浙江大学材料力学实验理论课PPT文件格式下载.ppt
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人;
提交的提交的“实验报告实验报告”和和“原始记录纸原始记录纸”必须签上全组人必须签上全组人员的姓名,未签名者有可能没有实验成绩,当事人自负员的姓名,未签名者有可能没有实验成绩,当事人自负其责。
其责。
实验报告和出席情况为平时成绩,平均成绩占总成绩的实验报告和出席情况为平时成绩,平均成绩占总成绩的90%;
考试为机考,成绩占总成绩的考试为机考,成绩占总成绩的10%;
选择创新实验项目可以只做一个实验项目,但要求选择创新实验项目可以只做一个实验项目,但要求4学学时内独立完成,每个创新实验的成绩为时内独立完成,每个创新实验的成绩为200分。
分。
创新实验难度较大,但可能会有更大的收获。
材料力学实验力学实验中心材料力学材料力学实验实验材料力学材料力学理论理论应力,应变分析理论应力,应变分析理论实验验证实验验证零件疲劳设计校核零件疲劳设计校核构件动态强度设计构件动态强度设计校核校核构件零件静动态应变(含变形)应力实测构件零件静动态应变(含变形)应力实测构件静强度,刚度、构件静强度,刚度、稳定性设计、校核稳定性设计、校核构件塑性设计构件塑性设计强度校核强度校核一、绪论1、材料力学实验与材料力学、材料力学实验与材料力学材料力学实验力学实验中心力学实验中心2、材料力学实验的主要内容、材料力学实验的主要内容a,为构件设计提供材料的力学性能指标和参数。
为构件设计提供材料的力学性能指标和参数。
如如等;
等;
验证现有理论验证现有理论验证新建立的理论验证新建立的理论修正、发展理论修正、发展理论
(2)验证理论验证理论验证理论有三层意义验证理论有三层意义
(1)材料力学性能测定材料力学性能测定e,研究新型材料,如合金材料、复合材料等。
研究新型材料,如合金材料、复合材料等。
b,材料材质复验;
材料材质复验;
c,评定材料的热处理工艺、焊接工艺;
评定材料的热处理工艺、焊接工艺;
d,构件失效分析;
构件失效分析;
材料力学实验力学实验中心力学实验中心材料力学实验特点:
特点:
只要是变形固体,不管结构形状、受力如何只要是变形固体,不管结构形状、受力如何复杂,也不必准确了解边界条件,在某些特复杂,也不必准确了解边界条件,在某些特殊条件下,用实验方法甚至能比理论计算更殊条件下,用实验方法甚至能比理论计算更简便、迅速准确的提供结果或结论。
简便、迅速准确的提供结果或结论。
(3)实验应力分析:
实验应力分析:
主要介绍应变电测及光弹性实验主要介绍应变电测及光弹性实验材料力学实验力学实验中心力学实验中心材料力学实验例例11:
1010万万kWkW大型变压器真空箱的稳定性实验大型变压器真空箱的稳定性实验真空度()真空度()不会失稳不会失稳失稳失稳材料力学实验力学实验中心力学实验中心材料力学实验例例22:
胜利埕北油田:
胜利埕北油田2525AA,管桩及导管应力实测。
管桩及导管应力实测。
载荷复杂多变,边界条件难于准确确定。
导管架导管架采采油油平平台台管桩管桩应变片及保护盒应变片及保护盒材料力学实验力学实验中心力学实验中心材料力学实验例例33:
光弹性实验:
光弹性实验全场显示应力,特别适用开孔、开槽零件的全场显示应力,特别适用开孔、开槽零件的应力集中系数测定应力集中系数测定材料力学实验力学实验中心光弹性实验的应用发发动动机机活活塞塞连连杆杆的的应应力力分分布布人人体体颈颈椎椎关关节节中中医医指指法法疗疗法法时时的的应应力力传传递递材料力学实验力学实验中心材料力学实验力学实验中心3、材料力学实验的方法、材料力学实验的方法应力分析保留小数后一到二位应力分析保留小数后一到二位
(1)材料力学性能测定材料力学性能测定:
执行国家标准执行国家标准GB/T;
(2)应力分析实验:
应力分析实验:
实验方法决定于实验目的实验方法决定于实验目的通常应先制定实验方案,使实验能够有序进行。
通常应先制定实验方案,使实验能够有序进行。
(3)要求:
要求:
独立完成独立完成性能实验结果表达:
执行修约规定性能实验结果表达:
执行修约规定表格形式的报告表格形式的报告曲线图一律用方格纸描述,并用光滑曲线连接曲线图一律用方格纸描述,并用光滑曲线连接材料力学实验力学实验中心二、二、电测应力分析电测应力分析原理原理电阻应变仪电阻应变仪应变计应变计变形固体变形固体F1F2FnF3广义虎克定律广义虎克定律应变分析应变分析应变电测原理应变电测原理适用范围:
结构构件金属、非金属材料表面应力测量;
适用范围:
静、动态(含冲击)应变应力测量;
高速静、动态(含冲击)应变应力测量;
高速旋转构件应力测量;
结构高压液下;
高低旋转构件应力测量;
高低温条件下的应力测量温条件下的应力测量材料力学实验力学实验中心1、金属电阻丝的、金属电阻丝的“应变效应应变效应”Ks称为金属电阻丝的灵敏系数FFl材料力学实验力学实验中心图为康铜丝的图为康铜丝的曲线,镍铬丝在小应变条件下曲线,镍铬丝在小应变条件下关系亦为直线关系亦为直线材料力学实验力学实验中心2、电阻应变计的工作原理、电阻应变计的工作原理利用金属电阻丝应变效应制成用于构件应变测量利用金属电阻丝应变效应制成用于构件应变测量的敏感元件称为的敏感元件称为电阻应变计(片)电阻应变计(片)。
康铜丝、镍鉻丝即为制作制作电阻应变计(片)电阻应变计(片)的电阻丝的电阻丝常用材料。
材料。
(1)电阻应变计(片)构造。
电阻应变计(片)构造。
材料力学实验力学实验中心bl敏感栅(丝绕或箔栅)敏感栅(丝绕或箔栅)引出线引出线基底(纸基或胶基)基底(纸基或胶基)材料力学实验力学实验中心(3)原理原理K应变计灵敏系数,与应变计灵敏系数,与Ks有区别有区别K通过实验标定。
通过实验标定。
(2)使用使用用特制的胶水粘贴于构件表面,丝栅长度平行于用特制的胶水粘贴于构件表面,丝栅长度平行于待测应变方向。
待测应变方向。
材料力学实验力学实验中心c,应变计标距应变计标距l(或敏感栅尺寸或敏感栅尺寸bl)根据测试对象目的选择。
根据测试对象目的选择。
(4)主要技术指标主要技术指标a,初始电阻值初始电阻值R()测量必须数据,工程应变测量选测量必须数据,工程应变测量选R120。
b,应变计灵敏系数应变计灵敏系数K由厂方提供,测量必须数据。
由厂方提供,测量必须数据。
材料力学实验力学实验中心按构造分纸基浸胶丝绕式;
胶基箔式;
按构造分纸基浸胶丝绕式;
半导体应变计;
金属底基焊接式等半导体应变计;
金属底基焊接式等;
(5)应变计类型:
应变计类型:
其他按测量应变范围,按用途分,按使其他按测量应变范围,按用途分,按使用温度分已不下数千种。
用温度分已不下数千种。
材料力学实验力学实验中心应变计
(一)应变计
(一)材料力学实验力学实验中心应变计
(二)应变计
(二)材料力学实验力学实验中心应变计单片放大应变计单片放大材料力学实验力学实验中心3、应变电桥及其输出、应变电桥及其输出测量电阻变化一般用惠斯登电桥(即测量电阻变化一般用惠斯登电桥(即4臂电桥),电臂电桥),电源源E1称为桥压。
称为桥压。
I1I4当当R1R3=R2R4或或R1/R2=R4/R3时时UBD=0。
称为电桥的平衡条件。
材料力学实验力学实验中心可见可见或或略去分子当中的高阶微量,分母当中的略去分子当中的高阶微量,分母当中的R项,经整理得项,经整理得(3)实测时,随着构件的受力变形实测时,随着构件的受力变形R1R4发生变化为发生变化为R1R1R1,R2R2R2,R3R3R3,R4R4R4代入(代入
(2)式)式材料力学实验力学实验中心说明电桥输出电压的变化与四个桥臂电阻变化的说明电桥输出电压的变化与四个桥臂电阻变化的总和成正比或与测点应变总和成正比。
总和成正比或与测点应变总和成正比。
其次,对角桥臂电阻变化率或应变相加,邻臂的其次,对角桥臂电阻变化率或应变相加,邻臂的电阻变化率或应变相减。
这种规律称为电桥输出的电阻变化率或应变相减。
这种规律称为电桥输出的加减特性。
加减特性。
(3)式简化结果产生的误差不会超过)式简化结果产生的误差不会超过5,根据其,根据其原理可以制成专门用于测量的电阻应变仪。
原理可以制成专门用于测量的电阻应变仪。
材料力学实验力学实验中心4、数字电阻应变仪、数字电阻应变仪
(1)电原理框图电原理框图电桥电桥电压变化器电压变化器桥压E1电压电压放大器放大器滤波器滤波器A/D数显表头数显表头模数转换材料力学实验力学实验中心
(2)应变仪面板结构及其使用方法应变仪面板结构及其使用方法YE2538程控应变仪实物照片程控应变仪实物照片材料力学实验力学实验中心YE2538程控应变仪面板结构图程控应变仪面板结构图材料力学实验力学实验中心YJ-4501A应变仪实物照片应变仪实物照片材料力学实验力学实验中心c,全桥接法全桥接法四个桥臂均接应变片,多用于传感四个桥臂均接应变片,多用于传感器电路,器电路,桥路桥路bR-4
(2)K,R设定设定(有关详细的使用方法由实验室多媒体室介绍,或见网上资料有关详细的使用方法由实验室多媒体室介绍,或见网上资料)使用方法使用方法
(1)组桥)组桥a,1/4桥接法桥接法(静态多点应变测量常用(静态多点应变测量常用的接法),桥路的接法),桥路bR-1,所有测量片均接所有测量片均接AB,连接片连于连接片连于BB。
共用一枚补偿片。
b,半桥接法半桥接法AB,BC接应变片,桥路接应变片,桥路bR-2,(3)平衡、测量)平衡、测量材料力学实验力学实验中心5、有关应变电测法的若干问题、有关应变电测法的若干问题
(1)温度补偿)温度补偿(a)温度变化会产生温度变化会产生电阻变化电阻变化(b)应变计线膨胀系数应变计线膨胀系数与被测工件线膨胀系数与被测工件线膨胀系数不同,温度变化会产生不同,温度变化会产生附加电阻变化附加电阻变化,必须设法消除,必须设法消除仪器仪器1的特点是各通道可以独立选择不同的测量桥路的特点是各通道可以独立选择不同的测量桥路形式、使用不同形式、使用不同K的应变计和不同的应变计和不同R的应变计。
的应变计。
材料力学实验力学实验中心a、补偿块补偿法补偿块补偿法FF(补偿块必须与被测工件同材料且置于被测工件旁补偿块必须与被测工件同材料且置于被测工件旁)温度补偿方法温度补偿方法材料力学实验力学实验中心b,工作片补偿法工作片补偿法c,补偿应变片必需接于测量应变片的邻臂补偿应变片必需接于测量应变片的邻臂不允许单独设置补偿块的构件应变测量用工作片补偿法不允许单独设置补偿块的构件应变测量用工作片补偿法材料力学实验力学实验中心
(2)应变计的串连及其应用)应变计的串连及其应用串连使得串连使得2枚应变片所枚应变片所测的应变自动取平均测的应变自动取平均RaRbRcRdABCR1R2材料力学实验力学实验中心(
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- 浙江大学 材料力学 实验 理论