薄壁圓筒內(nèi)力素及主應(yīng)力測定實驗.doc

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1、薄壁圓筒內(nèi)力素及主應(yīng)力測定實驗摘要：關(guān)鍵詞：橋、內(nèi)力、彎矩、扭矩實驗值與理論值存在誤差的原因主要是由于實驗過程中的累積誤差及實際實驗條件與理想環(huán)境不一致所致，另外應(yīng)變花的布置位置和布置方向有偏差對實驗結(jié)果也有一定的影響。摘要：在實際測量過程中，電阻應(yīng)變片的貼片位置、柵長大小以及橫向效應(yīng)均會對測量的精確度產(chǎn)生影響。該文從以上3個方面對《材料力學(xué)》課程的電測綜合性實驗——圓筒的彎扭組合實驗中，利用全橋接法測量彎曲切應(yīng)變的誤差原因進行了全面分析，指出測量誤差主要是由于電阻應(yīng)變花的敏感柵中心偏離中性軸所致

2、。關(guān)鍵詞：彎扭組合；彎曲切應(yīng)變；電阻應(yīng)變花；測量誤差。電阻應(yīng)變測量技術(shù)(簡稱電測法)是用電阻應(yīng)變片測量構(gòu)件表面的應(yīng)變，根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種實驗應(yīng)力分析方法，具有電阻應(yīng)變片的尺寸小、重量輕、安裝方便、一般不會干擾構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)、測量靈敏度與精度高等優(yōu)點，是工程實驗應(yīng)力分析中應(yīng)用最廣泛和最有效的手段之一。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，主應(yīng)力、與彎矩對應(yīng)的正應(yīng)變以及與扭矩對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變的測量結(jié)果均與理論值接近，誤差很小，而與剪力對應(yīng)的彎曲切應(yīng)變的測量結(jié)果與理論值相比誤差較大，高

3、達58％左右。圓筒的彎扭組合實驗裝置如圖1所示，圓筒的外徑D=40am，內(nèi)徑d=34mm，圓筒的材料為鋁合金，其E=70GPa，移=0．33。I—I橫截面處的外表面中性軸上的A、c點和上下邊緣的B、D點作為測量點，在每個測量點粘貼1個450一3直角應(yīng)變花。圓筒在測量點位置的展開圖以及各敏感柵的編號如圖2所示，其中每個應(yīng)變花中間的敏感柵沿圓筒的軸線方向。為了觀察實驗數(shù)據(jù)的線性情況，實驗采用等量逐級加載方式，載荷增量為△F=100N。與剪力對應(yīng)的彎曲切應(yīng)變利用A、C兩點的450和一4504個敏感柵(即

4、敏感柵1、3、7、9)組成如圖3所示的全橋電路進行測量，該橋路可消除扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變而僅保留彎曲切應(yīng)變，且擴大了輸出值，提高了實驗的測量精度。由以上分析可知，影響圓筒彎扭組合實驗中彎曲切應(yīng)變測量精度的主要因素是應(yīng)變花中45。和一450敏感柵的中心位置偏離測點引起的，由于敏感柵的中心不在中性軸上，敏感柵在記錄了扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變和彎曲切應(yīng)變的同時，還記錄了彎曲正應(yīng)變，并且在測量彎曲切應(yīng)變的全橋電路中得到疊加，放大了4倍。如果采用0。、450和一4503個敏感柵的中心重合的450一3直角應(yīng)變花(如中原電測儀廠生產(chǎn)的

5、BEl20—3CB型450一3直角應(yīng)變花)，自然消除彎曲正應(yīng)變引起的誤差，可大大減小實驗誤差。參考