材料力学第九章实验应力分析.ppt

Rb Ra 采用半桥接法 2.测量M D Rb Ra C A B Mx Mx M M FN FN Mx Mx M M FN FN 3.测量Mx 采用全桥接法 A B C D R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 将R1、R2、R3、R4贴于中性轴 分析： 由广义虎克定律: Mx Mx M M FN FN A B C D R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 §9.4 二向应力状态下主应力方向未知时的应力测定 第七章第五节应变分析中曾提到应变分析 在工程中的应用, 即介绍了应变花. 若已知任意三个方向的应变, 可求任意方向 的应变或主应变. 测 的分布来选择适宜的应变花. 一般选用便于计算的 值. 根据受力, 应力 谢谢! ? 2012.Wei Yuan. All rights reserved. ? 2006.Wei Yuan. All rights reserved. ? 2006.Wei Yuan. All rights reserved. ? 2006.Wei Yuan. All rights reserved. ? 2006.Wei Yuan. All rights reserved. ? 2006.Wei Yuan. All rights reserved. 材 料 力 学 实验应力分析 9 第九章 实验应力分析 §9.1 概述 §9.2 电测应力分析的基本原理 §9.3 测量电桥的接法及应用 §9.4 二向应力状态下主应力已知时 的应力测定 §9.5 二向应力状态下主应力未知时 的应力测定 §9.1 概 述 一. 为什么要进行实验应力分析 1. 理论公式都是经过实验, 提出假设, 通过 几何、物理平衡关系推导而来. 2. 推导出的理论公式再经实践验证. 3. 对某些(受力、结构、形状)复杂构件, 不 满足材力理论公式的条件. 4. 新理论、新公式、新材料都要经过实验 验证. 二. 实验应力分析的方法 1. 电测法-----主要介绍-----做两次实验 2. 光测法-----实验课介绍 3. 涂层法 4. X射线法 5. 比拟法 6. 全息法 §9.2 电测应力分析的基本原理 (应变) (电阻) 电测法-----非电量的电测量方法 装置 换算 一. 转换原理 构件F 电阻的变化 电压(电流) 应变值 应变片 应变仪 记录器 1. 电阻应变片 丝绕式 金属箔式 三部分 基底---绝缘的薄纸,塑料片 丝栅d=0.02~0.05mm镍铬,镍铜合金绕成栅 引线 d=0.15~0.18mm 镀锔的铜线 产品标定 l---标距 l=1---20mm lmin=0.2mm 阻值 R=50---200Ω 一般120Ω 与测点指定方向的应变 成正比, 即: 2. 转换原理 K----灵敏系数, 一般K=2 将电阻片用特殊的胶贴在被测构件, 预测 的方向上. 实验表明:电阻变化率 二. 测量原理及电阻应变仪 由于被测构件变形小 电阻变化很小 通过仪器放大来测量 静态电阻应变仪工作原理----电桥平衡[惠斯顿] 电桥输出电压: 电桥平衡 A B C E D R1 R2 R3 R4 当产生 略高阶微量得 变换表盘, 将因子 变化成相应的应变 系数, 电桥输出 利用 A B C E D R1 R2 R3 R4 结论 (1)可以从电桥输出量的大小来确定应变值?r。 若只有R1为工作片， 则读数值 (2)电桥输出为相邻两臂符号相反,相对两臂 符号相同. (3)根据上述特性, 相邻两臂可以消除等值同号应变成分，相对两臂可以消除等值异号应变成分。利用这一特性可解决温度补偿，提高测量精度. A B C E D R1 R2 R3 R4 三. 温度补偿 受力---- 应变 温度---- 应变 要消除温度变化引起的应变?t 由 A B C E D R1 R2 R3 R4 相邻两臂 贴法 材料 温度下 R1受力 (工作片) R2不受力 (补偿片) 采用相同 电阻片 方法一: 温度补偿片法 相邻两臂 电阻片 贴法 构件 温度下 R1工作片 R2工作片 消除了工作片上由于温度变化而引起的 变, 达到了温度补偿. 应 采用相同 方法二: 桥路补偿法 A B C E D R1 R2 R3 R4 由 两臂工作 四臂工作 两臂工作 §9.3 测量电桥的接法及其应用 (1)实现温度补偿 (2)从复杂变形中测出所需的应变成分 (3)尽量扩大读数, 以减小误差, 提高精度. 布片方案: 由受力, 所测内容确定. 全桥 半桥 接桥方式 达到目的 单臂工作 A B C E D R1 R