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1、材料力学实验（四）材料力学实验（四）载荷识别设计性实验载荷识别设计性实验1轧钢机立柱承受拉弯组合变形轧钢机立柱承受拉弯组合变形2二、实验目的二、实验目的1 1、通过应力应变状态分析，设计测量弯扭组合构件、通过应力应变状态分析，设计测量弯扭组合构件 上未知载荷的方案，实测出载荷。上未知载荷的方案，实测出载荷。2 2、进一步熟悉电测法原理及应用、进一步熟悉电测法原理及应用, ,掌握掌握1/41/4桥、半桥桥、半桥 全桥的组桥方法。全桥的组桥方法。三、实验设备三、实验设备2 2、DH3818静态电阻应变仪；静态电阻应变仪；1 1、弯扭组合实验装置；、弯扭组合实验装置；3 3、CMT5105电子万能材
2、料试验机。电子万能材料试验机。3四、实验步骤四、实验步骤1 1、根据实验原理设计实验方案；、根据实验原理设计实验方案；2 2、根据测试方案，画出组桥简图，、根据测试方案，画出组桥简图， 并按图将构件测点处应变片接入应变仪并按图将构件测点处应变片接入应变仪中；中；3 3、进行应变仪参数设置并调零，对构件加载，、进行应变仪参数设置并调零，对构件加载， 测出初载荷以及末载荷各自的应变测出初载荷以及末载荷各自的应变值；值；4 4、卸载，拆除导线，关闭电、卸载，拆除导线，关闭电源；源；5 5、根据实验方案，利用所测得应变值，计算载荷、根据实验方案，利用所测得应变值，计算载荷 。4五、电桥原理：五、电桥原
3、理：电桥桥压输出电桥桥压输出 : （加减特性加减特性） 电桥平衡条件电桥平衡条件BADCUR1R2R3R4构件构件应变片应变片R2R3R4FFR1正正负负5六、实验装置：六、实验装置：Fa ab bA AB Ba=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未知载荷未知载荷 F=F=？(N)(N)布片位置和方位布片位置和方位A AB B管管轴轴线线方方向向 测测点点A A测测点点B BIIDdA AB B装置参数：装置参
4、数：X轴轴6七、实验原理：七、实验原理：1、测点处的应力状态及其内力和应力、测点处的应力状态及其内力和应力s ss st tt tA+弯矩引起的弯矩引起的拉拉应力应力扭矩引起的扭矩引起的剪剪应力应力AA+=弯矩引起的弯矩引起的压压应力应力扭矩引起的扭矩引起的剪剪应力应力Bs ss st tt tBA=ABBB7八、组桥方案：八、组桥方案：1 1、半桥、半桥连接测连接测弯矩引起的弯矩引起的应变应变未知载荷：未知载荷：BAA AB BC CD D固定电阻固定电阻由由材材料料力力学学理理论论82 2、半桥连接测、半桥连接测扭矩引起扭矩引起的应变：的应变：AA A1312两线应变之差等于角两线应变之差
5、等于角平分线上的剪应变平分线上的剪应变由扭转理论知由扭转理论知：由弹性理论知由弹性理论知：由材料力学理论知：由材料力学理论知：未知载荷：未知载荷：9九、实验数据记录表九、实验数据记录表 101/41/4桥连接测桥连接测弯矩弯矩应变应变测测点点A A测测点点B B半桥连接测半桥连接测扭矩扭矩应变应变A AB BC CD D全桥连接测全桥连接测扭矩扭矩应变应变A AB BC CD D半桥连接测半桥连接测弯矩弯矩应变应变A AB BC CD D管轴线方向管轴线方向A AB BC CD D温度补偿片温度补偿片固定电阻固定电阻十十、组桥接线图、组桥接线图11十、接线示意图十、接线示意图：导导线线接接线线
6、住住12345DH3818静态应变仪静态应变仪6781/4 桥桥9温度补偿片温度补偿片补偿补偿10半桥半桥通道号通道号应变量及设置修正系数应变量及设置修正系数12345678910确认确认退格退格设置设置平衡平衡短接片短接片ABCD测测点点A A桥测量弯矩引起桥测量弯矩引起的应变接线图的应变接线图12十、接线示意图十、接线示意图：导导线线接接线线住住12345DH3818静态应变仪静态应变仪6781/4 桥桥9补偿补偿10半桥半桥通道号通道号应变量及设置修正系数应变量及设置修正系数12345678910确认确认退格退格设置设置平衡平衡短接片短接片ABCD测测点点A A测测点点B B半桥测量弯矩
7、引起半桥测量弯矩引起的应变接线图的应变接线图13十、接线示意图十、接线示意图：导导线线接接线线住住12345DH3818静态应变仪静态应变仪6781/4 桥桥9补偿补偿10半桥半桥通道号通道号应变量及设置修正系数应变量及设置修正系数12345678910确认确认退格退格设置设置平衡平衡短接片短接片ABCD测测点点A A测测点点B B半桥测量扭矩引起半桥测量扭矩引起的应变的应变14十、接线示意图十、接线示意图：导导线线接接线线住住12345DH3818静态应变仪静态应变仪6781/4 桥桥9补偿补偿10半桥半桥通道号通道号应变量及设置修正系数应变量及设置修正系数12345678910确认确认退格
8、退格设置设置平衡平衡短接片短接片ABCD测测点点A A测测点点B B全桥测量扭矩引起全桥测量扭矩引起的应变的应变15十、接线示意图十、接线示意图：导导线线接接线线住住12345DH3818静态应变仪静态应变仪6781/4 桥桥9温度补偿片温度补偿片补偿补偿10半桥半桥通道号通道号应变量及设置修正系数应变量及设置修正系数12345678910确认确认退格退格设置设置平衡平衡短接片短接片ABCD测测点点A A测测点点B B16十一、实验报告要求十一、实验报告要求1 1、在实验报告中，必须画出实验装置简图、在实验报告中，必须画出实验装置简图；3 3、要写出计算未知载荷所的计算公式以及计算过程。、要写
9、出计算未知载荷所的计算公式以及计算过程。2 2、用、用1/4桥和半桥桥和半桥测试弯矩测试弯矩M M，必须绘出各自的应变片组桥接线简图；，必须绘出各自的应变片组桥接线简图； 用半桥和全桥测试扭矩用半桥和全桥测试扭矩T T，必须绘出各自的应变片组桥接线简图；，必须绘出各自的应变片组桥接线简图； 十二、思考题：十二、思考题：1 1、测量只有、测量只有扭矩扭矩引起的应变而无弯矩引起的应变怎样组成引起的应变而无弯矩引起的应变怎样组成全全桥？桥？2 2、测量只有、测量只有弯矩弯矩引起的应变而无扭矩引起的应变怎样组成引起的应变而无扭矩引起的应变怎样组成全全桥？桥？3 3、怎样组桥是弯矩和扭矩引起的应变的、怎样组桥是弯矩和扭矩引起的应变的总合总合。172 2、测点处的应力分布及简图、测点处的应力分布及简图F FT T扭矩图扭矩图T=FaT=Fa剪力图剪力图Q=FQ=F(+)(+)(+)(+)简图简图弯矩图弯矩图M=FbM=Fb( ( ) )薄壁圆筒弯扭组合的内力薄壁圆筒弯扭组合的内力 AB18
