极，并根据应变花计算公式计算主应变。四、实验报告要求1按材料弹性模星E2.10 xl06kgcm2，计算等强度梁在10公斤载荷下纵向 表面应变值。2将电四应变花测量数据计算主应变和主方向， 与计算纵向应变值比较， 并讨论电阻应变花测量结果。附主应变及主方向计算公式，一、实验目的 1，了

5、解旋转构件动态应变的测量方法。 2熟悉集流器的使用；接线方法。 3对动态应变曲线进行分析。实验8 旋转轴的动态应变测量二、概述在研究机械强度时，往往要求机械在旋转运动时进行应变测量，例如汽轮机的叶 片、柴油机的曲轴、水轮机的大轴、拖拉机的动力输出轴等。因为在运动中测量所 得的应变直接反映了工作真实情况，特别是对于一些载荷分析不太清楚的机械更具 有实际意义。旋转运动构件的应变测量其主要问题是应变信号的传递，因为应变片粘贴在构件 上与构件一块旋转，而应变仪是静止不动的，如果导线直接与应变仪连接会被绞断 ，必须采用无线电应变遥测装置或在旋转构件与应变仪之间设置连接器，此连接 器可使导线既不被绞断又能

6、很好传递应变信号，被称为集流器(或引电器)。集流器是由二部分组成，一部分与应变片的引出线连接，随构件转动，称为转子 。另一部分与应变仪导线连接，静止不动，称为定子。转子与定子能够相对运动， 而又能传递应变片转换的电信号。集流器按工作原理、结构及其使用 材料分有下列四种，1 拉线式集流器2电刷式集流器。3水银集流器。4感 应式集流器。前三种是利用转子与定子滑动接触来传递应变信号，称为接触式集流器，第四种是利用电磁感应来 传递应变信号，称为无接触式集流器。图8I中所示为上述四种集流器工作 原理简图。为了保证旋转构件的应变测量，集流器应满足下列性能要求；1集流器转子与定子之间接触电阻要求小而稳定，因

7、为集流器是串接在 应变片与应变仪之间的测量线路内，其接触电阻直接影响测量结果，由于 应变片在应变测量时电因变化很小，因此要求集流器的接触电阻更小，并 且在测量过程中接触电阻稳定不变，否则在应变测量时，在应变波形曲线 上出现无规则的毛刺，产生所谓噪声信号，如噪声信号过大， 则无法测得正确的应变值。2要求集流器在工作时摩擦升温小，由于摩擦升温造成元件之间温差， 在测量线路中产生热电势，造成测量误差及增加噪声信号。3集流器各通道及地之间要有良好绝缘电阻，以免泄漏电阻并入，导致 测量误差，一般要求绝缘电阻大于200兆欧。4集流器的体积要小，能安装在被测构件允许空间位置上，同时能承受 出于工作时所产生温

8、度及振动等影响。5工作寿命长，使用安全，对有意材料(如水银等)要采取防护措施。目前国内外已成功的制造了各种性能良好的集流器，使用最多的为5h刷 式集流器，它是利用电刷(含银石墨，80 的银与20 的石墨)和银环的滑 动接触来传递应变信气它和电动机中电刷作用相仿，所不同的是它的接触 电阻要小将色可使x1在每分钟4万转速的旋转构件应变测量中。三、实验装置旋转抽的动态应变实验绽设如图82所示，由1电动机。2轴承支座、砝码 、杠杆等组成加载装置。3试件(圆轴)。4电励式集流器。5动态应变仪 (y6D2或Y5D2等)。6记录器(阴极射线示被器sBl4或光线示波器sGl6或5G10等) 。在试件中部上下对

9、称沿轴线方向各贴一应变片，试件在与轴承配合的部位开有 凹槽，应变片的引线可通过此凹槽与集流器的接线盘连接，每一引线与集流器的一个通道相接。通过杠杆及轴 承支座，硷码载荷p传递到试件上，使试件中段受有等孪矩A4音j，因此 在如图82位置时，应变片的应变数值为最大s7入i，在上面的应变片R n为负应变，下面的应密片R：为正应变。电动机转动时试件随着转动， 但因防码P力方向始终向下，因此试件上应变片的应变发生变化，当应变 片在弯曲中性层位置时，其应变为零，如果上面应变片转到下面位置时， 其应变变为正，原下面应变片的应变则反之，应变变化规律为一正弦曲线 。应变片的应变信号通过电刷集流器传递到动态应变仪

10、，然后由记录仪记 录下应变波形进行分析。四、实验方法与步骤 L按图83方式将应变片进行半桥接执上下购应变片“迎过把应的集梳器通道 分别接在电桥盒1和2及2和3的接线杖之间， 同时接线柱1和5、3和7、4和8 分别短接，应变片采用这种接桥方式可取得较大的应变信号，仪器所得的应 变读数值为每一应变片的应坐值的二倍。2接桥后，将电桥盒的五芯捅 头插入动态电阻应变仪后面板的电 桥插座内，接通电阻应变仪的电源 。转动试件使应变片置于弯朗中 性层位置，分别调节电阻平衡相电 容平衡旋钮，使电桥盒所接入的通 迟的电阻和电容平衡。 平衡润疗 方法可参见实验7动态应变测量)3预调平衡后，持输出线一端的 二芯插头插

11、入后面板的输出插口中 ，另一端接线叉按正负分别接到阴 极射线示被器(sN 4)的Y轴直流输入 相接地两接线柱上。4接通阴极射线示枝器电源， 调节x轴与v铀位移脑钮，使光点 在示波器屏幕小心的位置上。将x轴放在连续位置上，适当调节x钠和 Y馅增幅大小及x袖扫描速度。5在试件末加载时， 开动电功机， 如果集流器的性能良好，这 时阴极射线示放器屏幕上将出现“条光滑的线条。增加电动机的转速 ，如转速超过案流器允许工作转速时，则扫描线条上特有毛刺出现， 观察这一现象，并记录下此时电动机酌转速。6给试件加上适当的载荷，并将电动机转速调到集流器允转速范围 内，开动电动机，阴极射线示波器的屏幕将出现一条正弦曲

12、线，其振 幅即为应变片的最大应变值的二佰。7停止电动机并卸去载荷后，将应变片转到弯曲中性层位置，重新 预调电阻和电容平衙。8将应变仪的输出线一端的接线叉从阴极射线示被器上卸下，按正 负分别按到光线示波器(sGl6、sGlo等)相应的输入接线柱上。9根据应变的频率及应变仪输出电流的大小，选择合适的振于。lo采用与实验7动态应变测旦中光线示波相同操作方法，接通光线 示波器的电源，将超高压水银灯点亮，调节振子的位置，选择合适的 标定值及衰减档。11记录下标定线后，根据被测应变频率(即电动机转速)，调正记 录纸行走速度，试件加载及开动电机底 开始拍摄，即可得到一正弦应 变曲线。五、实验报告要求 1简述

13、旋转运动构件的应变测量方法。 2叙述集流器的工作原理，及其使用和接线方法。 3根据记录下的应变曲线进行分析，确定试件的最大 应变值及应变频串。4参考下列问题进行讨论：(1)如何评定集流器的工作性能7 集流器作一评价？一、实验目的1了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪 的使用方法。2观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。 二、基本原理概述光弹性实验所使用的仪器为光弹性仪一般由光源(包 括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片 以及透镜和屏幕等组成，其装置简图如图14-1，国产409 II型光弹性仪 的外形如图14-2。实验14 光弹性实验方法观察实验409_II型平面偏

14、振光弹仪图14-2 国产409 II型光弹性仪的外形图光弹性实验中最基木的装置是平面偏振光装置，它主要 由光源和一对偏振镜组成，靠近光源的一块称为起偏镜， 另一块称为检偏镜，如图14-3所示。 当两偏振镜钠正交 时形成暗场，通常调整一块偏振镜轴为坚直方向，另块 水平方向。当两偏振镜铀互相平行时，则呈亮场。% 平面偏振光装置A：光源 C：准直镜 P1：起偏镜 M：受力架和模型 P2：分析镜 L1：视场镜 L2：成象透镜 S：光屏ACP1M SP2L1L2图14-3 平面偏振光装置% 圆偏振光装置ACP1M SP2L1L2Q1Q2A：光源 C：准直镜 P1：起偏镜 Q1：1/4波片 M：受力架和模

15、型 Q2：1/4波片 P2：分析镜 L1：视场镜 L2：成象透镜 S：光屏 等色线条纹和等倾线条纹_ 明场和暗场 _ 在平面偏振光场中的条纹_ 在圆偏振光场中的条纹_ 明场和暗场P1P2明场P1P2暗场P1：起偏镜P2：分析镜_ 在平面偏振光场中的条纹P1：起偏镜P2：分析镜M：模型P1P2M12 通过M后，分解成沿1和2的两束波之间产生相位差 通过P2后的光波的光强是： 等色线条纹满足:等倾线条纹满足: 通过P1后的平面偏振光振动方程是：_ 在圆偏振光场中的条纹P1：起偏镜 P2：分析镜 M：受力模型 Q1和Q2：1/4波片 P1P2M12Q1Q245o45o出P2后光波的光强是：等色线条纹满足： 材料条纹值的测定圆盘对径受压测定法PP12Dd 对 径 受 压 圆 盘一、该“对径受压圆盘”常被用来标定模型材料的条纹值。 二、它也是一个较好辨认条纹级数 的构件，因为它的零级条纹较易辨 认出来，这一点对初学者很有益。 圆盘两侧边界条纹即为零级条纹43210圆盘对径受压等色线条纹图