应变片在测量中的布片组桥方法

1、应变片在测量中的布片组桥方法 课程名称:机械工程测试技术 所在学院:车辆与能源学院 所在班级:车辆工程12-1班 小组成员:常浩 孙庆杰 马世辰 指导教师:刘丰 2015年4月一、摘要悬臂梁在多种外力的共同作用下产生复合变形时，研究如何只测量其中某单一应变成分，排除其它应变量的影响。在已完成实验1-6的基础上，注重学习实际测量中布片组桥技术的具体应用。将电阻应变电桥的和差特性应用于实际测量中，可以对受几种形式（拉伸/压缩、弯曲、扭转等）的力共同作用而产生复合应力/应变的试件，做到只测量其中某一应力/应变值而排除其它不需要测量的应力/应变成分干扰。这需要对被测量构件的受力状态做具体分析，正确地布

2、片与组桥。本实验利用拉压弯扭实验装置研究如何针对具体受力情况进行测量和分析。通过布片组桥测得物体在受外载荷作用下的变形。二、前言本次三级项目针对实际结构的变量测试开展，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信号的采集及数据分析处理过程，熟悉从传感器到采集仪器之间的连接以及机械信号测试方法。通过该项目的实施，可以加深对测试基础知识的理解，并初步具备运用所学知识进行中等复杂程度测试系统设计与实施的能力，相关标准、手册的查阅能力等，锻炼和提高交流和表达能力以及团队合作能力，培养责任感和职业道德。拉压弯扭复合应力载荷

3、的组桥贴片实验目的在于掌握在不同的受力状态下，应变测量时的布片和组桥方法；在多种外力共同作用下产生复合变形时，研究如何只测量某单一应变成分，排除其他应变量的影响；注重学习实际测量中布片组桥技术的具体应用。三、实验原理由电阻应变电桥的和差特性可知：电桥相对两臂有增量时，电桥输出反映两臂相加的结果；而相邻两臂有增量时，电桥输出则反映两臂相减的结果，将这一原理应用于实际测量中，可以对受几种形式（拉伸/压缩、弯曲、扭转等）的力共同作用而产生复合应力/应变的试件，做到只测量其中某一应力/应变值而排除其它不需要测量的应力/应变成分干扰。这需要对被测量构件的受力状态做具体分析，正确地布片与组桥，以达到只测取

4、单一应变成分之目的。实验装置如下：1、只测拉伸/压缩应变排除弯曲和扭转的应变的影响在扭矩Mn作用下，平行于和垂直于构件轴线方向上的正应力均为零，所以应变片 感受到的扭转应变均为零；在三种载荷共同作用下， 感受到的拉伸应变为 ,弯曲应变为 ； 感受到的拉伸应变为 - ,弯曲应变在扭矩 作用下，平行于和垂直于构件轴线方向上的正应力均为零，所以应变片 感受到的扭转应变均为零；在三种载荷共同作用下， 感受到的拉伸应变为 ,弯曲应变为 ； 感受到的拉伸应变为- ,弯曲应变为 。其中 在弯曲变形的构件中性层处发生，中性层上部与下部的 在 内部抵消，因此 =0。从应变仪得到的应变读书为： = ( ) - +

5、 - = 2 ( 1+ ) 真实应变为 4321RRRR和、31RR 和pw42RR 和pnM4321RRRR和、31RR 和pw42RR 和pw42R和Rw)(wpwp)(wp)(wpp)1 (2p 2、只测弯曲应变排除拉伸/压缩和扭转载荷的影响 扭矩的作用与前一步实验情况相同，其扭转变形在这里同样为零；在三种载荷共同作用下， 和 感受到的弯曲应变为 ，拉伸应变为 。从应变仪测到的应变读数为：真实应变为：1R3Rwpp2)(ww）（2w 3、只测扭转应变排除拉伸压缩和弯曲载荷的影响 在三种载荷共同作用下， 和 感受到的扭转应变为 ，拉伸应变为 ，弯曲应变 。从应变仪得到的应变读数为：真实应变

6、为：765RRR、8Rnwnpnpnpnpn4)()()(wwww）（4n四、实验器材静态应变仪 1台 连接导线条 8条拉/压弯扭实验装置 1台 砝码（5kg) 6个五、实验内容及步骤 1、只测拉伸/压缩应变排除弯曲和扭转应变的影响在实验装置中选取平行于和垂直于构件轴线方向布置的应变片，按全桥组桥接线。将应变仪调零后，先对实验装置施加要测量的拉伸/压缩载荷，记下此时应变值。然后将非测量的弯曲和扭转载荷顺序加载和卸载，记录应变值的变化。然后每种载荷再按10N重复上述过程三次，并记录实验结果。2、只测弯曲应变排除拉伸/压缩和扭转载荷的影响在实验装置中选取平行于构件轴线方向布置的应变片，按半桥组桥接

7、线。将应变仪调零后，先对实验装置施加要测量的弯曲载荷，记下此时应变值。然后将非测量的拉伸/压缩和扭转载荷顺序加载和卸载，记录应变值的变化。然后每种载荷再按10N重复上述过程三次，并记录实验结果。3、只测扭转应变排除拉伸/压缩和弯曲载荷的影响在实验装置中选取与构件轴线方向成方向布置的应变片，按全桥组桥接线。将应变仪调零后，先对实验装置施加要测量的扭转载荷，记下此时应变值。然后将非测量的拉伸/压缩和弯曲载荷顺序加载和卸载，记录应变值的变化。然后每种载荷再按10N重复上述过程三次，并记录实验结果。六、数据记录 桥路图 应变片编号 应变读数（） 桥臂系数 拉 弯 扭拉伸 全桥 1、2、3、4 3031

8、 30 2（+1） 6765 66弯曲 半桥 1、3 1722 22 2 4148 46扭转 全桥 5、6、7、8 6973 704 141142 141七、分析说明与结论分析在不同的布片、组桥方案下各观测值之间的关系。1、测拉伸/压缩时：1、2、3、4组成全桥，应变,当拉伸处放一个砝码时，读一应变读数，加载弯矩，扭矩后，拉伸基本不变；当拉伸放两个砝码时，应变读数加倍，加载弯矩、扭矩后，拉伸基本不变。2、测弯矩时:1、3组成半桥，应变，当弯曲处放一个砝码时，读一应变读数，加载拉伸、扭矩后，弯曲应变基本不变；当弯曲处放两个砝码时，应变读数加倍，加载拉伸、扭矩后，弯曲应变基本不变。3、测扭转时，5

9、、6、7、8组成全桥，应变，当扭矩处放一个砝码时，读一应变读数，加载拉伸、弯曲后，扭转应变基本不变，当扭矩处放两个砝码时，应变读数加倍，加载拉伸、弯曲后，扭转应变基本不变。八、总结通过该项目，让我们加深对测试基础知识的理解，所学知识进行中等复杂程度测试系统设计与实施的能力初步具备运用，锻炼了我们相关标准、手册的查阅能力等，引导了我们积极思考、主动学习，锻炼和提高我们的交流、沟通和表达能力以及团队合作能力，培养了我们的责任感和职业道德。通过此次测试技术三级项目，我们深入的了解了布片组桥的实际应用，把课本上学习的知识应用到实践中。我们亲手体验了布片组桥，换了好几种方法，同组同学之间互相讨论，最终确定了最佳的布片组桥方法，使测量得