第九章實驗應(yīng)力分析§9.1概述§9.2電測應(yīng)力分析的基本原理§9.3測量電橋的接法及應(yīng)用§9.4二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力已知時的應(yīng)力測定§9.5二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力未知時的應(yīng)力測定§9.1概述一.為什么要進行實驗應(yīng)力分析1.理論公式都是經(jīng)過實驗,提出假設(shè),通過幾何、物理平衡關(guān)系推導(dǎo)而來.2.推導(dǎo)出的理論公式再經(jīng)實踐驗證.3.對某些(受力、結(jié)構(gòu)、形狀)復(fù)雜構(gòu)件,不滿足材力理論公式的條件.4.新理論、新公式、新材料都要經(jīng)過實驗驗證.二.實驗應(yīng)力分析的方法1.電測法-----主要介紹-----做兩次實驗2.光測法-----實驗課介紹3.涂層法4.X射線法5.比擬法6.全息法§9.2電測應(yīng)力分析的基本原理電測法-----非電量的電測量方法裝置換算(應(yīng)變)(電阻)一.轉(zhuǎn)換原理構(gòu)件F電阻的變化電壓(電流)應(yīng)變值(應(yīng)變片)(應(yīng)變儀)(記錄器)1.電阻應(yīng)變片商品形式絲繞式金屬箔式基底---絕緣的薄紙,塑料片絲柵d=0.02-0.05mm鎳鉻,鎳銅合金繞成柵引線d=0.15---0.18mm鍍鋦的銅線三部分產(chǎn)品標定l---標距l(xiāng)=1---20mmlmin=0.2mm阻值R=50---200Ω一般120Ω2.轉(zhuǎn)換原理K----靈敏系數(shù),一般K=2將電阻片用特殊的膠貼在被測構(gòu)件,預(yù)測的方向上.實驗表明:電阻變化率與測點指定方向的應(yīng)變成正比,即:試驗中K=2.08二.測量原理及電阻應(yīng)變儀由于被測構(gòu)件變形小電阻變化很小通過儀器放大來測量靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理----電橋平衡[惠斯頓]電橋輸出電壓:ABCEDR1R2R3R4電橋平衡當產(chǎn)生略高階微量得電橋輸出利用轉(zhuǎn)換成變換表盤,將因子變化成相應(yīng)的應(yīng)變系數(shù),R1R2R3R4若Ri為固定電阻，則εi=0R2R1例如，R3和R4為固定電阻，則R2R1半橋溫補，R2為溫度補償片全橋溫補，R2、R4為溫度補償片，R3和R1應(yīng)變一樣R1R2R3R4R2R1半橋互補，R2與R1應(yīng)變相反全橋互補，R3和R1應(yīng)變一樣，R2、R4應(yīng)變與R1和R3相反R1R2R3R4結(jié)論:轉(zhuǎn)(1)電橋的輸出電壓指示器指針的偏在一定應(yīng)變條件下,橋臂電阻的變化率或應(yīng)變片感受的應(yīng)變成線性關(guān)系,可以從電橋輸出量的大小來確定應(yīng)變值.(當然要知道的關(guān)系),若只有R1為工作片則讀數(shù)值(2)電橋輸出為相鄰兩臂符號相反,相對兩臂符號相同.(3)根據(jù)上述特性,相鄰兩臂可以消除等值同號成分溫度補償.相對兩臂可以消除等值異號應(yīng)變成分提高測量精度.三.溫度補償受力----變形(應(yīng)變)測量溫度----變形(應(yīng)變)要設(shè)法消除溫度變化引起的應(yīng)變的原因:(1)溫度變,電阻變.(2)電阻片絲柵材料的溫度系數(shù)與被測物不同.方法一:橋路補償法由相鄰兩臂相同的電阻片貼法構(gòu)件上溫度下溫度產(chǎn)生的電阻變化(應(yīng)變變化)是同號的,自動抵消,達到了互補.方法二:溫度補償法相鄰兩臂電阻片貼法材料溫度下受力件(工作片)不受力件(補償片)消除了工作片上由于溫度變化而引起的變,達到了溫度補償.應(yīng)采用相同§9.3測量電橋的接法及其應(yīng)用(1懶)實現(xiàn)改溫度帳補償(2執(zhí))從復(fù)靜雜變頓形中芹測出吳所需敬的應(yīng)幅變成分(3大)盡量率擴大陜讀數(shù),以減紋小誤箭差,提高精唯度.布片方案:由受力,所測內(nèi)容確定.全橋半橋四臂畫工作兩臂剪工作接橋方式達到目的兩臂濕工作單臂鵲工作電測井法的槽主要侄優(yōu)點:(3怨)靜,動均?？?(4褲)高低俘溫,高壓,液態(tài)己下.(5猴)可遙剩測.(1)靈敏度高.(2)應(yīng)變片尺寸小,粘貼牢.lmin=0.2mm電測奏法的塌主要逢缺點:(1碎)只便北于構(gòu)飲件表役面應(yīng)慈變的菠測量.(2獻)測整餅體應(yīng)嗽力分咸布,需很級多測符點,工作醉量大.(3肅)對應(yīng)戶力集燈中的景測量果面不喜夠精稈確.(4逃)儀器,導(dǎo)線考多,現(xiàn)場視易受拔環(huán)境愉的干槍擾.純彎曲絲式梁正姜應(yīng)力廟的測視量RCRC、半橋互補接法ce=e2rrEEe==sc2ceaFaRCRC、§9.4二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力方向已知時的應(yīng)力測定當主廈應(yīng)力虹方向顏已知費時,沿主曉應(yīng)力比方向唉貼片,測出兩辯個主近應(yīng)變.根據(jù)拿接橋銅方式醬找出筑讀數(shù)濫應(yīng)變韻與真實占應(yīng)變健的關(guān)騙系,再由略廣義泄胡克伍定律哄求應(yīng)遙力.例9.3圓軸扭轉(zhuǎn),已知力計躁算公活式.R1R2R3R4求,主應(yīng)力.確定布片,接橋方案并導(dǎo)攤出應(yīng)R1R2R3R4ABCDR1R2R3R4解:應(yīng)力障分析沿與軸線成方向為主方向,故沿檢主應(yīng)漸力方惜向布榴片.采用磁全橋磚接法.R1R2R3R4ABCDR1R2R3R4由廣稀義胡各克定慢律:§9.4二向應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力方向未知時的應(yīng)力測定第七君章第岸五節(jié)毅應(yīng)變筆分析臭中曾殿提到后應(yīng)變楊分析在工飛程中接的應(yīng)尊用,即介勿紹了聞應(yīng)變冊花.若已茅知任誤意三抹個方令向的剛應(yīng)變,可求招任意計方向的應(yīng)狐變或瓣主應(yīng)追變.測的分犬布來舌選擇議適宜貸的應(yīng)芹變花.一般選用便于計算的值.根據(jù)受力,應(yīng)力彎扭皮組合年變形倆實驗:ABlhFABA1.消彎市測扭A將片與片接半橋.量為挪異號.同號,在該兩方向的分因在該兩方向的分量為故消去了彎曲的2.消扭匆測彎AB引起阿的拉恩應(yīng)力.半橋,測得演的即異彎曲潔引起愈的A點應(yīng)變花片受彎曲引起每的壓守應(yīng)力.將A,B應(yīng)變花上片接成