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1、重庆大学重庆大学力学实验教学中心力学实验教学中心(设计性实验设计性实验)材料力学材料力学、第四次实验第四次实验 弯扭组合结构弯扭组合结构 载荷识别实验载荷识别实验 弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验一、实验目的一、实验目的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、桥、半桥、全桥的组桥方法。半桥、全桥的组桥方法。1、通过应力应变状态分析,设计测量弯扭组合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。构件上未知载荷的方案,实测出载荷。二、实验设备二、实验设备2、静态数字电阻应变仪。、静态数字电阻应变仪。1、弯扭
2、组合试验装置弯扭组合试验装置。3、电子万能试验机。电子万能试验机。弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验2弯扭组合实验装置弯扭组合实验装置IIDdA AB B布片方位布片方位A AB B管管轴轴线线方方向向 测测点点A A测测点点B BA A、B B点的内力和应力点的内力和应力弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验aF FabA AB BX轴轴三、实验原理三、实验原理a=195mm,b=350mma=195mm,b=350mm,D=42mm,d=37mmD=42mm,d=37mm=d/D=0.88=d/D=0.88,E=210 E=210 GpaGpa,=0.285,=0.
3、285F=F=?(N)(N)装置参数装置参数参考方案参考方案1用弯矩求载荷用弯矩求载荷:测量弯矩引起的应变测量弯矩引起的应变由材料力学理论由材料力学理论半桥接法半桥接法BABCD 桥接法桥接法ABCDA 测量电桥测量电桥B BA AD DC CR R1 1R R2 2R R3 3R R4 4参考方案参考方案2用扭矩求载荷用扭矩求载荷:测量扭矩引起的应变测量扭矩引起的应变由广义虎克定律由广义虎克定律由扭转理论由扭转理论由材料力学理论利用桥臂正负特性和拉压应变,消除弯矩影响利用桥臂正负特性和拉压应变,消除弯矩影响思考:全桥接法思考:全桥接法?A半桥接法半桥接法ABCD1/41/4桥连接测桥连接测弯
4、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方案方案1 组桥接线图组桥接线图方案方案2 组桥接线图组桥接线图测试项目测试项目组桥方式组桥方式组桥简图组桥简图初载荷应变初载荷应变()末载荷应变末载荷应变()应变增量应变增量()弯弯 矩矩M1/4桥桥半桥半桥扭扭 矩矩半桥半桥全桥全桥数据记录表数据记录表 1.根据实验原理设计实验方案。根据实验原
5、理设计实验方案。2.根据测试方案,画出组桥简图,并按图将构件根据测试方案,画出组桥简图,并按图将构件 测点处应变片接入应变仪中。测点处应变片接入应变仪中。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,测出所需应变值。测出所需应变值。4.卸载,拆除导线,关闭电源。卸载,拆除导线,关闭电源。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。四、实验步骤四、实验步骤弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验请思考请思考2、用扭矩求载荷时用扭矩求载荷时,如何同时利用,如何同时利用m点和点和m点点 达到相达到相同的目的?同的
6、目的?1、用弯矩求载荷时用弯矩求载荷时,如何利用对称性,将,如何利用对称性,将m点和点和m点点联合组桥?联合组桥?3、用用45片和片和-45片,可否利用弯矩求载荷?片,可否利用弯矩求载荷?(先思考,后设计方案)(先思考,后设计方案)弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验1、实验目的、仪器设备和实验步骤。实验目的、仪器设备和实验步骤。2、简述实验原理。简述实验原理。4、设计方案(装置简图、测点应力状态、贴片设计方案(装置简图、测点应力状态、贴片 方位描述、各方案应变片组桥接线简图)。方位描述、各方案应变片组桥接线简图)。5、载荷计算方法、公式及过程。载荷计算方法、公式及过程。6、问题讨论。问题讨论。弯扭组合结构载荷识别实验弯扭组合结构载荷识别实验实验报告应包含以下内容:实验报告应包含以下内容:3、测试数据记录。测试数据记录。实验报告提交时间:全部实验结束后实验报告提交时间:全部实验结束后7天内,由学习委员天内,由学习委员统一收齐,交到虎溪校区第二实验楼统一收齐,交到虎溪校区第二实验楼B101室。室。