【正文】 等工具。 ，溫度補(bǔ)償塊。 、藥棉等清洗器材。 。 。 三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟 ：在確定采用那種類型的應(yīng)變計后，用肉眼或放大鏡檢查絲柵是否平行，有否霉點(diǎn)、銹點(diǎn)、用數(shù)字式萬用表測量各應(yīng)變 片電阻值，選擇電阻值差在土0． 5 歐姆內(nèi)的 8~10 枚應(yīng)變片供粘貼用。 ：為使應(yīng)變計與被測試件貼得牢 ,對測點(diǎn)表面要進(jìn)行清潔處理。首先把測點(diǎn)表面用砂輪，銼刀或砂紙打磨；使測點(diǎn)表面平整并使表面光潔度達(dá) 6? 。然后用棉花球蘸丙酮擦洗表面的油污，到棉花球不黑為止。然后用劃針在測片位置處劃出應(yīng)變 計的座標(biāo)線。打磨好的表面，如暫時不貼片，可涂以凡士林等防止氧化。 如果測量對象為混凝土構(gòu)件，則須用噴漿方法把表面墊平。然后同樣進(jìn)行表面打磨清洗等工作。此外，在貼片部位，還得先涂一層隔潮層 ,可采用環(huán) 氧樹脂膠或用鋁箔紙，應(yīng)變計就貼于隔潮底層上。 ：在測點(diǎn)位置和應(yīng)變計的底基面上，涂上薄薄一層膠水，一手捏住應(yīng)變片引出線，把應(yīng)變計軸線對準(zhǔn)座標(biāo)線 ,上面蓋一層聚乙烯塑料膜作為隔層，用手指在應(yīng)變計的長度方向滾壓，擠出片下汽泡和多余的膠水，直到應(yīng)變計與被測物緊密粘合為止。手指保持不動約 1 分鐘后再放開，注意按住時不要使應(yīng)變片移動，輕輕掀開薄膜檢查有無氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象，否則需重貼。注意粘結(jié)劑不要 38 用得過多或過少，過多則膠層太厚影響應(yīng)變片性能，過少則粘結(jié)不牢不能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變。 圖 1 應(yīng)變計的保護(hù) ：應(yīng)變計粘貼好后應(yīng)有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度以保證與試件共同變形。此外，應(yīng)變計和試件間應(yīng)有一定的絕緣度，以保證應(yīng)變讀數(shù)的穩(wěn)定。為此，在貼好片后就需要進(jìn)行干燥處理，處理方法可以是自然干燥或人工干燥。如氣溫在20℃以上，相對濕度在 55％左右時用 502 膠水粘貼，采用自然干燥即可。人工干燥可用紅外線燈或電吹風(fēng)進(jìn)行加熱干燥，烘烤時應(yīng)適當(dāng)控制距離，注意應(yīng)變計的溫度不得超過其允許的最高工作溫度 ,以防應(yīng)變計底基烘焦損壞。 ：應(yīng)變計和應(yīng)變儀之間用導(dǎo)線連接。需根據(jù)環(huán)境與試驗(yàn)的要求選用 導(dǎo)線。通常靜應(yīng)變測定用雙蕊多股平行線。在有強(qiáng)電磁干擾及動應(yīng)變測量時，需用屏蔽線。焊接導(dǎo)線前，先用萬用電表檢查導(dǎo)線有否斷路，然后在每根導(dǎo)線的兩端貼上同樣的號碼標(biāo)簽，避免測點(diǎn)多時造成差錯。在應(yīng)變計引出線下，貼上膠帶紙，以免應(yīng)變計引出線與被測試件 (如被測試件是導(dǎo)電體的話 )接觸造成短路。然后把導(dǎo)線與應(yīng)變計引線焊接在一起，焊接時注意防止假焊。焊完后用萬用電表在導(dǎo)線另一端檢查是否接通。 為防止在導(dǎo)線被拉動時應(yīng)變計引出線被拉壞，可使用接線端子 ,接線端子相當(dāng)于接線柱，使用時先用膠水把它粘在應(yīng)變計引出線前端 ,然后把應(yīng)變計 引出線及導(dǎo)線分別焊于接線端子的兩端，以保護(hù)應(yīng)變計，如圖 301 所示。 ，為避免膠層吸收空氣中的水份而降低絕緣電阻值，應(yīng)在應(yīng)變計接好線并且絕緣電阻達(dá)到要求后，立即對應(yīng)變計進(jìn)行防潮處理。防潮處理應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的要求和環(huán)境采用不同的防潮材料。常用的簡易的防潮劑可用 70 704 硅膠。 四 .實(shí)驗(yàn)報告 39 A B C D Ra Rb Rt Rt 圖 22 e Ra Rb b t 圖 21 、接線、檢查等主要實(shí)驗(yàn)步驟。 。 實(shí)驗(yàn)二 偏心拉伸實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．測定偏心拉伸試樣材料的彈性模量 E。 2．測定偏心拉伸試樣的偏心距 e。 3．學(xué)習(xí)組合載荷作用下由內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)變成份分別單獨(dú)測量的方法。 二、設(shè)備和儀器（同167。 7） 三、試樣 采用圖 21 所示的鋁合金偏心拉伸試樣， Ra 和 Rb 為沿應(yīng)變方向粘貼的應(yīng)變片，另外有兩枚粘貼在與試樣材質(zhì)相同但不受載荷的鋁塊上的應(yīng)變片，供全橋測量時組橋之用。尺寸 b=24mm， t=5mm。 四、試驗(yàn)原理 由電測原理知： 1 2 3 4du? ? ? ? ?? ? ? ? （ I7） 式中 du? 為儀器讀數(shù)。從此式看出：相鄰兩臂應(yīng)變符號相同時，儀器讀數(shù)互相抵銷；應(yīng)變符號相異時，儀器讀數(shù)絕對值是兩者絕對值之和。相對兩臂應(yīng)變符 號相同時，儀器讀數(shù)絕對值是兩者絕對值之和；應(yīng)變符號相異時，儀器讀數(shù)互相抵銷。此性質(zhì)稱為電橋的加減特性。利用此特性，采取適當(dāng)?shù)牟计徒M橋，可以將組合載荷作用下各內(nèi)力產(chǎn)生的應(yīng)變成份分別單獨(dú)測量出來，且減少誤差，提高測量精度。從而計算出相應(yīng)的應(yīng)力和內(nèi)力。 —— 這就是所謂內(nèi)力 素測定。 圖 21 中 Ra 和 Rb 的應(yīng)變均由拉伸和彎曲兩種應(yīng)變成份組成，即 ( ) ( )a F Mb F Mab? ? ?? ? ????? 式中 F? 和 M? 分別為拉伸和彎曲應(yīng)變的絕對值。 若如圖 22 組橋，則由（ I7）、（ a）和（ b）式得 2du a b F? ? ? ?? ? ? 若如圖 23 組橋，則由（ I7）、（ a） 和（ b）式得 2du a b M? ? ? ?? ? ? 通常將儀器讀出的應(yīng)變值與待測應(yīng)變值之比稱為橋臂系數(shù)。故上述兩種組橋A B C Ra Rb 圖 23 40 方法的橋臂系數(shù)均為 2。 為 了 測 定 彈 性 模 量 E ， 可 如 圖 22 組 橋 ， 并 等 增 量 加 載 ， 即0 ( 1 , 2 , , 5 )iF F i F i? ? ?? ?末級載荷 5F 不應(yīng)使材料超出彈性范圍。初載荷 0F 時應(yīng)變儀調(diào)零，每級加載后記錄儀器讀數(shù) dui? ，用最小二乘法計算出彈性模量 E： 52151iduiiiFE bti?????????? （ 21） 式中 ? 為橋臂系數(shù)。 為了測定偏心距 e，可如圖 23 組橋。初載荷 0F 時應(yīng)變儀調(diào)平衡，載荷增加 F??后。記錄儀器讀數(shù) du? 。據(jù)胡克定律得彎曲應(yīng)力為： ( c ) ( d)duMMMzzEEM F eWW?????? ? ????? 由（ c）及（ d）式得 duzEWe F ?????? （ 22） 五、試驗(yàn)步驟 1．試驗(yàn)臺換上拉伸夾具，安裝試樣。 2．力傳感器接線、設(shè)置參數(shù)： 將力傳感器的黃、蘭、紅和白四根引線依次接在 0 通道的 A、 B、 C 和 D 端。載荷校正系數(shù)為 ，載荷限值設(shè)置 1550N。 3．測彈性模量 E 按圖 22 將有關(guān)應(yīng)變片接入所選通道（注意： B、 B′ 間短接片應(yīng)脫開）；對所選通道設(shè)置參數(shù)（橋路形式應(yīng)與橋路接線一致，即全橋 —— 代號 0。應(yīng)變片靈敏系數(shù) K=、應(yīng)變片電阻 R=120Ω ）；未加載時平衡測力通道和所選測應(yīng)變通道電橋，然后轉(zhuǎn)入測量狀態(tài)。每增加載荷 300N，記錄應(yīng)變讀數(shù) dui? ，共加載五級，然后卸載。再重復(fù)測量，共測三次。數(shù)據(jù)列表記錄。 4．測偏心距 e 按圖 23 將有關(guān)應(yīng)變片接入所選通道（注意： B、 B′ 間短接片應(yīng)脫開）。對所選通道設(shè)置參數(shù)。未加載時平衡測力通道和所選測應(yīng)變通道電橋。加載荷 1500N后，記錄應(yīng)變 du? ，然后卸載。再重復(fù)測量，共測三次。數(shù)據(jù)列表記錄。 41 5．卸載。試驗(yàn)臺和儀器回復(fù)原狀。 五、試驗(yàn)結(jié)果處理 1．計算彈性模量 E 將三組數(shù)據(jù)參考表 21 作初步處理，從中找出線性關(guān)系最好的一組。再用這組數(shù)據(jù)按公式（ 21）計算 E。計算 步驟列表示出（參考表 22） 表 21 彈性模量 E 數(shù)據(jù)列表 i ()i FN? 第一組 第二組 第三組 ()dui? ?? ()dui? ??? ()dui? ?? ()dui? ??? ()dui? ?? ()dui? ??? o 0 0 / 0 / 0 / 1 300 2 600 3 900 4 1200 5 1500 注： 1 ( 1 , 2 , , 5 )dui dui dui i? ? ? ?? ? ? ? 表 22 彈性模量 E 數(shù)據(jù)處理列表 b=24mm t=5mm 300FN?? 2?? i ()dui? ?? 2i ()duii? ?? 1 2 3 4 5 ? / 2．計算偏心距 e 將三次測試記錄參考表 23 處理，再按公式（ 22）計算偏心距 e 表 103 偏心距 e 數(shù)據(jù)處理列表 b=24mm t=5mm WZ= mm3 ?? 1500FN??? ()du? ?? 1 2 3 平均 42 實(shí)驗(yàn)三 沖擊實(shí)驗(yàn) 在實(shí)際工程機(jī)械中，有許多構(gòu)件常受到?jīng)_擊載荷的作用 ,機(jī)器設(shè)計中應(yīng)力求避免沖擊波負(fù)荷 ,但由于結(jié)構(gòu)或運(yùn)行的特點(diǎn) ,沖擊負(fù)荷難以完全避免，例如內(nèi)燃機(jī)膨脹沖程中氣體爆炸推動活塞和連桿，使活塞和連桿之間發(fā)生沖擊，火車開車、停車時，車輛之間的掛鉤也產(chǎn)生沖擊，在一些工具機(jī)中， 卻利用沖擊負(fù)荷實(shí)現(xiàn)靜負(fù)荷難以達(dá)到的效果，例如鍛錘、沖擊、鑿巖機(jī)等，為了了解材料在沖擊載荷下的性能，我們必須作沖擊實(shí)驗(yàn)。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解沖擊實(shí)驗(yàn)的意義，材料在沖擊載荷作用下所表現(xiàn)的性能 測定低碳鋼和鑄鐵的沖擊韌度值 k? 。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器 擺式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺等 三、基本原理 沖擊實(shí)驗(yàn)是研究材料對于動荷抗力的一種實(shí)驗(yàn)，和靜載荷作用不同，由于加載速度快，使材料內(nèi)的應(yīng)力驟然提高，變形速度影響了材料的機(jī)構(gòu)性質(zhì)，所以材料對動載荷作用表現(xiàn)出另一種反應(yīng)。往 往在靜荷下具有很好塑性性能的材料，在沖擊載荷下會呈現(xiàn)出脆性的性質(zhì)。 此外在金屬材料的沖擊實(shí)驗(yàn)中，還可以揭示了靜載荷時，不易發(fā)現(xiàn)的某結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作條件對機(jī)械性能的影響（如應(yīng)力集中，材料內(nèi)部缺陷，化學(xué)成分和加荷時溫度，受力狀態(tài)以及熱處理情況等），因此它在工藝分析比較和科學(xué)研究中都具有一定的意義 四、沖擊試件 工程上常用金屬材料的沖擊試件一般在帶缺口槽的矩形試件，做成制品的目的是為了便于揭露各因素對材料在高速變形時的沖擊抗力的影響。并了解試件的破壞方式是塑性滑移還是脆性斷裂。但缺口形狀和試件尺寸對材料的沖 擊韌度 k?值的影響極大，要保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果能進(jìn)行比較，試件必須嚴(yán)格按照冶金工業(yè)部的部頒布標(biāo)準(zhǔn)制作。故測定 k? 值的沖擊實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是一種比較性實(shí)驗(yàn)，其沖擊試件形狀如圖所示。 43 10177。177。210177。40177。1177。 圖 31 五、沖擊實(shí)驗(yàn)形式 簡梁式彎曲沖擊實(shí)驗(yàn) 肱梁式彎曲沖擊實(shí)驗(yàn) 拉伸沖擊實(shí)驗(yàn) 簡梁式彎曲沖擊實(shí)驗(yàn)工程中最常用 六、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 測量試件尺寸，要測量缺口處的試件尺寸 。 首先了解擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造原理和操作方法，掌握沖擊試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程，一定要注意安全。 調(diào)整沖擊試驗(yàn)機(jī)指針調(diào)到“零點(diǎn)”根據(jù)試件材料估計所需破壞能量，先空打一次，測定機(jī)件間的摩擦消耗功。 將試件裝入在沖擊試驗(yàn)機(jī)上，簡梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)應(yīng)使沒有缺口的面朝向擺錘沖擊的一邊，缺口的位置應(yīng)在兩支座中間，要使缺口和擺錘沖刃對準(zhǔn)。將擺錘舉起同空打時的位置，打開鎖桿。使擺錘落下，沖斷試件，然后剎車，讀出試件沖斷時消耗的功，以下式可計算出材料的沖擊韌度值 k? 2k mm mNAW ???? W —— 沖斷試件時所消耗的功 A —— 試件缺口橫截面積 44 圖 32 七、注意事項(xiàng)： 在實(shí)驗(yàn)過程中要特別注意安全，絕對禁止把擺錘舉高后安放試件，當(dāng)擺錘舉高后，人就離開擺錘擺動的范圍，在放下擺錘之前，應(yīng)先檢查一下有沒有人還未離開，以免發(fā)生危險。 八、討論題 低碳鋼和鑄鐵在沖擊作用下所呈現(xiàn)的性能是怎樣的？ 材料沖 擊實(shí)驗(yàn)在工程實(shí)際中的作用如何？