偏心拉伸实验.pdf

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1、A B C D Ra Rb Rt Rt 图 2-2 e Ra Rb b t 图 2-1 实验二 偏心拉伸实验 一、实验目的 1测定偏心拉伸试样材料的弹性模量E。2测定偏心拉伸试样的偏心距e。3学习组合载荷作用下由内力产生的应变成份分别单独测量的方法。二、设备和仪器（同7）三、试样 采用图2-1所示的铝合金偏心拉伸试样，Ra和 Rb为沿应变方向粘贴的应变片，另外有两枚粘贴在与试样材质相同但不受载荷的铝块上的应变片，供全桥测量时组桥之用。尺寸b=24mm，t=5mm。四、试验原理 由电测原理知：1234du （I-7）式中du为仪器读数。从此式看出：相邻两臂应变符号相同时，仪器读数互相抵销；应变符

2、号相异时，仪器读数绝对值是两者绝对值之和。相对两臂应变符号相同时，仪器读数绝对值是两者绝对值之和；应变符号相异时，仪器读数互相抵销。此性质称为电桥的加减特性。利用此特性，采取适当的布片和组桥，可以将组合载荷作用下各内力产生的应变成份分别单独测量出来，且减少误差，提高测量精度。从而计算出相应的应力和内力。这就是所谓内力素测定。图 2-1 中 Ra 和 Rb 的应变均由拉伸和弯曲两种应变成份组成，即 ()()aFMbFMab 式中F和M分别为拉伸和弯曲应变的绝对值。若如图2-2 组桥，则由（I-7）、（a）和（b）式得 2duabF 若如图2-3 组桥，则由（I-7）、（a）和（b）式得 2dua

3、bM 通常将仪器读出的应变值与待测应变值之比称为桥臂系数。故上述两种组桥方法的桥臂系数均为2。为了测定弹性模量E，可如图2-2 组桥，并等增量加载，即0(1,2,5)iFFiF i 末级载荷5F不应使材料超出弹性范围。初载荷0F时应变仪调零，每级加载后记录仪器读数A B C Ra Rb 图 2-3 dui，用最小二乘法计算出弹性模量 E：52151iduiiiFEbti （2-1）式中为桥臂系数。为了测定偏心距 e，可如图 2-3 组桥。初载荷0F时应变仪调平衡，载荷增加F后。记录仪器读数du。据胡克定律得弯曲应力为：(c)(d)duMMMzzEEMF eWW 由（c）及（d）式得 duzEW

4、eF （2-2）五、试验步骤 1试验台换上拉伸夹具，安装试样。2力传感器接线、设置参数：将力传感器的黄、兰、红和白四根引线依次接在 0 通道的 A、B、C 和 D 端。载荷校正系数为 2.72，载荷限值设置 1550N。3测弹性模量 E 按图 2-2 将有关应变片接入所选通道（注意：B、B 间短接片应脱开）；对所选通道设置参数（桥路形式应与桥路接线一致，即全桥代号 0。应变片灵敏系数 K=2.23、应变片电阻 R=120）；未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥，然后转入测量状态。每增加载荷 300N，记录应变读数dui，共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。数据列表记录。4测偏心距

5、e 按图 2-3 将有关应变片接入所选通道（注意：B、B 间短接片应脱开）。对所选通道设置参数。未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥。加载荷 1500N 后，记录应变du，然后卸载。再重复测量，共测三次。数据列表记录。5卸载。试验台和仪器回复原状。五、试验结果处理 1计算弹性模量 E 将三组数据参考表 2-1 作初步处理，从中找出线性关系最好的一组。再用这组数据按公式（2-1）计算 E。计算步骤列表示出（参考表 2-2）表 2-1 弹性模量 E 数据列表 i()i F N 第一组 第二组 第三组()dui()dui()dui()dui()dui()dui o 0 0/0/0/1 300 2 600 3 900 4 1200 5 1500 注：1(1,2,5)duiduiduii 表 2-2 弹性模量 E 数据处理列表 b=24mm t=5mm 300FN 2 i()dui 2i()duii 1 2 3 4 5 /2计算偏心距 e 将三次测试记录参考表 2-3 处理，再按公式（2-2）计算偏心距 e 表 10-3 偏心距 e 数据处理列表 b=24mm t=5mm WZ=mm3 1500FN ()du 1 2 3 平均