测试技术三级项目(共13页)

1、测试(csh)技术三级项目项目名称：悬臂梁在动态力作用(zuyng)下梁身应变测试姓 名： 莫琛、周均博、潘一鑫 指导(zhdo)教师： 董荣梅 日 期： 2014/4/3 摘要(zhiyo)动态应变与静态应变测量基本原理相同，但由于动态应变随时间(shjin)而发生变化，因此必须采用记录器，同时对应变仪有不同要求，对记录下的应变过程，要用适当方法进行处理。其中加载装置为一受动载荷激振的等强度梁，在梁的中部有偏心质量作用的可调整转速的小型马达(md)，上于偏心力作用，在梁的垂直方向上，受到一个按正弦规律变化的动载荷。此时梁上应变变化亦按正弦规律发生变化，其频率与马达转速相同，当马达转速接近梁的

2、固有频率时，可得较大的振幅与应变。关键字：动态应变、垂直方向、固有频率前言(qin yn)研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。实验应力分析是用实验方法(fngf)来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。本实验主要是利用电测法。电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，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。

3、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、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、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量。本实验为悬臂梁的应变测量，所谓的悬臂梁，即一端固定(gdng)，另一端可以动的弹性元件。应变是描述一点处变形程度的力学量，它是由载荷

4、、温度、湿度等因素引起的物体局部的相对变形，主要有线应变和切应变两类。电阻应变片是一种将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。 本实验使用的方法(fngf)为电测法，通过改变(gibin)电动马达转速改变悬臂梁所受的力，使之发生不同的形变，用电阻应变片作为传感器，将微小的形变这个非电学量转换成电学量电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。本实验要求掌握悬臂梁在不同动态力状态下，应变测量的方法。在梁的一端固定一电动机，电动机在不同转速下对梁造成动态力，从而使梁产生应变。掌握DH-5922动态信号测试测试方法，利用动态应变测量实验程序在计算机上观察采集的信号。观察实验过程中动态应变片全桥路的应力信

5、号。实验中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。研究(ynji)报告本次实验主要目的(md)在于了解(lioji)测量动应变的测量方法。结构在承受动载作用或强迫振动时，结构上各点的应变随时间改变而变化，这种应变成为动应变。例如：汽车在行驶中，机床在加工时，其上面的许多构件及部件都承受着动载荷的作用，它们所产生的应变是动应变。在电阻应变测量中，动态应变测量与静态应变测量不同。静态应变不随时间变化，可以直接读取或

6、将数据打印出来。而动态应变随时间改变而发生变化，必须通过记录仪器进行实时记录或存储，然后进行信号处理。动态应变不但要测量其应变幅值，还要测量其随时间的变化规律，或者测量其变化频率。不失真地记录动态应变是保证测量精度的基础。在电阻应变测量技术中，动态应变与静态应变的测量基本相同，只是测量系统有差异。由于被测应变的频率不同，各种动态应变记录仪器的频率适用范围都有限制，因此应根据动应变频率范围选择合适的仪器，除此之外还需考虑仪器之间的阻抗匹配以及数据处理方式。本次实验装置是由加载装置、动态应变测试系统以及计算机三部分组成。在悬臂振动梁上安装一个带有偏心(pinxn)质量块的可调速小马达，如欲测量其某

7、截面在振动过程中的应变，可根据需要在梁截面的上下表面沿轴线分别贴上应变计，当启动马达时，由于偏心质量块的旋转所产生的离心力作用，使简支梁发生振动，在梁的垂直方向上产生了一个按正弦规律变化的周期性动载荷。逐渐提高马达的转速，当马达的转速接近梁的固有频率时，梁产生共振，此时梁及梁上测点将产生较大的振幅和动应变。将机械应变信号通过电桥盒输入动态应变测试系统，再通过计算机对信号进行分析和处理。在开始测量前，首先进行标定，它由动态电阻应变仪（或动态应变测试系统）给出一个标准应变0，在分析（或记录(jl)系统）系统显示屏上得到标准应变的幅高H1、H2。在测量后，应再次标定，这样在动应变(yngbin)曲线

8、后，又可得一标定值H3、H4。在进行动态应变曲线分析时，就以此为标准尺度来确定被测动态应变之振幅（动态应变测试系统可直接在曲线上直接读出瞬时应变值。）。其最大最小动态应变dmax、dmin计算公式为：K仪/2K片下面(xi mian)简单介绍一下电阻(dinz)应变片和电压(diny)全桥的工作原理：1、电阻应变片工作原理实验表明，绝大数金属丝受到拉伸（或缩短）时，电阻值会增大(zn d)（或减小），这种现象叫电阻应变效应。由物理学可知，长度为L，截面积为A和电阻率为的均匀(jnyn)金属丝，其电阻值R由下式给出： （1）当金属丝受到轴向拉伸（或压缩(y su)）时，其电阻值R的变化为 （2）

9、其中：K 为电阻应变片的灵敏系数，为被测量材料的应变 2电压全桥工作原理在本实验中，当试件产生动应变时，在所须测量点贴上应变片，正反两面两片，接成全桥电路，这样，应变的大小就会体现在应变片的电阻改变量上，后者又体现在全桥电路的输出电压上，于是，测量电桥的输出电压经过换算就可以得到应变的大小。全桥接线图全桥法测的梁身动应变与动态力（转速）实验(shyn)结果如下：转速最大应变最小应变39612.134-9.51958527.538-28.55668750.354-49.337726138.274-135.803由上表可以看出梁身的最大应变和最小应变在数值(shz)上基本相等，随着动态力的增加其应

10、变值也在增加。结论(jiln)本项目主要是掌握在不同的动态力状态下，应变测量的方法，所做的工作主要有全桥的连接，对马达转速的测试(csh)，以及通过计算机和DASP软件(run jin)对动态测试号的测试输出等来得出实验结果。同时在项目的过程中我们也深有感触，现总结如下：通过本次三级项目，我们组的成员都掌握了一定的实验设计基础和实验操作能力，都有相当的学习收获。在实验前期准备阶段，我们小组成员总是聚到一起进行实验方案设计讨论，研究过各种各样的方案设计，并都加紧了书本知识的温习，大家一起相互交流学习，除了扎实了老师在课堂上给我们介绍的理论知识，更是增进了我们同学之间的友谊，在这种浓烈的学习氛围之

11、中大家的学习热情都十分高涨。在前几次的实验过程中，我们小组的成员就已经提前开始关注各种实验方案的设计，对每个实验都会投入一定的思考，尤其是我们组进行的应变片的实际应用的实验，我们除了对电桥的工作原理及桥臂连接方式进行了较为深入的研究，在课堂上也是特别关注这方面的理论知识，我们组员之间都相互督促，将这方面的理论知识掌握得十分牢固，对于应变片的工作原理也是十分熟悉，因为我们知道，只有完全的准备才能让我们在项目中做得更好。在项目过程中，我们首先要感谢的实验老师给我们提供的种种帮助，在实验原理讲解方面老师十分尽职尽责的为我们讲解了电桥的连接方式，并启发我们该如何连接桥臂，如何才能抵消某个方向上的力的影

12、响，如何才能单一准确的测量出水平或者竖直方向上的转动力(dngl)所引起的应变大小。除此之外，出于对学生负责的角度，老师还为我们讲解了实验中所应用的各种仪器的原理、灵敏度、安全须知等等。在实验指导老师的帮助与提示下，我们最终选定了我们自己的实验方案。在实验过程中，我们小组成员分工明确，不断相互沟通，配合默契，每个人都时刻牢记自己的职责，快速高效的完成了实验，获得了相对准确有效的数据，可以说这是一次比较成功的实验。在实验的后期处理中，我们小组的成员对于数据处理的理解继大学物理实验之后达到了人生中的最高峰，不再是为了算出结果而算结果，而是明确了自己的实验目的以及数据处理的针对性，相比我们以前所做的实验及项目(xingm)有了很大的提高与进步，更加端正了我们的实验及项目态度，让我们每个人都有了不可估量的收获。最后，还是要感谢董荣梅董老师，为我们孜孜不倦的讲解书本知识，并亲自参加观摩我们班的实验课程，工作认真负责，平时待人和善、平易近人，给了全班同学很大的信心和鼓励。总的来说，我们小组的每个成员都在这次的三级项目中收获了很多东西，学习到了很多重要的理论