【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1）分級(jí)加載，每次１０kg，共四次，記下每次各點(diǎn)應(yīng)變儀的讀數(shù)。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束。關(guān)閉儀器，卸掉荷載，整理試驗(yàn)紀(jì)錄。五、試驗(yàn)結(jié)果整理與計(jì)算如果補(bǔ)償片不受力，擇優(yōu)工作應(yīng)變片測(cè)得的應(yīng)變即位該纖維層的應(yīng)變大小，其應(yīng)力由式σ=Eε求出，注意應(yīng)變儀讀促出的應(yīng)變值為１με＝106ε，100με=100106ε，1000με=1000106ε等等。讀數(shù)“＋”表示拉應(yīng)變，讀數(shù)“－”表示壓應(yīng)變。互為補(bǔ)償時(shí)，即個(gè)應(yīng)變都受力的情況下，并且其應(yīng)變關(guān)系已知時(shí)，可采用互為補(bǔ)償線路，即可選擇其中任一應(yīng)變片為工作片，另一片為補(bǔ)償片，這樣都使讀數(shù)增大，提高測(cè)量精度。在彎曲試驗(yàn)的具體情問(wèn)題中，由于電阻應(yīng)變片R1與R5（圖3）與中性軸的距離相等，則應(yīng)變絕對(duì)值相等符號(hào)相反，即ε5=ε1因此，可以結(jié)成互為補(bǔ)償線路。這時(shí)從應(yīng)變儀中得到的讀數(shù)為ε測(cè)=2ε5=2︱ε1︱即 ε5=ε測(cè)/2同理R2 R4亦可照此方法接線。請(qǐng)教師檢查數(shù)據(jù)，整理好儀器，工具和現(xiàn)場(chǎng)。六、注意事項(xiàng)必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用電阻應(yīng)變儀。轉(zhuǎn)動(dòng)個(gè)旋鈕時(shí)應(yīng)緩慢輕巧。到現(xiàn)在接線柱上要擰緊，更換測(cè)點(diǎn)時(shí)，必須關(guān)閉店門或?qū)⑦x擇開(kāi)關(guān)至于“0”處測(cè)量過(guò)程中，不得碰動(dòng)導(dǎo)線。七、思考題應(yīng)變片標(biāo)距的大小對(duì)測(cè)量結(jié)果有無(wú)影響？為什么要用溫度補(bǔ)償片？為什么要求補(bǔ)償片粘貼到與受利試件相同的材料上？電阻應(yīng)變儀測(cè)得數(shù)值帶有正號(hào)或負(fù)號(hào)說(shuō)明什么？哪些因素是試驗(yàn)與理論值產(chǎn)生偏差？為什么本次試驗(yàn)中使用σ=Eε這一公式計(jì)算應(yīng)力？ 實(shí)驗(yàn)中那些現(xiàn)象科驗(yàn)證彎曲盈利分布規(guī)律的正確性？ 附錄一 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介一、 概述：在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一般都要給試件加載，并示出荷載大小，這種試驗(yàn)設(shè)備稱為材料試驗(yàn)機(jī)。它是材料試驗(yàn)的主要設(shè)備，在生產(chǎn)廠礦和科研機(jī)構(gòu)有著廣泛的應(yīng)用，通過(guò)學(xué)習(xí)應(yīng)該初步掌握它的原理和使用方法。根據(jù)加載性質(zhì)的不同，可分為靜荷載試驗(yàn)機(jī)，例如拉力試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)等；動(dòng)荷載試驗(yàn)機(jī)，例如沖擊試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)等。如果在同一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)上能分別進(jìn)行拉力、壓力，變曲等多種試驗(yàn)，則稱萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)類型很多，有油壓擺式、杠桿擺式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等。不同工廠生產(chǎn)的這類試驗(yàn)要具體形式也不相同，但基本原理是一樣的。其主要組成分為加力和測(cè)力兩大部分，此外許多試驗(yàn)機(jī)還備有試驗(yàn)曲線自動(dòng)記錄裝置。下面僅介紹常見(jiàn)的夜市萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。二、 油壓擺式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：（一） 結(jié)構(gòu)原理這里最常用的一種試驗(yàn)機(jī)。類型較多，但一般只是外形不同，基本原理可表示如圖1。1. 加載部分在機(jī)器底座1上，裝有兩個(gè)固定立柱2，它支撐著固定橫頭3和工作油缸4。開(kāi)動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵5工作，將油液從郵箱經(jīng)油管（1）和送油閥送入工作油缸，從而推動(dòng)工作活塞上橫頭7；活動(dòng)立柱8和活動(dòng)臺(tái)9上升。若將試件兩端裝卡在上下夾頭10和11中，因下夾頭固定不動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)臺(tái)上升時(shí)便使試件承受拉力。輸油管路中的送油閥門用來(lái)控制進(jìn)入工作油缸中的油量，以便調(diào)節(jié)對(duì)試件加載的速度。加載時(shí)回油閥門至于關(guān)于關(guān)閉位置?；赜烷y門打開(kāi)時(shí)，則可將工作油缸中的油液泄回油箱，活動(dòng)臺(tái)由于自重而下落，回到原始位置。如果拉伸試件的長(zhǎng)度不同時(shí)，可用下夾頭電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)底座中渦輪，使螺柱13上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)下夾頭的位置。注意當(dāng)試件已卡緊或受力后不能再開(kāi)動(dòng)下夾頭電視。否則，就要造成用下夾頭對(duì)事件加載，以致?lián)p傷機(jī)件?；顒?dòng)臺(tái)的行程對(duì)拉伸和壓縮區(qū)間都有規(guī)定，使用者必須遵守。2. 測(cè)力部分加載時(shí)，工作油缸中的油壓推動(dòng)活塞6的力與試件受的力成正比。如果用油管（2）將工作油缸和測(cè)力油缸連通，此油壓便推動(dòng)測(cè)力活塞15向下移動(dòng)，使拉桿拉動(dòng)擺鐘16繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而抬起，同時(shí)擺上的推桿便推動(dòng)齒桿17，使齒輪和指針18旋轉(zhuǎn)。指針旋轉(zhuǎn)的角度與油壓，亦即與實(shí)踐上所承受載荷成正比，因此在測(cè)力度盤19上，便可讀出試件受力的大小。油壓相同，即表示試件受力相同，如果增加或減少擺錘的重量，指針將旋轉(zhuǎn)不同的角度。即說(shuō)明指針指針旋轉(zhuǎn)角度所指出的載荷大小與擺錘重量有關(guān)。一般試驗(yàn)機(jī)可以更換三種錘重。它對(duì)應(yīng)的有三種刻度的測(cè)力度盤，分別表示三種測(cè)力范圍。例如臥室的30噸萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的三種度盤為060KN、0150KN、0300KN。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要根據(jù)試件需載荷A、B、C。也有些試驗(yàn)機(jī)是采用調(diào)節(jié)擺桿長(zhǎng)度的辦法，而不是變更擺錘重量。加載前，應(yīng)調(diào)整測(cè)力指針對(duì)準(zhǔn)度盤上的零點(diǎn)。方法是，開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)、送油、將活動(dòng)臺(tái)9升起1厘米左右，然后移動(dòng)擺桿上的平衡砣20，使擺桿達(dá)到鉛重位置，再旋轉(zhuǎn)度盤（或轉(zhuǎn)動(dòng)齒桿）使指針對(duì)準(zhǔn)“零”點(diǎn)。所以先升起活動(dòng)臺(tái)再調(diào)零點(diǎn)，原因是由于上橫頭，活動(dòng)立柱、活動(dòng)臺(tái)等有相當(dāng)大的重量，要一定油壓才能將它們升起。但是這部分油壓并為用來(lái)給試件加載，不應(yīng)反映到試件載荷的讀書(shū)中去。1. 操作步驟（1） 檢查油路上各閥門于關(guān)閉位置，換上試件相配合的夾頭形式；保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng)有效。（2） 根據(jù)所需要最大荷載，選擇測(cè)量度盤，放置相應(yīng)的錘重。相應(yīng)的調(diào)節(jié)好緩沖器。緩沖器的作用，使保證加載后，泄油時(shí)或試件斷裂時(shí)使擺錘緩慢落回，避免突然下落沖擊機(jī)身。（3） 裝好自動(dòng)繪圖器的傳動(dòng)裝置、筆和紙等。（4） 開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。然后打開(kāi)送油閥門，向工作油缸緩慢輸油。待活動(dòng)臺(tái)升起1厘米左右時(shí)，將送油閥門關(guān)到最小，并按上段所說(shuō)方法，調(diào)整測(cè)力指針對(duì)準(zhǔn)“零”點(diǎn)。并調(diào)整被動(dòng)指針與之重合，被動(dòng)指針的作用是當(dāng)試件最大載荷時(shí)留下，指出試件受的最大載荷。（5） 安裝試件，壓縮試件必須放置墊板。拉伸試件則須調(diào)整下夾頭位置，使上下夾頭之間距離與試件長(zhǎng)度適應(yīng)，并進(jìn)行加緊，試件加緊之后，就不得再調(diào)整下夾頭了。（6） 打開(kāi)送油閥，用慢速度加載，此時(shí)測(cè)力指針應(yīng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（7） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉送油閥，并立即停車。然后取下試件（有時(shí)要在泄油后，再取下試件）。緩慢打開(kāi)回油閥，將油液泄回油箱。使活動(dòng)臺(tái)回到原始位置，并使一切機(jī)構(gòu)復(fù)原。2. 注意事項(xiàng)（1） 開(kāi)車前和停車后，送油閥均應(yīng)緩慢進(jìn)行。（2） 拉伸試件夾住后，不得再調(diào)整下夾頭位置。（3） 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操縱者不得離開(kāi)。實(shí)驗(yàn)時(shí)不得觸動(dòng)擺錘。（4） 使用時(shí)，聽(tīng)見(jiàn)異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停車。三、 試驗(yàn)機(jī)試件的裝卡技術(shù)對(duì)于拉伸試件多采用三種方法，如圖2為將試件卡入V型夾板中，此類夾頭可以直接接夾住質(zhì)地較軟的圓棒試件，夾持比較方便，夾持力隨著作用到試件上荷載的增加而增大，缺點(diǎn)是如果試驗(yàn)機(jī)上下夾頭不同心，對(duì)試件將增生偏心載荷，不是完全軸向拉伸，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差。圖3為將試件做成臺(tái)階狀，然后用球面墊環(huán)墊起，此法的優(yōu)點(diǎn)是球面墊環(huán)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)中心，也克服了試件從夾頭重活脫的現(xiàn)象，此種夾持方法，既適用于軟質(zhì)試件，而特別適于卡硬脆材料。我室10B試驗(yàn)機(jī)就是這種裝卡。圖4為螺紋卡問(wèn)，將試件兩端車制成螺紋，擰入帶有球面的螺紋卡頭中，此法也可自動(dòng)調(diào)中，也可適用于硬脆材料。對(duì)于壓縮試驗(yàn)，試件安裝如圖5，試驗(yàn)時(shí)一定要把試件準(zhǔn)確的至于試驗(yàn)機(jī)壓板中心球形承墊上，以保證壓力通過(guò)試件中心。試件的上下端再放置平整的墊板，使試件不與試驗(yàn)面壓板直接接觸，以保護(hù)機(jī)件不損傷和原來(lái)精度。彎曲試件的安裝，儒圖，將彎曲試件置于試驗(yàn)機(jī)活動(dòng)臺(tái)支座上，支座距離可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)，載荷是通過(guò)帶有圓柱形的加力頭來(lái)施加的。 圖四附錄二 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)是對(duì)試件施加扭矩，并能測(cè)出扭矩大小的設(shè)備，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)室所用NJ100B型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介如下。NJ100B型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)，采用直流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)械傳動(dòng)加載，可以反正兩個(gè)方向施加扭矩進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，電子自動(dòng)平衡隨動(dòng)系統(tǒng)測(cè)取扭矩。最大載荷是100公斤一米，有四個(gè)測(cè)力讀盤，分別是010，020，050，0100公斤一米，、。扭轉(zhuǎn)速度為036度/分鐘和0360度/分鐘兩個(gè)范圍。試件最長(zhǎng)可達(dá)650毫米。（一）結(jié)構(gòu)原理其測(cè)力原理如圖1，本機(jī)由加載機(jī)構(gòu)、測(cè)力計(jì)、自動(dòng)記錄器組成。1. 加載機(jī)構(gòu)是由六個(gè)滾珠軸承支持在機(jī)座導(dǎo)軌上，它可以左右自由滑動(dòng)。加載時(shí)，操縱直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)變速箱減速，使夾頭旋轉(zhuǎn)而施加扭矩。轉(zhuǎn)速由電表指出。2. 測(cè)力計(jì)，這是一個(gè)較復(fù)雜的系統(tǒng)，如圖4所示。測(cè)力計(jì)內(nèi)有杠桿測(cè)力系統(tǒng)，試件受扭后夾頭8傳來(lái)扭矩，使杠桿9逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過(guò)A點(diǎn)將力傳給變支點(diǎn)杠桿11(C支點(diǎn)和杠桿10是傳遞反向扭矩用的)，使杠桿12和杠桿13左端相互壓力為P，杠桿13則以B為支點(diǎn)而右端抬起，推動(dòng)差動(dòng)變壓器的點(diǎn)心移動(dòng)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，放大器15使伺服電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲17拉動(dòng)游鉈18水平移動(dòng)。當(dāng)游鉈移動(dòng)到對(duì)支點(diǎn)B的力矩Qs=Pf時(shí)杠桿13達(dá)到平衡，恢復(fù)水平狀態(tài)，差動(dòng)變壓器的鐵芯也恢復(fù)零位，此時(shí)差動(dòng)變壓器無(wú)信號(hào)輸出，伺服電機(jī)16停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由上述可知扭矩與激鉈的移動(dòng)距離成正比。游鉈的移動(dòng)又通過(guò)鋼絲帶動(dòng)滑輪19和指針20轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在度盤21上便可讀出時(shí)間所受扭矩的大小。3. 自動(dòng)記錄器22它由記錄筆記3和滾筒24等構(gòu)成。記錄筆的移動(dòng)亮表示扭矩值得大小，它的移動(dòng)式滑輪19帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)鋼絲25使記錄筆水平移動(dòng)。記錄滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)表示時(shí)間加力端卡頭絕對(duì)轉(zhuǎn)角，它的轉(zhuǎn)動(dòng)是由裝在卡頭上的自整角機(jī)26發(fā)出正比于卡頭轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器放大，帶動(dòng)伺服電機(jī)28和自整角變壓器29，而是記錄滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)量正比于試件的轉(zhuǎn)角。（二） 操作步驟和注意事項(xiàng)1. 操作步驟（1） 檢查試驗(yàn)機(jī)卡頭的形式是否與試件相配合。將速度范圍開(kāi)關(guān)置于03600，調(diào)速電位器置于零位（調(diào)速電位器在操縱板面上）。（2） 根據(jù)所需最大扭矩，轉(zhuǎn)動(dòng)量程旋扭，選取相應(yīng)的測(cè)力度盤。按下電源開(kāi)關(guān)，接通電源。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零施扭（在設(shè)備操縱版面上），使指針對(duì)準(zhǔn)“零”點(diǎn)。（3） 裝好自動(dòng)記錄器的筆和紙，掛好活動(dòng)齒輪35，打開(kāi)記錄器開(kāi)關(guān)（在操縱臺(tái)面上）。（4） 安裝試件：先將試件的一端插入夾頭重調(diào)整加載機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)，使試件另一端插入夾頭中后再予以?shī)A緊。（5） 加載：按動(dòng)加載開(kāi)關(guān)（在操縱臺(tái)面上），逐漸怎大調(diào)整電位器的刻度值，操縱電流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)試件施加扭矩。（6） 實(shí)驗(yàn)完畢：停車、取下試件，將機(jī)器復(fù)原并清理現(xiàn)場(chǎng)。2. 注意事項(xiàng)（1） 施加扭矩后，禁止再轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇施扭。（2） 使用V型卡板夾持試件時(shí)，必須盡量夾緊，以免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試件打滑。（3） 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操縱者不得離開(kāi)。聽(tīng)見(jiàn)異聲或發(fā)生任何故障應(yīng)立即停車。 附錄三 材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置1 組合實(shí)驗(yàn)臺(tái) 2 等強(qiáng)度組件 3 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力顯示器 4 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器 5 純彎曲梁組件 6 彎扭組合梁組件 7 懸臂梁組件 8 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 9 螺旋加載組件附錄四 DH3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 目 錄概述： 1技術(shù)