材料力学实验室6253说明书解读.docx

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1、SINOCERA?YE6253 材料力学实验系统说明书江苏联能电子技术有限公司目录一、YE6253实验系统简介 2二、YE6253实验系统组成 2三、实验内容7实验一、材料弹性常数 E、w测定 7实验二、夹层梁弯曲正应力实验9实验三、叠梁三点弯曲正应力实验 11实验四、叠梁悬臂弯曲正应力实验 13实验五、等强度梁弯曲正应力实验 15实验六、测三点弯曲梁的挠度和转角 17实验七、梁三点弯曲验证位移互等定理 19实验八、 梁悬臂弯曲验证位移互等定理、 测定静不定梁铰支处支反力 - 21实验九、偏心拉伸（拉、弯组合）内力素测定实验 24实验十、薄壁圆筒受弯、扭组合载荷时内力素测定 28实验十一、薄壁

2、圆筒受内压、弯、扭组合载荷时内力素测定（ 选做 ）- 33实验十二、薄壁圆筒弯扭组合主应力测定 34实验十三、偏轴拉伸试验玻璃钢切变模量测定 36实验十四、压杆稳定性实验 394、 安装使用及注意事项415、 装箱明细表42一、YE6253实验系统简介E6253多功能材料力学实验系统是我公司和华中科技大学国家力学示范中心联合开发的针对高校材料力学实验课程的系统。该系统内容覆盖高校材料力学实验课程，紧扣高校教学实验主题，采用同一加载装置，积木式组合设计思想，台式结构，体积小，使用方便。11二、YE6253实验系统组成YE6253材料力学组合实验台架YE2538A静态应变仪（带力显示窗口）YE62

3、53软件三、实验内容实验一材料弹性常数E、w测定一、实验目的1 .测定材料的弹性模量 E和泊松比科。2 .验证胡克定律。3 .学习电测法原理和多点测量技术。二、原理和方法应变测量采用多点1/4桥公共补偿法。为减少误差，也为了验证胡克定律，采用等量增载法，加 载五次。即Fi = F0 + i AF （i = 1,2,5）,末级载荷F5不应使应力超出材料的比例极限。初载荷F0时将各电桥调平衡，每次加载后记录各点应变值。计算两纵向应变平均值4和两横向应变（i-i）,平均值2i ,按最小二乘法计算E和(1-2)图1-1三、试验步骤1 .打开应变仪电源，预热。2 .试验台换上拉伸夹具，将力传感器上下位置

4、调整合适，安装试样。3 .接线将力传感器的红、蓝、白、绿四线依次接在测力专用通道（0通道）的A、日C和D端。按多点1/4桥公共补偿法对各测量片接线，即将试样上的应变片分别接在所选通道的A、B端。所选通道B、B间的连接片均应连上。将补偿片接在补偿 1 （或2）的接线端子上。4 .设置参数根据接线的方式设置应变仪的参数，包括力传感器的校正系数，各通道的组桥方式、应变片的灵 敏系数和阻值等。载荷限值设置为1600N。5 .平衡各通道电桥使试样处于完全不受载状态。按 、BAL键，再依次按各通道（包括 0通道）对应的数字键。 仪器依次显示各通道的初始不平衡量，并将该值存贮在仪器内。6 .测量按MEAS键

5、，再缓慢加载，力显示屏数字从0开始不断增加。每增加 300NI,就暂停加载，依次按各（应变通道对应的）数字键，右屏上就依次显示各点应变值，记录之。共加载五级，然后卸载。 重复5, 6两步骤，共测量三次。数据以表格形式记录。四、实验结果及分析将三组数据分别按表1-1作初步处理，从而找出线性关系最好的一组。 再用这组数据按公式（1-1） 和（1-2）计算E、科，计算步骤列表示出（参考表1-2）表1-1ii A F(N)纵向应变（）横向应变（）*11iz 12i平均,口 Mz 21iz 22i平均每 2iE00000/000/1300260039004120051500b=24mmt=1.9mmA

6、F=300Ni2 iI （人）S2i（氏）9 （ 收 ）豆（气）12345Z/1i 1 2i2i；2i =；表1-21i实验二 夹层梁纯弯曲正应力实验一、实验目的1 .测定夹层梁纯弯段应变、应力分布规律，为建立理论计算模型提供实验依据；将实测值与理论 计算结果进行比较。2 .通过实验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解，培养思维能力。3 .学习多点测量技术。二、夹层梁的结构、尺寸和纯弯曲加载方式夹层梁的结构、尺寸和纯弯曲加载方式如图所示。梁的上、下层是45号钢条，它们的厚度相同,中层是铝合金，三层用螺栓紧固，锥销定位。在梁的上、下表面各粘贴两枚应变片，以检查载荷是否 偏斜，一个侧面上等间距地粘贴

7、五枚应变片。它们的编号如侧视图所示。副梁FC.tF加载器上的压辐口目口口a=130mm b=18mm c=140mm 图2-1 三、实验步骤1 .打开应变仪电源、预热。2 .调整实验台，安装梁将左右支架安装到位，使左右支架跨矩为400mm且关于力传感器对称。在力传感器上安装加载器。安装梁和副梁，梁两头应大致在支架宽度的正中位置，并且还应大致在加载器两拉杆间的正中 位置。副梁的位置由纯弯曲定位板确定。3 .接线将力传感器的红、蓝、白、绿四线依次接在测力专用通道（0通道）的A、日C和D端。按多点1/4桥公共补偿法对各测量片接线，即将试样上的应变片分别接在所选通道的A、B端。所选通道B、B间的连接片

8、均应连上。将贴在铝块和钢块上的两个补偿片分别接在补偿通道的补偿1和补偿2接线端子上。4 .设置参数根据接线的方式设置应变仪的参数，包括力传感器的校正系数，各通道的组桥方式、应变片的灵 敏系数和阻值等。载荷限值设置为2100N。5 .测试5号测点应变先测量5号测点的应变以确定夹层梁和副梁的安装是否符合实验要求，使梁处于完全不受载状态并平衡0通道和5号测点对应通道电桥。缓慢加载到 2000N左右，此时5号测点通道的应变绝对值应该w 1,若该值不符合要求，应分别调整加载器两拉杆上端的螺母，同时观察应变值的变化情况,使应变值接近于0。然后卸载至0,应变值应回到0,若不是0,应再重复调整，直至符合要求。

9、6 .平衡各通道电桥使试样处于完全不受载状态。按 、BAL键，再依次按各通道（包括 0通道）对应的数字键。 仪器依次显示各通道的初始不平衡量，并将该值存贮在仪器内。7 .测量按MEAS键，再缓慢加载，力显示屏数字从0开始不断增加。增加到 2000N时就停止加载，依次按各（应变通道对应的）数字键，右屏上就依次显示各点应变值，记录之。然后卸载，重复6, 7两步骤，共测量三次。数据以表格形式记录。四、实验结果及分析根据测得的各点应变，计算相应的应力实验值。再计算各点应力理论值。然后计算它们之间的相 对误差。数据参考表 2-1处理。表2-1a=130mmb=18mmc=140mmEst=GpaEal=

10、GPaF=2000N测点号123456789A次应变（收）第二次实第三此验平均值应力b Est=Eal W(Mpa)应力理论值（r（Mpa）相对误差=仃理一仃实 仃理X 100%实验三叠梁三点弯曲正应力实验一、实验目的1 .测定叠梁三点弯曲时指定截面上应变、应力分布规律，为建立理论计算模型提供实验依据；将 实测值与理论计算结果进行比较。2 .通过实验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解，培养思维能力。3 .学习多点测量技术。二、叠梁的结构、尺寸和三点弯曲加载方式叠梁的结构、尺寸和三点弯曲加载方式如图所示。它是两个正方形截面梁叠在一起，上、下梁分别为LY12铝合金和45#钢两种材料。1#、8#两片

11、分处于上梁顶面和下梁底面。2#、3#、4#和5#、6#、7#号应变片分别在上、下梁高度四等分位置。加载器上的压辐定位板a=155mm b=18mm L=400mm三、实验步骤1 .打开应变仪电源、预热。2 .调整实验台、安装梁。将左右支架安装到位，使左右支架跨矩为400mm且关于力传感器对称。在力传感器上安装加载器。安装梁，梁应大致在加载器两拉杆间的正中位置。加载器上压辐的位置由三点弯曲定位板确定。3 .接线将力传感器的红、蓝、白、绿四线依次接在测力专用通道（0通道）的A、日C和D端。按多点1/4桥公共补偿法对各测量片接线，即将试样上的应变片分别接在所选通道的A、B端。所选通道B、B间的连接片

12、均应连上。将贴在铝块和钢块上的两个补偿片分别接在补偿通道的补偿1和补偿2接线端子上。4 .设置参数根据接线的方式设置应变仪的参数，包括力传感器的校正系数，各通道的组桥方式、应变片的灵 敏系数和阻值等。载荷限值设置为800No5 .试测3 （或6）号点应变先测量3号或6号测点的应变以确定叠梁的安装是否符合实验要求。使梁处于完全不受载状态并平衡0通道和3号（或6号）测点对应通道电桥，加载到 700N左右时就停止加载，此时 3号（6号） 测点通道的应变绝对值应该w1,若该值不符合要求，应分别调整加载器两拉杆上端的螺母，同时观 察应变值的变化情况， 使应变值接近于 0。然后卸载至0,应变值应回到0,若

13、不是0,应再重复调整， 直至符合要求。6 .平衡各通道电桥使试样处于完全不受载状态。按 、BAL键，再依次按各通道（包括 0通道）对应的数字键。 仪器依次显示各通道的初始不平衡量，并将该值存贮在仪器内。7 .测量按MEAS键，MEAS旨示灯亮。再缓慢加载，力显示屏数字从0开始不断增加。增加到 700N就停止加载，依次按各（应变通道对应的）数字键，右屏上就依次显示各点应变值，记录之。然后卸载， 重复6, 7两步骤，共测量三次。数据以表格形式记录。四、实验结果及分析根据测得的各点应变，计算相应的应力实验值。再计算各点应力理论值。然后计算它们之间的相 对误差。数据参考表 3-1处理。表3-1a=15

14、5mmb=18mmF=700NEst=GPaEal=GPa测点号12345678实 验 值应变（心）A次第二次第三此平均 Est应力(T =Eal 8(Mpa)应力理论值（T （Mpa）相对误差=仃理一仃实X 100%仃理实验四 叠梁悬臂弯曲正应力实验一、实验目的1 .测定叠梁悬臂弯曲时指定截面上应变、应力分布规律，为建立理论计算模型提供实验依据；将 实测值与理论计算结果进行比较。2 .通过实验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解，培养思维能力。3 .学习多点测量技术。二、叠梁的结构、尺寸和悬臂弯曲加载方式 口加载器上的压辐定位块俯视（去掉压辐和定位块）a=200mm b=18mm L=300m

15、m三、实验步骤1 .打开应变仪电源、预热。2 .调整实验台、安装梁和定位块将固定端支座调整至 L=300mma置，（有销定位）。把叠梁固定在支座上，应使上、下梁侧面b线对齐，且大致在加载器两拉杆正中位置，还应使梁侧面的b线与支座右侧面对齐。在上梁上安装定位块，使定位块左端面对准上梁顶面上的d线。3 .接线将力传感器的红、蓝、白、绿四线依次接在测力专用通道（0通道）的A、日C和D端。按多点1/4桥公共补偿法对各测量片接线，即将试样上的应变片分别接在所选通道的A、B端。所选通道B、B间的连接片均应连上。将贴在铝块和钢块上的两个补偿片分别接在补偿通道的补偿1和补偿2接线端子上。4 .设置参数根据接线

16、的方式设置应变仪的参数，包括力传感器的校正系数，各通道的组桥方式、应变片的灵 敏系数和阻值等。载荷限值设置为500No5 .试测3 （或6）号测点应变先测量3号或6号测点的应变以确定叠梁的安装是否符合实验要求。使梁处于完全不受载状态并平衡0通道和3号（或6号）测点对应通道电桥，加载到400N左右时就停止加载，此时 3号（6号）测点通道的应变绝对值应该W1,若该值不符合要求，应分别调整加载器两拉杆上端的螺母，同时观察应变值的变化情况， 使应变值接近于 0。然后卸载至0,应变值应回到0,若不是0,应再重复调整， 直至符合要求。6 .平衡各通道电桥使试样处于完全不受载状态。按 、BAL键，再依次按各

17、通道（包括 0通道）对应的数字键。 仪器依次显示各通道的初始不平衡量，并将该值存贮在仪器内。7 .测量按MEAS键，MEAS旨示灯亮。再缓慢加载，力显示屏数字从0开始不断增加。增加到 400N就停止加载，依次按各（应变通道对应的）数字键，右屏上就依次显示各点应变值，记录之。然后卸载， 重复6, 7两步骤，共测量三次。数据以表格形式记录。四、实验结果及分析根据测得的各点应变，计算相应的应力实验值。再计算各点应力理论值。然后计算它们之间的相 对误差。数据参考表 4-1处理。表4-1a=200mmb=18mmF=400NEst =GpaEal=GPa测点号12345678实 验 值应变（收）A次第二

18、次第三此平均 E/应力(T = Eal 名(Mpa)应力理论值（T （Mpa）相对误差=o理一仃实X 100%。理实验五 等强度梁弯曲正应力实验一、实验目的1 .测定等强度梁弯曲时截面上应变、应力分布规律，为建立理论计算模型提供实验依据；将实测 值与理论计算结果进行比较。2 .通过实验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解，培养思维能力。3 .学习多点测量技术。二、等强度梁的结构、尺寸和加载方式加载器上的压辐b=54mm L=300mm三、实验步骤1 .打开应变仪电源、预热2 .调整实验台、安装梁和定位块将固定端支座调整至 L=300mma置，（有销定位）。把等强度梁固定在支座上，梁的加载端大致在

19、 加载器两拉杆正中位置。3 .接线将力传感器的红、蓝、白、绿四线依次接在测力专用通道（0通道）的A、日C和D端。按多点1/4桥公共补偿法对各测量片接线，即将试样上的应变片分别接在所选通道的A、B端。所选通道B、B间的连接片均应连上。将补偿片接在补偿 1 （或2）的接线端子上。4 .设置参数根据接线的方式设置应变仪的参数，包括力传感器的校正系数，各通道的组桥方式、应变片的灵 敏系数和阻值等。载荷限值设置为600No5 .平衡各通道电桥使试样处于完全不受载状态。按 、BAL键，再依次按各通道（包括 0通道）对应的数字键。 仪器依次显示各通道的初始不平衡量，并将该值存贮在仪器内。按MEAS键，MEA

20、S旨示灯亮。再缓慢加载，力显示屏数字从0开始不断增加。增加到 500N就停止加载，依次按各（应变通道对应的）数字键，右屏上就依次显示各点应变值，记录之。重复5、6步骤，共测量三次。数据以表格形式记录。四、实验结果及分析根据测得的各点应变，计算相应的应力实验值。再计算各点应力理论值。然后计算它们之间的相 对误差。数据参考表 5-1处理。表5-1h=14mmb=54mmL=300mmEst=GPaF=500N测点号123 -45678实 验 值应艾（心）A次第二次第三此平均应力（T （Mpa）应力理论值（r（Mpa）相对误差=仃理一仃实仃理X100%17实验六测三点弯曲梁的挠度和转角、实验目的测量

21、简支梁的最大挠度和较支处的转角，以验证挠度和转角公式。:、方梁的结构、尺寸和加载方式a侧面顶面bcde图6-1百分表测转角夹具a 线百分表AB压辐 3* 定位块Fi=F/i F图6-2三、实验原理跨距L=400mm勺梁在正中A点加载，在梁的较支处 B点安装测转角夹具（用一百分表测点A挠度，用另一百分表测夹具上距梁的中性层e= 54mm的点的水平位移 8,由于转角gB很小，可认为e本实验在弹性范围内进行，采用等量增载法加载，每增加等量载荷AF,测定挠度增量和转角增量各一次，取平均值 L f实和1日实，把它们与理论计算值 曲理和A6理比较。四、实验步骤1 .力传感器接线、设置参数、在无载情况下平衡

22、，并转入测量状态将力传感器的红、 蓝、白、绿四线依次接在 0通道的A、B、C和D端。设置力传感器的校正系数, 载荷限值设置为1100N。设置完成后按BAL键，再按MEAS键。2 .安装定位块和测转角夹具在梁上安装定位块和测转角夹具，使它们的左侧面分别对齐梁顶面上的c和f线，测转角夹具与梁顶面应靠紧。3 .调整试验台、安装梁、安装百分表安装时梁应大致在加载器两拉杆正中位置，还应使梁侧面的a线与支座上的刻线对齐。将加载器压辐与定位块靠紧后加载荷200N左右。在A和B处安装百分表。安装前应分别调整两表表盘，使大指针指0时，小指针指向整数。 A处的表可顶在加载器拉杆端头，应预压 47mm B处表应顶在

23、 测转角夹具事先划好的线上（此线距梁中性层54mrm。4 .进行实验调整初载荷到200N,记录两表读数 f0和8 %读百分表时小指针示值亦读出（如5.13mm）。然后等增量逐级加载，每级增加 AF= 150N,记录各级读数f i和8 i,共加载5级。5 .卸载试验台和仪器恢复原状。实验数据用表格形式记录。五、实验结果及分析实验数据按表6-1初步处理，然后根据理论公式计算在A F作用下的挠度增量Af理和转角增量6理，计算实验值与理论值的相对误差（以理论值为准）。表6-1梁高=18mm梁宽=18mm惯性矩I=mm4弹性模量E= GPa跨距 L=400mm表臂e=54mm载荷增量AF-150NiFi

24、(N)fi(mm)L fi = fi- f i(mm)1 f实 (mm)4(mm)口和=瓦6(mm)a (mm)实=豆020013502500365048005950实验七梁三点弯曲验证位移互等定理、实验目的验证位移互等定理。二、实验原理在梁的A点加载，测得C点挠度。再在C点施加同样大小的载荷，测定 A点的挠度。比较这两个 挠度值，看它们是否满足位移互等定理。a线OAC2(10(30图7-1三、实验步骤1 .力传感器接线、设置参数、在无载情况下平衡，并转入测量状态将力传感器的红、 蓝、白、绿四线依次接在 0通道的A、B、C和D端。设置力传感器的校正系数， 载荷限值设置为1100N。设置完成后按

25、BAL键，再按MEAS键。2 .A处加载，测C处挠度(1)将左右支架安装到位，使左右支架跨矩为400mm。在力传感器上安装加载器。安装梁，梁应大致在加载器两拉杆间的正中位置。安装定位块，使定位块左端面对准梁顶面上的c线，加载器上的压辐紧靠在定位块左端面。加载荷200N左右。安装百分表，使表的测杆顶梁顶面上的d线并垂直于梁，预压47mm(2)调整初载荷至200N,记录百分表读数fc0。继续加载至1000N,记录百分表读数fc,然后卸载。重复测量三次。3 .C处加载，测A处挠度(1)把左、右支架均左移 100mm(有锥销定位)，将定位块右移至对准梁顶面上的e线再固定在梁上，像前面那样把梁安装在支架

26、上。加载荷200N左右。然后安装百分表，使表的测杆顶梁顶面上的b线并垂直于梁，预压 47mm(2)调整初载荷至 200N,记录百分表读数 fA,继续加载至1000N,记录百分表读数 fA。然后 卸载。重复测量三次。4 .卸载试验台和仪器恢复原状。实验数据用表格形式记录。四实验结果及分析按表7-1计算出A处三次加载C处的挠度平均值和 C处三次加载A处的挠度平均值。比较之，作出是否符合位移互等定理的结论。表7-1梁高=18mm梁宽=18mm惯性矩I=mm4弹性模量E= GPa跨距 L=400mmOA=200mmAC=100mmP 载荷 F=800NA 处 加 载次fc0 (mm), fc(mm)A

27、处加载荷F时C处挠度f = f 0 - f 1 c1 c1 c(mm)C 处 加 载次4 (mm), fA(mm)C处加载荷F时 A处挠度 fA=吠- fA(mm)112233平 均/平 均/实验八梁悬臂弯曲验证位移互等定理、测定静不定梁钱支处支反力、实验目的1 .验证位移互等定理。2 .测定静不定梁较支处的支反力、并与理论值比较。3 .深刻理解变形比较法解静不定问题的实质。二、实验原理对悬臂梁在A点加载荷F,测出B点的挠度fB （见图8-2a）。再在B点施加同样大小的载荷F,测出A点的挠度fA （见图8-2b）。比较这两个测量值，它们是否与位移互等定理相符？若在上述悬臂梁 B处钱支，就成静不

28、定梁（见图 8-3a）。支反力RB就等于对图8-3b中的梁在B 处向上施力使 B点向上的挠度fB达到fB =|fB （ fB是图8-2a中的fB）时的力。故只要对图8-3b中的梁在B点施加向上的力，同时测量B点挠度fB,当fB=fB时，这力就是RBo考虑到实验装置的固定端支承不理想，为减少误差，在 B点向下施力，同时测 B点挠度（见图8-3c）,当挠度达到fB时，力的大小就是 RB （方向与RB相反）。侧面顶面4.测支反力RB19AIl Bii0 ABRbRb图8-3三、实验步骤1 .力传感器接线、设置参数、在无载情况下平衡，并转入测量状态将力传感器的红、 蓝、白、绿四线依次接在 0通道的A、

29、B、C和D端。设置力传感器的校正系数， 载荷限值设置为 500N。设置完成后按BAL键，再按MEAS键。2 .A点加载，测B点挠度(1)将固定端支架安装在距传感器中心线200mm勺位置(有销定位)。将梁安装到支架上，安装时注意使梁侧面上的 h线与支座的右侧面对齐，且使梁大致在加载器两拉杆正中位置。(2)将载荷作用点定位块固定在梁上，使其左侧面对准梁顶面上的j线。安装百分表，使其测杆在K线处垂直地与梁接触，且预压 57mm调整表盘位置，使大指针指“ 0”时小指针指整数。将 传感器上、下位置调整合适，再调整加载器两拉杆上的螺母，使压辐均匀地与梁接触。(3)使加载器压辐紧靠定位块，加初载荷100N,

30、记录百分表读数 f：,再加载至400N,记录百分表读数fB 。于是在A处加载荷300N使B处产生的挠度就是 fB = f； - fB。重复测量三次，取平均值fB 。3 .B点加载，测A点挠度(1)卸载后，重新安装定位块，使其左侧面对准梁顶面上的L线。重新安装固定端支架，使它到传感器中心线距离为 300mm(有销定位)。安装百分表，使其测杆在 i线处垂直地与梁接触，且预 压57mm调整加载器使压辐与梁均匀地接触。(2)加初载荷100N,记录百分表读数 f；,继续加载至400N,记录百分表读数 fA。于是在B处加载荷300N使A处产生的挠度就是 fA = f： fA。重复测量三次，取平均值fA。在

31、做完前一项实验卸载后，将百分表顶在加载器拉杆端头，且预压57mm加载荷100N记录0一0百分表读数fBi ,计算产生挠度fB时百分表应达到的读数值fBi = fBi- fB。继续加载，当百分表读数达到fBi时，读取载荷值，这就是支反力%的大小。重复测量三次。5.卸载试验台和仪器恢复原状。实验数据以表格形式记录。四、实验结果及分析1.按表8-1计算A处三次加载后B处产生的挠度平均值和 B处加载三次后A处产生的挠度平均值。 比较之，作出是否满足位移互等定理的结论。表8-1梁高=18mm梁宽=18mm惯性矩I=mm4弹性模量E= GPaOA=200mmOB=200mm载荷F=300NA 处 加 载次

32、f0 1 B(mm), fB(mm)A处加载荷F时 C处挠度f = f 0 f fB 1B 1 B(mm)B处 加 载次f0(mm), fA(mm)C处加载荷F时 A处挠度fA = fA - fA(mm)1 I12233平 均/fB =平 均/fA =2.按表8-2记录并计算支反力 &实验值。用理论公式计算支反力 7 ,计算实验值与理论值的相 对误差(以理论值为准)。表8-2梁高=18mm梁宽=18mm惯性矩I= mm 4弹性模量E= GPaOA=200mmOB=200mm载荷F=300NfB = mm次B处百分表初读数f 0 .、fB1 (mm)B处百分表终读数fB1 = fB1 - fB

33、(mm)支反力R(N)123平均/实验九 偏心拉伸（拉、弯组合）内力素测定实验E。、实验目的1 .测定偏心拉伸试样的弹性模量2 .测定偏心拉伸试样的偏心距e。Ra3 .学习拉、弯组合变形时分别测量各内力产生的应变成分的方法。Rb 图9-1二、实验原理由电测原理知；du = ；1 - ；2 -%-；4 （a）式中与u为仪器读数。从此式看：相邻两臂应变符号相同时，仪器读数相互抵消；应变符号相异时，仪器读数绝对值是两者绝对值之和。相对两臂应变符号相同时，仪器读数绝对值是两者绝对值之 和；应变符号相异时，仪器读数相互抵消。此性质称为电桥的加减特性。利用此特性，采用适当的布 片和组桥，可以将组合载荷作用

34、下各内力产生的应变成分分别单独测量出来，且减少误差，提高测量 精度。一一这就是所谓内力素测定。图9-1中Ra和7的应变均由拉伸和弯曲两种应变成份组成，即%=%+%（b）b = *F - *M（ C）式中军和%分别为拉伸和弯曲应变的绝对值。4 如9-2图组桥，则由（a）、（b）、（c）式得；du =匕 ；b = 2 下RtRaACR 风D图9-2若如9-3图组桥，则由（a）、（b）、（c）式得；du = ；a - ；b = 2 ；mBRaRAC图9-3通常将从仪器读出之应变值与待测应变值之比称为桥臂系数。故上述两种组桥方法的桥臂系数均为2.为了测定弹性模量 E,可如图9-2组桥，并等增量加载，即

35、Fi =F0+i|_|F（i =1,2,.,5 ）末级载荷F5不应使材料超出弹性范围。初载荷Fo时应变仪调零，每级加载后记录仪器读数加川，用最小二乘法可计算出弹性模量E(d)5 J2 F| y E -L-5bt .一 i，dui i d式中口为桥臂系数。为了测定偏心距e,可如图9-3组桥。初载荷Fo时应变仪调平衡，载荷增加 LI F 后。记录仪器读23:du。据胡克定律得弯曲应力为:二 M 二 E 飞EPu a(e)MLf e、M =(f)WzWz由（e）和（f）式得e守HF二(g)三、实验步骤1 .试验台换上拉伸夹具，安装试样。2 .力传感器接线、设置参数将力传感器的红、 蓝、白、绿四线依次

36、接在 0通道的A、B、C和D端。设置力传感器的校正系数， 载荷限值设置1600M3 .测弹性模量E按图9-2将有关应变片接入所选通道（注意：B、B间短接片应脱开）；对所选通道设置参数；未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥；然后转入测量状态。每增加载荷300N,记录应变读数初ui ,共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。数据列表记录。4 .测偏心距e按图9-3将有关应变片接入所选通道（注意：B、B间短接片应脱开）；对所选通道设置参数。未加载时平衡测力通道和所选测应变通道电桥。加载荷1500N后，记录应变 %u ,然后卸载。再重复测量，共测三次。数据列表记录。5 .卸载试验台和仪器恢复原

37、状。四、实验结果及分析1 .计算弹性模量E将三组数据参考表 9-1作初步处理，从而找出线性关系最好的一组。再用这组数据按公式（d）计算巳计算步骤列表示出（参考表 9-2）表9-1ii A F（N）第一组第二组第三组%ui（收）（收）3ui （八）ui（现），ui（收）.ui （-）000/0/0/1300260039004120051500注：L&dui =- &dui7（0，2, 1 ,5）表9-2b=24mmt=5mmA F=300Na =2i3 （八）dui （）2 ii %ui（心）12345Z/2 .计算偏心距e将三次测试记录参考表9-3处理，再按公式（g）计算偏心距e。表9-3b=

38、24mmt=5mmVZ=mm 3=AF =1500N3 ( N名) dui ()123平均实验十薄壁圆筒受弯、扭组合载荷时内力素测定、实验目的1 .测定薄壁圆筒受弯、扭组合载荷时指定截面上的弯矩、扭矩和剪力，并与理论值比较。2 .学习布片原则、应变成分分析和各种组桥方法。、薄壁圆筒的结构、尺寸和加载方式注：力臂L=230mm(a)(b)B向展开amnb自gQe DC EO=n lj-d力haf （C）图 10-1三、实验原理在进行内力素测定实验时，应变片布置采用如下原则：若欲测的内力引起单向应力状态，则应变 片沿应力方向粘贴；若欲测的内力引起平面应力状态，则应变片沿主应力方向粘贴。应变片粘贴的

39、位 置应选在欲测的内应力产生最大应力的地方。为测定弯距，可选用应变片 m和n。由于它们只能感受到弯距产生的应变，且琳=时 ,与=一WM（式中8M为最大弯曲正应力产生的应变绝对值）。根据电桥的加减特性，将它们组成如图10-2所示之半桥，则仪器读数为：%u =2褊。根据编就能计算出弯距M,Bm nAC图 10-2为测定扭距，有许多布片和组桥方案。现以一种方案为例来说明应变成份分析和组桥原理。在应变片a处取单元体，其上有弯曲正应力craM、扭转剪应力qT和弯曲剪力产生的剪应力 Q,其应力状态可看作三者的叠加（见图10-3）。从图10-3中“二”右端的三项看出 仃aM和7T均使应变片a产生拉应变，工时使应变片a产生压 应变，于是可对应变片 a感受到的应变作如下分解：% =丁 +/十 %Q （等号右边各项上的符号表示该应变是拉或压）对应变片c作类似分析，可得：；c = ；cM ；cT ；cQ由于a, c分处于圆筒直径的两端，它们距中性轴距离相同，故碗=&M ， &aQ 8cQ，而 &aT = %T =名T式中ST为扭转主应变的绝对值。若如图10-4组桥（图中RT为温度补偿片），则图 10-327BaRACRcD图 10-4说明仪器读数是扭转主应变的两倍。由务就能计算出扭距 T的值。如果薄壁圆筒内、外圆不同心，用这样的布片和组桥方法还能消除偏心对扭距测量值