机械工程测试技术三级项目

1、机械工程测试技术三级项目报告项目名称：悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试姓名：武浩、邱红祥、常思建指导教师：郑晓军日期：2014.4.12摘要通过实验1-6的学习实践，掌握了机械工程测试技术基本实 验方法。本实验是对基本测试方法的一次综合训练过程，通过对 具体所要测试机械装备的工作状态进行分析，了解要测试的对 象，最终确定测试实验方案以及选择要采用的仪器。通过此过程 了解静态、动态信号的采集及数据分析处理过程，熟悉从传感器 到计算机之间各仪器的连接、测试软件的使用和机械信号测试方 法。、八刖掌握构件在不同的动态力状态下，应变测量的方法。悬臂梁在电机的不同转速条件下偏置质量块产生动态力不同，在不同

2、转速条件下测出梁身动态应变与动态力（电机转速） 之间关系，根据实验三测得的应变片灵敏度准确得出在不同动态力下梁身发生的真实动态应变。在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要的问 题。研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。实验应力分析 的方法很多，有电测法、光测法、机械测量法等多种方法，其中 以电阻应变测量方法应用较为普遍。电阻应变测量方法是用电阻 应变片测定构件表面的应变，再根据应变应力关系确定构件表 面应力状态。工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的 应力，它具有较高的灵敏度和精度。由于输出的是电信号，易于 实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。电阻应变测量，可以 在高温

3、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外 还可以对动态应力进行测量。由于电阻应变片具有体积小、质量 轻、价格便宜的有点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性, 因此它应成为实验应力分析中应用最广的一种分析方法。实验过程一、实验仪器inv306g智能信号采集仪1台yd 28型动态电阻应变仪1台inv 6型多功能抗混滤波放大器1台dasp应用软件1套激振用微型直流电机16个计算机1台等强度梁15台直流电源15台dh5922型动态信号测试系统15台应变适调器15只测力架15台测力传感器15个二、应变片灵敏度测定的原理电阻应变片的应变灵敏度可表示为：ar/rsg=（ 3-1 ）因此只要对试件

4、施加一己知的固定载荷，计算出由此产生的 相应应变£ l,并间接测得此时粘贴在该试件上的应变片产生的 电阻变化率ar/r值，即可按（1）式求出相应电阻应变片的应 变灵敏度。ar/r值可按下式计算ar/r = syxsy（32 ）式中：sv在应变仪上人为设定的应变灵敏度，一般定 为：sy =2；仁对试件施加固定的已知应变丑时，静态电阻应变仪指 示应变。一般说来6与心之间有一定的区别，它们之间不一定相等，九 是由同一己知标准载荷在同一个试件上通过材料力学公式计算 所得到的理论值。将（2）式和乞代入（1）式即可得到s；。例如 在本实验中试件是等强度梁，乞可按下式计算：6pl£ l

5、=tebh2(3 3 )式中：p加在等强度梁（试件）上的标准载荷（n）；e 等强度梁材料的弹性模量,e二210gpaol 等强度梁的悬臂长(m)；h 等强度梁的壁厚(m)；b 等强度梁根部最大宽度(m)；将式(2)、式(3)代入式(1)：(3 4 )s；三、方案设计(b)全桥悬臂梁动态力作用下应变测试方法有两种：半桥和全桥(电路图分别如上)用两片组半桥方案简单，但不能消除由于载荷偏心产生的附加弯 矩影响，全桥很好的弥补了这个缺点，并且灵敏度高、桥臂系数 大，故采用全桥。四、实验结果数据记录转速项目最小最大频率(hz)2.2v10.711.89.82.8v41.442.412.73.2v54.3

6、54.613.71.8v11.612.87.8五、分析说明与结论1、随电压增大，测得转速也增大；2、随电压增大，转速提高，动态力增大，则振幅也逐渐递增;3、通过对实验的操作，当电压超过某个值时，使电机震动频 率与悬臂梁固有频率相等，震动最剧烈，当电压继续增人，采样 出现失真。项目总结一、主要工作：首先按照电路图正确组桥，对电机供入不同电压，从而使电 机输出不同转速，在不同转速下测得悬臂梁发生的应变不同；通 过电脑显示采集的数据，进行试验记录；得出梁身动应变与动态 应力的关系。二、心得感受：通过这次三级项目的分析以及整个完成的过程，让我们组的 成员深入的理解了如何将从课本上所学的理论知识应用于解决 生活实际问题的方法和理论，使学习由纸上谈兵提高到了学以致 用的高度，为以后的工作中解决工程实际问题做好铺垫。由于此 次项目是班内分组完成，在大