材料力學簡支梁的應力測試與分析(編輯修改稿)
2025-04-21 04:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 法是將應變量轉(zhuǎn)換成電信號進行測量的方法，簡稱電測法。電測法的基本原理是：將電阻應變片（簡稱應變片）粘貼在被測構件的表面，當構件發(fā)生形變事，應變片隨著構件一起變形，應變片的電阻值將發(fā)生相應的變化，通過電阻應變測量儀（簡稱電阻應變儀），可測量出應變片中電阻值的變化，并換算成應變值，或輸出與應變成成正比的模擬電信號（電壓或電流），用記錄儀記錄下來。其工作過程如下：應變→電阻變化→電壓→（或電流）變化→放大→記錄→數(shù)據(jù)處理。電測法具有靈敏度高的特點，應變片重量輕、體積小且可在高溫（低溫）、高壓等特殊環(huán)境下使用，測量過程中輸出量為電信號，便與實現(xiàn)自動化和數(shù)字化，并能進行遠距離測量和無線遙測。本實驗采用45號鋼制成的矩形截面梁，在梁承受彎曲段的側(cè)面，沿著需要測量的不同高度刻畫平行線。這些平行線表示梁的縱向纖維，梁受彎曲事，這些刻線的長度將發(fā)生變化。實驗前沿刻線方向貼應變片，實驗時，將工作應變片和溫度補償應變片連接在應變儀上組成半橋，按照電阻應變儀的操作規(guī)程將電橋調(diào)平衡，加載后電橋失去平衡，即可測出各處的正應變ε實及σ實=Eε實，試中E是梁所用材料的彈性模量。為了測量正應力、主應力及其方向，須在三個不同方向粘貼三枚電阻片，即45186。應變花，應變花中的水平方向的應變片即0186。方向片所測得的應變量，即可得到正應力σ=Eε。6. 應力測試原理45186。應變花是由三個不同方向（0186。、45186。、90186。）的電阻應變片組合而成的，電阻片直接測量的是其軸線方向的應變值，在應力不超過材料的比例極限時，根據(jù)應力應變關系，作用于其上的正應力與線應變的關系應服從胡克定律，即σ=Eε 也即可以計算出相應的應力值。也即，應變花中的水平方向的應變片即0186。方向片所測得的應變量，即可得到正應力。如圖73所示，沿三枚電阻片的軸線測出三個方向的應變、之后，即可按照公式計算主應力值及其方向?，F(xiàn)按以下幾種情況討論：（1） 單向應力狀態(tài) 構件在軸向拉伸（壓縮）或梁在純彎曲時，都是當向應力狀態(tài)。此時，只需沿盈利方向粘貼一枚電阻片R1，如圖32所示，并測出其應變值，根據(jù)胡克定律即可計算出應力（2） 主應力（應變）方向已知的平面應力狀態(tài) 圖32 單向應力狀態(tài) 圖33 主應力已知的平面應力狀態(tài)如圖33所示，沿已知的主應力方向粘貼兩枚電阻片，測出和即可根據(jù)廣義胡克定律計算出主應力值，計算公式如下: (3) 主應力（應變）方向未知的平面應力狀態(tài)這時為了測量主應力及其方向，必須在三個不同方向粘貼三枚電阻片，通常稱為電阻應變花（簡稱應變花）。常用的應變花有兩種，一種45度應變花，一種為60度應變花。（本實驗采用的是45度應變花）。圖34 45176。應變花如圖34，沿三枚電阻片的軸線測出三個方向的應變、之后，即可按照下列公式計算主應力值及其方向。主應變?yōu)? (31)主應力（應變）方向為 (32)主應力值為 (33)最大剪應力為
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