材料力學(xué)簡(jiǎn)支梁的應(yīng)力測(cè)試與分析(編輯修改稿)
2025-04-21 04:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 法是將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的方法，簡(jiǎn)稱(chēng)電測(cè)法。電測(cè)法的基本原理是：將電阻應(yīng)變片（簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)變片）粘貼在被測(cè)構(gòu)件的表面，當(dāng)構(gòu)件發(fā)生形變事，應(yīng)變片隨著構(gòu)件一起變形，應(yīng)變片的電阻值將發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)電阻應(yīng)變測(cè)量?jī)x（簡(jiǎn)稱(chēng)電阻應(yīng)變儀），可測(cè)量出應(yīng)變片中電阻值的變化，并換算成應(yīng)變值，或輸出與應(yīng)變成成正比的模擬電信號(hào)（電壓或電流），用記錄儀記錄下來(lái)。其工作過(guò)程如下：應(yīng)變→電阻變化→電壓→（或電流）變化→放大→記錄→數(shù)據(jù)處理。電測(cè)法具有靈敏度高的特點(diǎn)，應(yīng)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(cè)量過(guò)程中輸出量為電信號(hào)，便與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和數(shù)字化，并能進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量和無(wú)線(xiàn)遙測(cè)。本實(shí)驗(yàn)采用45號(hào)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(cè)量的不同高度刻畫(huà)平行線(xiàn)。這些平行線(xiàn)表示梁的縱向纖維，梁受彎曲事，這些刻線(xiàn)的長(zhǎng)度將發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)前沿刻線(xiàn)方向貼應(yīng)變片，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將工作應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償應(yīng)變片連接在應(yīng)變儀上組成半橋，按照電阻應(yīng)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(cè)出各處的正應(yīng)變?chǔ)艑?shí)及σ實(shí)=Eε實(shí)，試中E是梁所用材料的彈性模量。為了測(cè)量正應(yīng)力、主應(yīng)力及其方向，須在三個(gè)不同方向粘貼三枚電阻片，即45186。應(yīng)變花，應(yīng)變花中的水平方向的應(yīng)變片即0186。方向片所測(cè)得的應(yīng)變量，即可得到正應(yīng)力σ=Eε。6. 應(yīng)力測(cè)試原理45186。應(yīng)變花是由三個(gè)不同方向（0186。、45186。、90186。）的電阻應(yīng)變片組合而成的，電阻片直接測(cè)量的是其軸線(xiàn)方向的應(yīng)變值，在應(yīng)力不超過(guò)材料的比例極限時(shí)，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，作用于其上的正應(yīng)力與線(xiàn)應(yīng)變的關(guān)系應(yīng)服從胡克定律，即σ=Eε 也即可以計(jì)算出相應(yīng)的應(yīng)力值。也即，應(yīng)變花中的水平方向的應(yīng)變片即0186。方向片所測(cè)得的應(yīng)變量，即可得到正應(yīng)力。如圖73所示，沿三枚電阻片的軸線(xiàn)測(cè)出三個(gè)方向的應(yīng)變、之后，即可按照公式計(jì)算主應(yīng)力值及其方向?，F(xiàn)按以下幾種情況討論：（1） 單向應(yīng)力狀態(tài) 構(gòu)件在軸向拉伸（壓縮）或梁在純彎曲時(shí)，都是當(dāng)向應(yīng)力狀態(tài)。此時(shí)，只需沿盈利方向粘貼一枚電阻片R1，如圖32所示，并測(cè)出其應(yīng)變值，根據(jù)胡克定律即可計(jì)算出應(yīng)力（2） 主應(yīng)力（應(yīng)變）方向已知的平面應(yīng)力狀態(tài) 圖32 單向應(yīng)力狀態(tài) 圖33 主應(yīng)力已知的平面應(yīng)力狀態(tài)如圖33所示，沿已知的主應(yīng)力方向粘貼兩枚電阻片，測(cè)出和即可根據(jù)廣義胡克定律計(jì)算出主應(yīng)力值，計(jì)算公式如下: (3) 主應(yīng)力（應(yīng)變）方向未知的平面應(yīng)力狀態(tài)這時(shí)為了測(cè)量主應(yīng)力及其方向，必須在三個(gè)不同方向粘貼三枚電阻片，通常稱(chēng)為電阻應(yīng)變花（簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)變花）。常用的應(yīng)變花有兩種，一種45度應(yīng)變花，一種為60度應(yīng)變花。（本實(shí)驗(yàn)采用的是45度應(yīng)變花）。圖34 45176。應(yīng)變花如圖34，沿三枚電阻片的軸線(xiàn)測(cè)出三個(gè)方向的應(yīng)變、之后，即可按照下列公式計(jì)算主應(yīng)力值及其方向。主應(yīng)變?yōu)? (31)主應(yīng)力（應(yīng)變）方向?yàn)? (32)主應(yīng)力值為 (33)最大剪應(yīng)力為
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