应变电测实验练习题4分析题

1、第四部分：综合分析题TTp图1R1R21、已知图所示薄壁圆筒受内压p和扭矩T作用，其平均直径D，壁厚t(<D/10)，弹性模量E，泊松比n 均已知，在圆筒外壁沿轴向和周向粘贴两垂直应变片R1和R2，若另外再给两个不受力的补偿片R3和R4，试给出：1)全桥接法测量内压p的接桥电路。2)p与测量值ed的理论关系。3)如果想用半桥测量扭矩T大小，该如何贴片和接桥，并给出相关求解公式。【提示】：1)布片图如下左图2)，3)沿与轴线夹布片R1和R2(R1沿-45o方向)，接半桥(图右)所示) ，R2RR1ABDCR2R1ABDCR3R4图1a)12R图1b)b图2 ahhF1R1F2R2R3R42

2、、如图所示矩形截面悬臂梁，材料弹性模量E已知，自由端受横向力F1和轴向力F2共同作用，梁上粘贴4个水平方向应变片，已知相关几何参数梁高h，宽b，两处距离a，试给出：1)用全桥接法给出测量F1的接桥电路及相应求解过程。2)如另外增加两个补偿片R5和R6，给出测量F2的接桥电路及相应的求解过程。【提示】：1)桥路如图2a所示。 2)取R1、R3(或R2、R4)与R5、R6按图2b)接桥R3R1ABDCR5R6图2b)R2BR1 CAR3R4D3、上题中如果只用一个应变片测量F1，试给出布片方案和计算公式。【提示】：1)在梁任意界面h/2(中性层)处沿45o方向布片。 2)4、给出电测法求图示梁端面

3、A转角的布片方案和接桥电路，并给出转角表达式。hFlA【提示】：1)在梁上下表面任意位置沿纵向各布一个应变片，将两个应变片按标准半桥接桥。2)5、弯扭组合实验装置及应变计分布如图所示。A、B两点各粘贴一个45o3应变花，其中R2、R5沿轴线方向，将A点R3和B点R4应变计分别接1/4桥，测得其应变值分别为及，试给出扭矩和剪力分别产生的横截面切应力的计算公式(已知材料的E、n)。R1FABABAR3BR4R6R2R5【提示】：1)2) 6、如下图所示结构，承受载荷F作用，横梁AC用工字钢制成，其截面高度为h，面积为A，抗弯模量为W。斜撑杆BG为空心圆管，其外径为D，内径为d，横梁及斜撑杆的弹性模

4、量均为E，泊松比均为。试做下列分析计算：（1）要求用应变电测的方法测量横梁截面H-H上的弯矩、轴力及斜撑杆的轴力。试确定贴片与接桥方案，并建立计算公式。要求采用测量精度较高且简单的方法。（2）如测横梁截面H-H上的剪力，试确定贴片位置并画出接桥方式？（可不建立计算公式） 【提示】：（1）H-H上的弯矩、轴力及斜撑杆的轴力布片和接桥方式如下图1所示。图1（a）测H-H上的弯矩H-H上的弯矩由三部分组成：竖向荷载P引起的MP；斜撑杆推力在竖直方向的分力N1引起的MN1；斜撑杆推力在水平方向的分力N2引起的MN2。总弯矩用M表示。H-H上的轴力由斜撑杆推力在水平方向的分力N2。按图中接桥方式（a）进

5、行测量，则由材料力学知识，弯矩（b）测H-H上的轴力按图中接桥方式（b）进行测量，则由材料力学知识，轴力（c）测斜撑杆轴力按接桥方式（c）进行测量，则则斜撑杆的轴力为也可不用补偿片，采用两纵两横的贴片方式，分别串联再接为邻桥，计算方法不再介绍。 （2）测横梁截面H-H上的剪力图2在H-H截面中性轴贴一450应变花，分别将每个应变计和补偿片以半桥连接，如图2所示。由此可测出每个方向的应变值，进而可计算出此处的主应力大小和方向，再根据公式可求出，而因此 7、设计与计算欲设计一个实心的柱式压力传感器，要求最大能测量800kN的力。弹性元件材料为40Cr，其屈服强度为800MPa，安全系数取2.0，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3。试确定传感器的形状和尺寸（要求有计算过程）、贴片和接桥方式。并计算其灵敏度。 【提示】（1）形状和尺寸确定采用圆柱形，考虑2.0的安全系数，传感器应能承受1600KN的力，则所需截面积为半径为 （2）布片和接桥方式布片方式如图3所示。图3将1、2应变计串联，3、4应变计串联，再将两个桥臂按半桥接在相邻桥臂。这样既可消除偏心受压产生的弯矩的影响，