实验力学实验

实验力学实验第1页，课件共55页，创作于2023年2月第2页，课件共55页，创作于2023年2月实验2电阻应变片的灵敏系数测定(方案一)一、实验目的1．进一步了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变之间的关系。2．掌握电阻应变片灵敏系数的测定方法。二、实验原理电阻应变片粘贴在试件上受应变ε时，其电阻产生的相对变化与ε之间有下列关系：第3页，课件共55页，创作于2023年2月第4页，课件共55页，创作于2023年2月第5页，课件共55页，创作于2023年2月四、实验步骤五、实验报告要求三、实验仪器、设备1．等强度梁和加载装置，温度补偿块，补偿块上已在实验1时粘贴了应变片并接线2．挠度计、带有千分表。3，电阻应变仪。第6页，课件共55页，创作于2023年2月实验3电阻应变片横向效应系数测定(方案一)一、实验目的1．学会一种测定电阻变片横向效应系数的方法2．练习使用静态电阻应变仪和预调平衡二、实验仪器和设备贴有应变片的等强度梁，补偿块及加裁装置。静态电阻应变仪(yJ—5)和预调平衡箱。第7页，课件共55页，创作于2023年2月第8页，课件共55页，创作于2023年2月第9页，课件共55页，创作于2023年2月第10页，课件共55页，创作于2023年2月第11页，课件共55页，创作于2023年2月一、实验目的I。掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点应变测2．学会电阻应变片半桥、全桥接法。二、实验仪器、设备1．等强度梁装置，连加载砧码。2．应变片，在等强度梁上下表面粘贴四枚，在补偿块实验4电阻应变片在电桥中的接法(方案一)三、实验原理与方法。电阻应变仪电桥输出U与各桥臂应变片的指示应变ε有下列关系：第12页，课件共55页，创作于2023年2月四、实验步骤分别按图4—2所示各种接法接成桥路。第13页，课件共55页，创作于2023年2月五、实验报告要求；1．讨论应变片各种接桥法，比较其优缺点。2．按实验步骤完成实验，并整理各种接法的实验数据。第14页，课件共55页，创作于2023年2月实验6电阻应变花和静载荷下多点应变测量一、实验目的1．掌握多点静态应变测量技术。2．学会用电阻应变花方法求解主应变和主方向。二、实验仪器和设备1．等强度梁装置连加载砝码。2．应变片在等强度梁上粘贴成电阻应变花如图6—1所示，在补偿块上粘贴2片温度补偿应变片。(巳由实验1完成）。3．电阻应变仪及预调平衡箱。三、实验方法与步骤用电阻应变仪和预调平衡箱，将等强度梁上两组电阻应变花与补偿块上温度补偿应变片接成半桥，预调平衡箱上用AB接测量应变片，BC接补偿应变片，预调零点后，在10公斤载荷下测量应变，加卸载三次，分别记录各应变片初读数和未读数，按表6—1整理数极，并根据应变花计算公式计算主应变。第15页，课件共55页，创作于2023年2月第16页，课件共55页，创作于2023年2月四、实验报告要求1．按材料弹性模星E＝2.10xl06kg／cm2，计算等强度梁在10公斤载荷下纵向表面应变值。2．将电四应变花测量数据计算主应变和主方向，与计算纵向应变值比较，并讨论电阻应变花测量结果。附主应变及主方向计算公式，第17页，课件共55页，创作于2023年2月一、实验目的1，了解旋转构件动态应变的测量方法。2．熟悉集流器的使用；接线方法。3．对动态应变曲线进行分析。实验8旋转轴的动态应变测量第18页，课件共55页，创作于2023年2月二、概述在研究机械强度时，往往要求机械在旋转运动时进行应变测量，例如汽轮机的叶片、柴油机的曲轴、水轮机的大轴、拖拉机的动力输出轴等。因为在运动中测量所得的应变直接反映了工作真实情况，特别是对于一些载荷分析不太清楚的机械更具有实际意义。旋转运动构件的应变测量其主要问题是应变信号的传递，因为应变片粘贴在构件上与构件一块旋转，而应变仪是静止不动的，如果导线直接与应变仪连接会被绞断，必须采用无线电应变遥测装置或在旋转构件与应变仪之间设置—连接器，此连接器可使导线既不被绞断又能很好传递应变信号，被称为集流器(或引电器)。集流器是由二部分组成，一部分与应变片的引出线连接，随构件转动，称为转子。另一部分与应变仪导线连接，静止不动，称为定子。转子与定子能够相对运动，而又能传递应变片转换的电信号。集流器按工作原理、结构及其使用材料分有下列四种，1．拉线式集流器2．电刷式集流器。3．水银集流器。4．感应式集流器。前三种是利用转子与定子第19页，课件共55页，创作于2023年2月滑动接触来传递应变信号，称为接触式集流器，第四种是利用电磁感应来传递应变信号，称为无接触式集流器。图8—I中所示为上述四种集流器工作原理简图。为了保证旋转构件的应变测量，集流器应满足下列性能要求；1．集流器转子与定子之间接触电阻要求小而稳定，因为集流器是串接在应变片与应变仪之间的测量线路内，其接触电阻直接影响测量结果，由于应变片在应变测量时电因变化很小，因此要求集流器的接触电阻更小，并且在测量过程中接触电阻稳定不变，否则在应变测量时，在应变波形曲线上出现无规则的毛刺，产生所谓噪声信号，如噪声信号过大，则无法测得正确的应变值。2．要求集流器在工作时摩擦升温小，由于摩擦升温造成元件之间温差，在测量线路中产生热电势，造成测量误差及增加噪声信号。3．集流器各通道及地之间要有良好绝缘电阻，以免泄漏电阻并入，导致测量误差，一般要求绝缘电阻大于200兆欧。第20页，课件共55页，创作于2023年2月第21页，课件共55页，创作于2023年2月第22页，课件共55页，创作于2023年2月第23页，课件共55页，创作于2023年2月第24页，课件共55页，创作于2023年2月4．集流器的体积要小，能安装在被测构件允许空间位置上，同时能承受出于工作时所产生温度及振动等影响。5．工作寿命长，使用安全，对有意材料(如水银等)要采取防护措施。目前国内外已成功的制造了各种性能良好的集流器，使用最多的为5h刷式集流器，它是利用电刷(含银石墨，80﹪的银与20﹪的石墨)和银环的滑动接触来传递应变信气它和电动机中电刷作用相仿，所不同的是它的接触电阻要小将色可使x1在每分钟4万转速的旋转构件应变测量中。三、实验装置旋转抽的动态应变实验绽设如图8—2所示，由1．电动机。2．轴承支座、砝码、杠杆等组成加载装置。3．试件(圆轴)。4．电励式集流器。5．动态应变仪(y6D2或Y5D2等)。6．记录器(阴极射线示被器sBl4或光线示波器sGl6或5G10等)。在试件中部上下对称沿轴线方向各贴一应变片，试件在与轴承配合的部位开有凹槽，应变片的引线可通过此凹槽与第25页，课件共55页，创作于2023年2月第26页，课件共55页，创作于2023年2月集流器的接线盘连接，每一引线与集流器的一个通道相接。通过杠杆及轴承支座，硷码载荷p传递到试件上，使试件中段受有等孪矩A4＝音j，因此在如图8—2位置时，应变片的应变数值为最大s＝7入i，在上面的应变片Rn为负应变，下面的应密片R：为正应变。电动机转动时试件随着转动，但因防码P力方向始终向下，因此试件上应变片的应变发生变化，当应变片在弯曲中性层位置时，其应变为零，如果上面应变片转到下面位置时，其应变变为正，原下面应变片的应变则反之，应变变化规律为一正弦曲线。应变片的应变信号通过电刷集流器传递到动态应变仪，然后由记录仪记录下应变波形进行分析。四、实验方法与步骤L按图8—3方式将应变片进行半桥接执上下购应变片“迎过把应的集梳器通道分别接在电桥盒1和2及2和3的接线杖之间，同时接线柱1和5、3和7、4和8分别短接，应变片采用这种接桥方式可取得较大的应变信号，仪器所得的应变读数值为每一应变片的应坐值的二倍。第27页，课件共55页，创作于2023年2月2．接桥后，将电桥盒的五芯捅头插入动态电阻应变仪后面板的电桥插座内，接通电阻应变仪的电源。转动试件使应变片置于弯朗中性层位置，分别调节电阻平衡相电容平衡旋钮，使电桥盒所接入的通迟的电阻和电容平衡。＜平衡润疗方法可参见实验7动态应变测量)3．预调平衡后，持输出线一‘端的二芯插头插入后面板的输出插口中，另一端接线叉按正负分别接到阴极射线示被器(sN4)的Y轴直流输入相接地两接线柱上。第28页，课件共55页，创作于2023年2月4．接通阴极射线示枝器电源，调节x轴与v铀位移脑钮，使光点在示波器屏幕小心的位置上。将x轴放在连续位置上，适当调节x钠和Y馅增幅大小及x袖扫描速度。5．在试件末加载时，开动电功机，如果集流器的性能良好，这时阴极射线示放器屏幕上将出现—“条光滑的线条。增加电动机的转速，如转速超过案流器允许工作转速时，则扫描线条上特有毛刺出现，观察这一现象，并记录下此时电动机酌转速。6．给试件加上适当的载荷，并将电动机转速调到集流器允转速范围内，开动电动机，阴极射线示波器的屏幕将出现一条正弦曲线，其振幅即为应变片的最大应变值的二佰。7．停止电动机并卸去载荷后，将应变片转到弯曲中性层位置，重新预调电阻和电容平衙。8．将应变仪的输出线一端的接线叉从阴极射线示被器上卸下，按正负分别按到光线示波器(sGl6、sGlo等)相应的输入接线柱上。9．根据应变的频率及应变仪输出电流的大小，选择合适的振于。lo．采用与实验7动态应变测旦中光线示波相同操作方法，接通光线示波器的电源，将超高压水银灯点亮，调节振子的位置，选择合适的标定值及衰减档。11．记录下标定线后，根据被测应变频率(即电动机转速)，调正记录纸行走速度，试件加载及开动电机底开始拍摄，即可得到一正弦应变曲线。第29页，课件共55页，创作于2023年2月五、实验报告要求1．简述旋转运动构件的应变测量方法。2．叙述集流器的工作原理，及其使用和接线方法。3．根据记录下的应变曲线进行分析，确定试件的最大应变值及应变频串。4．参考下列问题进行讨论：(1)如何评定集流器的工作性能7集流器作一评价？第30页，课件共55页，创作于2023年2月一、实验目的1．了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪的使用方法。2．观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。二、基本原理概述光弹性实验所使用的仪器为光弹性仪一般由光源(包括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图如图14-1，国产409—II型光弹性仪的外形如图14-2。实验14光弹性实验方法观察实验第31页，课件共55页，创作于2023年2月409_II型平面偏振光弹仪图14-2国产409—II型光弹性仪的外形图第32页，课件共55页，创作于2023年2月光弹性实验中最基木的装置是平面偏振光装置，它主要由光源和一对偏振镜组成，靠近光源的一块称为起偏镜，另一块称为检偏镜，如图14-3所示。当两偏振镜钠正交时形成暗场，通常调整一块偏振镜轴为坚直方向，另—块水平方向。当两偏振镜铀互相平行时，则呈亮场。第33页，课件共55页，创作于2023年2月平面偏振光装置A：光源C：准直镜P1：起偏镜M：受力架和模型P2：分析镜L1：视场镜L2：成象透镜S：光屏ACP1MSP2L1L2图14-3平面偏振光装置第34页，课件共55页，创作于2023年2月圆偏振光装置ACP1MSP2L1L2Q1Q2A：光源C：准直镜P1：起偏镜

Q1：1/4波片M：受力架和模型

Q2：1/4波片P2：分析镜L1：视场镜L2：成象透镜S：光屏第35页，课件共55页，创作于2023年2月等色线条纹和等倾线条纹明场和暗场在平面偏振光场中的条纹在圆偏振光场中的条纹第36页，课件共55页，创作于2023年2月明场和暗场P1P2明场P1P2暗场P1：起偏镜P2：分析镜第37页，课件共55页，创作于2023年2月在平面偏振光场中的条纹P1：起偏镜P2：分析镜M：模型P1P2M12通过M后，分解成沿1和2的两束

波之间产生相位差通过P2后的光波的光强是：等色线条纹满足:等倾线条纹满足:通过P1后的平面偏振光振动方程是：第38页，课件共55页，创作于2023年2月在圆偏振光场中的条纹P1：起偏镜P2：分析镜M：受力模型Q1和Q2：1/