静态应力-应变测量实验指导

静态应变仪实验报告静态应变仪实验报告引言：静态应变仪是一种常用的实验仪器，用于测量材料在受力或变形过程中的应变情况。

本实验旨在通过使用静态应变仪来测量不同材料的应变特性，并分析其应变-应力曲线。

实验步骤：1. 实验准备在进行实验之前，首先需要准备好实验所需的材料和仪器。

材料可以选择不同类型的金属或塑料，以便进行比较分析。

仪器包括静态应变仪、力传感器和数据采集系统等。

2. 样品制备根据实验要求，将材料样品切割成适当的尺寸和形状。

确保样品表面光滑，以减小误差。

3. 实验设置将样品夹持在静态应变仪上，并将力传感器与样品连接。

调整仪器使其处于合适的工作状态，并确保力传感器与样品之间没有松动或摩擦。

4. 施加力通过施加适当的力，使样品发生变形。

可以使用手动或自动控制力的大小和施加速度。

5. 数据采集使用数据采集系统记录下力传感器所测得的力和静态应变仪所测得的应变数据。

确保数据采集过程准确无误。

6. 数据分析将采集到的数据导入计算机软件进行分析。

绘制应变-应力曲线，通过曲线斜率计算材料的弹性模量和屈服强度等参数。

实验结果：根据实验数据分析，我们可以得出以下结论：1. 不同材料的应变特性存在差异。

金属材料通常具有较高的弹性模量和屈服强度，而塑料材料的弹性模量和屈服强度较低。

2. 弹性模量是衡量材料抗弯曲能力的重要指标。

弹性模量越高，材料的刚性越大，抗弯曲能力越强。

3. 屈服强度是材料在受力过程中发生塑性变形的临界点。

屈服强度越高，材料的抗拉能力越强。

4. 应变-应力曲线的形状可以反映材料的应变特性。

在弹性阶段，应变随应力的增加呈线性关系；在屈服点之后，应变会迅速增加，材料开始发生塑性变形。

结论：通过本次实验，我们深入了解了静态应变仪的使用方法和原理，并成功测量了不同材料的应变特性。

实验结果表明，静态应变仪是一种可靠且有效的实验仪器，可以用于材料力学性能的研究和分析。

通过进一步研究不同材料的应变特性，我们可以为工程设计和材料选择提供有力的支持和参考。

应力应变测量实验报告实验名称：应力应变测量实验。

实验目的：1.熟悉应变计的使用方法和原理，了解应力应变测量的基本原理。

2.掌握金属材料的应力应变特性，以及不同材料的性能差异。

3.学会分析实验结果，提高实验数据的处理能力。

实验器材：1.应变计。

2.电子秤。

3.轴向夹持装置。

4.辅助器材：力计、千分尺、卷尺等。

实验原理：1.应变计的原理。

应变计是一种用于测量物体应变的传感器，是利用金属材料的电阻值随应变而发生变化的特性进行测量。

当材料发生应变时，应变计中导电性材料发生形变，从而改变应变计电阻值，这种变化可以通过内置电路进行测量，转换成应变数据。

2.应力应变特性的原理。

应力与应变之间为线性关系。

应力为物体受力情况下承受压力的大小；应变为受力物体在一定形变下所产生的伸长或缩短的程度。

当物体在一定的应力下发生变形时，它的应变就可以被测量到。

实验步骤：1.确定试样：从材料样品中选取原料，并对其进行加工，制作成标准试样。

2.安装应变计：将应变计安装在试样上，注意按照应变计说明书的规定进行固定、连接当前和测量其电阻值。

3.测量：将样品固定在轴向夹持装置上，并在应变计电路进行校准后进行测试。

期间应注意掌握试样的质量和任何可能会影响测试结果的因素。

4.计算与处理：将测试结果转化成应力应变曲线，并进行分析，根据公式计算出试验数据并总结分析。

实验结果与分析：样品材料：钢。

试样直径：5mm。

试样长度：20mm。

应变计响应系数：2.1。

电压：1V。

测试结果：荷重（N）应变（微米/毫米）。

00。

1004。

2008。

30012。

40016。

50020。

根据实验结果计算得出钢的应力应变曲线如下：应力（MPa）应变。

00。

204。

408。

6012。

8016。

10020。

通过实验数据可以看出，钢材的应力应变特性在一定载荷下逐渐确认出来，且具有较好的线性关系，即应力与应变成正比。

由于不同材料的应力应变关系存在差异，通过本次实验可以更加深入的研究材料特性，进一步了解各种材料的物理特征与性能表现。

0 0
1 1 H
( L H B )
90
0
1 1 H
( B H L )
0 L
0
1 H 0 H 90 0) ( 0 2 1 H
90
0
1 H 0 H 0 0 ) B ( 90 2 1 H
直角应变花计算主应变的修正公式
（1）预定粘贴方位与主方向的夹角 越大，则角偏差造成的误差亦越大
所以在贴片时应尽量使应变片的粘贴方位与主方向重合。 对于主方向大致知道的情况，一般用三片 450 应变花，让 00 和 900
的两个应变片尽量与主方向重合。
对于主方向未知的情况，一般用三片 600 应变花，因这种应变花的 三个应变片等角排列，各片与主方向的最大可能的夹角为 300。 （2）角偏差 越大，应变测量的误差也越大。
T
N M
（3）弯矩M引起圆轴沿轴线方向的最大线应变
1、考虑扭矩T单独作用的效果，消除掉弯矩M和轴力N的影响 沿正负 450 方向各贴一片 ------ 半桥。 1 2
由轴力N引起的圆轴内任意一点的应力状态是单向应力状态。 由弯矩M引起的圆轴内任意一点的应力状态也是单向应力状态。
0 N
M
四、电阻应变片横向效应的修正
应变片横向效应对应变读数的影响 （1）对于单向应力状态的测点，即使应变片横向效应系数达5%， 所得的应变读数误差也不大于1%，一般不用修正。
（2）对于平面应力状态的测点，由于横向效应系数引起的应变读
数误差比较大，一般需要修正。 那么平面应力状态的测点对应变读数误差如何进行修正呢？
N A
0 M
My Iz
因为轴力N和弯矩M引起的圆轴内任意一点的应力状态是单向应力状态。

真实应力-真实应变曲线的测定一、实验目的1、学会真实应力-真实应变曲线的实验测定和绘制2、加深对真实应力-真实应变曲线的物理意义的认识二、实验内容真实应力-真实应变曲线反映了试样随塑性变形程度增加而流动应力不断上升，因而它又称为硬化曲线。

主要与材料的化学成份、组织结构、变形温度、变形速度等因素有关。

现在我们把一些影响因素固定下来，既定室温条件下拉伸退火的中碳钢材料标准试样，由拉力传感器行程仪及有关仪器记录下拉力-行程曲线。

实测瞬间时载荷下试验的瞬间直径。

特别注意缩颈开始的载荷及形成，缩颈后断面瞬时直径的测量，然后计算真实应力-真实应变曲线。

σ真＝f（ε）＝B·εn三、试样器材及设备1、60吨万能材料试验机2、拉力传感器3、位移传感器4、Y6D-2动态应变仪5、X-Y函数记录仪6、游标卡尺、千分卡尺7、中碳钢试样四、推荐的原始数据记录表格五、实验报告内容除了通常的要求（目的，过程……）外，还要求以下内容：1、硬化曲线的绘制(1)从实测的P瞬、d瞬作出第一类硬化曲线（σ-ε）(2)由工程应力应变曲线换算出真实应力-真实应变曲线(3) 求出材料常数B 值和n 值，根据B 值作出真实应力-真实应变近似理论硬化曲线。

2、把真实应力-真实应变曲线与近似理论曲线比较，求出最大误差值。

3、实验体会六、实验预习思考题1、 什么是硬化曲线？硬化曲线有何用途？2、 真实应力-真实应变曲线和工程应力应变曲线的相互换算。

3、 怎样测定硬化曲线？测量中的主要误差是什么？怎样尽量减少误差？附：真实应力-真实应变曲线的计算机数据处理一、 目的初步掌握实验数据的线性回归方法，进一步熟悉计算机的操作和应用。

二、 内容一般材料的真实应力-真实应变都是呈指数型，即σ=B εn 。

如把方程的二边取对数：ln σ＝lnB+nln ε，令 y ＝ln σ；a ＝lnB ；x ＝ln ε 则上式可写成y ＝a+bx成为一线性方程。

在真实应力-真实应变曲线试验过程中，一般可得到许多σ和ε的数据，经换算后，既有许多的y 和x 值，在众多的数值中如何合理的确定a 和b 值使大多数实验数据都在线上，这可用最小二乘法来处理。

应力、应变电测法原理
电阻的相对变化量由两方面因素决定： 1）对于金属材料，电阻的变化主要由金属丝几何尺寸的改变引起； 电阻丝灵敏度系数（dR/R）/ ε 为（1+2μ ）。 2）对于半导体材料，其工作原理基于半导体的压阻效应，材料受力 后， 材料的电阻率发生变化。其灵敏度系数为（dR/R）/ ε 为λ E。
电阻应变片的特性及应用
绝缘电阻
应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测件之间的 电阻值Rm。通常要求Rm在50～100 MΩ以上。绝缘电阻过低， 会造成应变片与试件之间漏电，使应变片的指示应变产生误差。 Rm取决于粘结剂及基底材料的种类及固化工艺。在常温使用条 件下要采取必要的防潮措施，而在中温或高温条件下，要注意选 取电绝缘性能良好的粘结剂和基底材料。
电阻应变片的信号调理电路
半桥单臂电路
——半桥单臂
上式对另外三臂也适用。 分母中有微小电阻，存在一定非线性。
电阻应变片的信号调理电路
半桥双臂电路
当有对称应变点
可用
两片应变片
灵敏度提高一倍 线性度改善了，分母中无微小电阻。
电阻应变片的信号调理电路
全桥电路
图2-9为一应变片直流电桥，其中E=4V，
第五章应力应变测试
本章主要内容
应力、应变测试方法 应力、应变测试原理 电阻应变片的特性及应用 电阻应变片的信号调理电路 电阻应变仪
应力、应变测试方法
测量应力、应变的目的
为了研究机械结构、桥梁、建筑等某构件在工作状态下的受力 、变形情况，通过测试测得构件的拉、压应力、扭矩及弯矩，为结 构设计、应力校核或构件破坏的预测等提供可靠的测试数据。
采取的措施：为了减小应变片的机械滞后个测量结
果带来的误 差，可对新粘贴应变片的试件反复加

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18
X射线深层光刻技术制造的节圆直径1.4 mm、厚度0.2 mm的直齿轮
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半导体应变片是用半导体材料制成的, 其工作 原理是基于半导体材料的压阻效应。
所谓压阻效应，是指半导体材料在某一轴向受 外力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。
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半导体应变片受轴向力作用时, 其电阻相对变化为
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薄膜应变片是采用真空蒸发或真空沉淀等方法在薄的绝缘基片上形 成0.1μm以下的金属电阻薄膜的敏感栅, 最后再加上保护层。它的优点是 应变灵敏度系数大, 允许电流密度大, 工作范围广。
箔式应变片是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅, 其 厚度一般在0.003～0.01mm。其优点是散热条件好, 允许通过的电流较大, 可制成各种所需的形状, 便于批量生产。 （光刻技术）
系, 得到应力值σ
σ=E·ε
式中 : σ——试件的应力; ε——试件的应变; E——试件材料的弹性模量。
（3 - 9）
由此可知, 应力值σ正比于应变ε, 而试件应变ε正比于 电阻值的变化, 所以应力σ正比于电阻值的变化, 这就是利用 应变片测量应力的基本原理。
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1.2 电阻应变片特性
一、 电阻应变片的种类
R (1 2)
R
（3-10）
式中Δρ/ρ为半导体应变片的电阻率相对变化量, 其值与半导体 敏感元件在轴向所受的应变力关系为
E
（3-11）
式中: π——半导体材料的压阻系数。
将式（3 - 11）代入式（3 - 10）中得
对金属材料电阻丝来说, 灵敏度系数表达式中（1+2μ）的值要比 （（Δρ/ρ）/ε）大得多, 而半导体材料的（（Δρ/ρ）/ε）项的 值比（1+2μ）大得多。 大量实验证明, 在电阻丝拉伸极限内, 电阻的 相对变化与应变成正比, 即K为常数。

静态应变测量原理实验
实验原理：静态应变测量是通过应变仪器对材料或结构体在外力作用下引起的微小形变进行测量的过程。

静态应变测量的原理基于材料或结构在外力作用下会发生形变，形变会导致测点上的应变发生变化，应变仪器可以通过测量这种变化来确定外力的大小。

静态应变测量通常使用光学、电阻、电容或压电等传感器来测量应变的变化。

具体实验过程中，可以采用电阻应变计来进行静态应变的测量。

电阻应变计是一种电阻元件，通过改变电阻值来测量材料或结构体的应变变化。

电阻应变计的工作原理是利用材料或结构体的应变导致电阻值的变化，通过测量电阻值的变化可以得到应变的大小。

电阻应变计通常由两个被连接成电桥的电阻片组成，当外力作用于材料或结构体时，引起电桥中的一个或多个电阻值发生变化，通过测量电桥的不平衡电压或电流的大小来确定应变的值。

在进行实验时，首先需要选择适当的电阻应变计，并根据需要测量的应变范围确定合适的电桥电源和测量仪器。

然后，将电阻应变计粘贴或固定在待测材料或结构体的表面，并进行校准以确保测量的准确性。

在施加外力后，通过测量电桥的输出信号来确定应变的大小。

实验中需要注意的是，应保持测量环境的稳定，并避免外界干扰因素对测量结果的影响。

另外，在使用电阻应变计进行测量时，需要注意电阻应变计的灵敏度和线性度等参数，以及对测量结果进行及时的校正和修正。

总之，通过静态应变测量原理的实验，可以准确地测量材料或结构体在外力作用下的应变变化，为工程领域的设计和研究提供重要的数据支持。

[cos 2( + ) cos 2 ]
2 = (ε 1 ε 2 ) sin(2 + ) sin
ε = ε ' ε =
ε1 ε 2
单向应力状态: 单向应力状态:
应变计沿主应力方向粘贴, 应变计沿主应力方向粘贴,=0,ε2=-ε1, 则ε1-ε2=(1+)ε1有:ε=(1+)ε1sin2 相对误差e 为: e=ε/ε1=(1+)sin2 =0.3 , ≤5° , e≤1%
1 RK 1 0.04 εK = = × = 167 ε K R 2 120
可见, 可见,这种接法对接 触电阻的变化是相当 敏感的. 敏感的.
全桥切换
均接在桥臂之外,输出与负载串接, Rk均接在桥臂之外,输出与负载串接,负载电阻很 所以可以忽略. 大,所以可以忽略.Rk2,Rk2, Rk4,Rk4串接在输 入端上,它与电桥的等效电阻相比,也很小,可忽略. 入端上,它与电桥的等效电阻相比,也很小,可忽略. 因此,全桥切换可避免接触电阻变化的影响. 因此,全桥切换可避免接触电阻变化的影响.
采用同一型号的导线 长度相同 并把他们捆扎在一起 采用同一型号的导线/长度相同 并把他们捆扎在一起, 采用同一型号的导线 长度相同,并把他们捆扎在一起 承受相同温度,起到温度补偿作用 起到温度补偿作用. 承受相同温度 起到温度补偿作用
七,多点测量和接触电阻
切换时, 一般转换开关的接触电阻为Rk=0.01~0.08 ,切换时,其 变化可达10~50%,这种随机变化的接触电阻对不同的 接桥方式.其影响程度是不同的. 接桥方式.其影响程度是不同的. 单臂切换 设RK=0.04 ,则由Rk造成的虚假应变为: 造成的虚假应变为:
当=45o时 有:
ε 45 = (ε1 ε 2 ) sin( + ) sin = (1 + ) sin 2 2 2

②短接式应变片 敏感栅平行安放，两端用直径比栅丝直径大5～
10倍的镀银丝短接而构成。优点：克服了回线式应 变片的横向效应。
缺点：由于焊点多，在冲击、振动试验条件下， 易在焊接点处出现疲劳破坏。
（2）箔式应变片 利用照相制版或光刻腐蚀的方法，将电阻箔材
在绝缘基底下制成各种图形而成。
主要优点是：
①制造技术能保证敏感栅尺寸正确、线条均匀，可 制成任意形状以适应不同的测量要求；
BK-2S称重传感器
产品详细介绍 采用国际流行的双梁式或剪切S梁结构，拉 、压输出对称性好、 测量精度高、结构紧凑，安装方便，广泛用 于机电结合秤、料斗秤、包装秤等各种测力 、称重系统中 供桥电压 12VDC 输入阻抗 380±20Ω 输出阻抗 350±10Ω 绝缘电阻 ≥2000MΩ 工作温度 -10~+50℃
具有温度补偿功能
第五节 电阻应变片的应用 2、拉力P的测量
R0 R1' R1'' KR1'(P M ) KR1'' (P M ) 2KRP
R0 R0
2KR P
2R
K P
ˆ
R0 / R0 K
P
P PEA
温度补偿需在补偿板上另贴两 片月R2’、R2”串联组成补第一节 电阻应变片
金属箔式应变片则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。金属 箔栅系用光刻技术制造，适于大批量生产。其线条均匀，尺 寸准确，阻值一致性好。箔片厚约1—10μm，散热好，粘 结情况好，传递试件应变性能好。因此目前使用的多系金属 箔式应变片。
电阻应变计(片)
（1）直径为0.003mm~0.01mm的合金丝绕成栅状制成的 丝绕式电阻应变计； （2）箔材经光刻腐蚀工艺制成的栅状箔式电阻应变计。

实验一电桥加减特性及静态应力测定一、实验目的1、熟悉直流测量电桥的加减特性，利用应变片测量应力的基本原理以及贴片方法；2、掌握静态电阻应变仪的使用方法，熟悉桥路接法及测量的一些影响因素；3、分析应变片组桥与梁受力变形的关系，加深对等强度梁概念的理解。

二、实验用仪器、用品和装置介绍1、BZ2205C型静态电阻应变仪（使用方法见使用说明书）；2、QJ-24型直流单臂电桥（测应变片电阻值用）；兆欧表（检查应变片与工作片之间的绝缘电阻用）；万用表（检查接线情况等）；（使用方法见使用说明书）；3、等强度梁（实验时在上面贴片，被测构件）、加载砝码；4、电阻应变片，502胶水、电烙铁、酒精等清洗剂、焊接用品等。

三、预习内容及要求1、预习本次实验的讲义及所列仪器的有关内容和贴片方法；图1 等强度梁贴片示意图2、试列出：（1）用补偿片法测量图1中R1~R4四个应变片的应变ε1~ε4的4个电桥接线图，并写出相应的电桥输出公式；（2）用工作片补偿法测量图1中的R 1~R 4四个应变片的应变ε1~ε4的4个电桥接线图，并写出相应的电桥输出公式；（3）将图1中的组成全桥测量，使： a.电桥输出最大应变读数，ε总max =？，画出相应的接桥图；b.电桥输出最小应变绝对值读数，ε总min =？，画出相应的接桥图；四、实验步骤1、在等强度梁的上下面的轴向与横向方向各贴2个应变片，如图1所示，并焊接好连接导线，适当固定，防止导线摆动及短路。

2、算出等强度梁中理论应力计算公式中的常数a 值。

26xG aG bh σ==理 3、用补偿片法，测量出R 1~R 4四个应变片所感受到的应变值ε1~ε4。

4、根据被测构件材料，确定等强度梁的弹性模量E 及泊松比μ。

5、用工作片补偿法（2~3种）测量出R 1~R 4四个应变片所感受到的应变值ε1~ε4，并与第3步骤中测量出来的ε1~ε4值比较。

6、将四个工作应变片接成全桥测量，使： a.电桥输出最大应变读数，ε总max =？；b.电桥输出最小应变读数，ε总min =？；7、试一下环境温度变化对测量应变的影响。

材料力学实验指导书目录序言0 实验一金属材料拉伸实验 2 实验二金属材料扭转实验9 实验三纯弯曲梁正应力电测实验16 附件：1、实验报告册封面2、材料力学实验要求3、实验报告要求序言材料力学实验是材料力学的重要支柱之一。

材料力学从理论上研究工程结构构件的应力分析和计算，并对构件的强度、刚度和稳定性进行设计或校核其可靠性。

材料力学实验从实验角度为材料力学理论和应用提供实验支持。

一、材料力学实验由三部分组成：1、材料的力学性能测定。

材料的力学性能是指在力的作用下，材料的变形、强度等方面表现出的一些特征，如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、疲劳极限、冲击韧度等。

这些强度指标或参数是构件强度、刚度和稳定性计算的依据，而他们一般通过实验来测定。

此外，材料的力学性能测定又是检验材质、评定材料热处理工艺、焊接工艺的重要手段。

随着材料科学的发展，各种新型材料不断涌现，力学性能测定是研究新型材料的重要手段。

材料的力学性能测定一般是通过对标准试样加载至破坏，记录其应力-应变关系曲线（扭转破坏时记录其扭矩-扭转角或剪应力-剪应变曲线），测定材料的一些力学性能特征指标，如弹性模量、弹性极限、屈服极限、强度极限、冲击韧度等；因此，学会记录材料的应力-应变关系曲线成为材料力学性能实验的一项重要任务。

2、验证已建立的理论。

材料力学的一些理论是以某些假设为基础的，例如杆件的弯曲理论是以平面假设为基础。

用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加深对理论的认识和理解。

实验是验证、修正、发展理论的必要手段，是揭示材料受力、变形过程本质的重要方法。

3、应力分析实验。

某些情况下，如因构件形状不规则、受力复杂或精确地边界条件难以确定等，应力分析计算难以获得准确结果。

这时，采用如电测实验应力分析方法可以直接测定构件的应力。

应力分析实验主要是对构件形状不规则、受力复杂或边界条件很难确定、计算法难以得到准确结果的情况，用实验方法测定构件的应力。

实验步骤与操作流程
准备实验材料和设备，选 择适当的应变计和压力计。
将试样安装到试验机上， 调整试验机的初始状态。
将材料加工成标准试样， 进行温度和环境预处理。
进行实验，记录实验数据， 包括应力、应变、温度等。
数据处理与分析
01
数据清洗
去除异常值和缺失值，确保数据质 量。
统计分析
使用适当的统计方法分析数据，提 取有意义的信息。
04
应力应变测量实验设计与实 施
实验目的与要求
01 掌握应力应变测量的基本原理和方法。
02
了解材料的力学性能和应力应变曲线。
03
分析不同材料在不同条件下的应力应变行 为。
04
评估材料的强度、塑性和韧性等性能指标。
实验材料与设备
材料
不同种类和规格的金属、塑料、橡胶 等材料。
设备
万能材料试验机、应变计、压力计、 温度计、支架等。
03
应力应变测量的方法与技术
电阻应变片法
总结词
电阻应变片法是一种常用的应力应变测量方法，通过测量金属丝电阻的变化来推 算应变。
详细描述
电阻应变片由敏感栅等组成，当金属丝受到外力作用时，其电阻值会发生变化， 通过测量电阻的变化量，可以推算出金属丝的应变。该方法具有测量范围广、精 度高、稳定性好等优点，广泛应用于各种工程领域。
03
02
数据转换
将原始数据转换为更易于分析的格 式或变量。
结果可视化
使用图表、图像等形式展示分析结 果，便于理解和解释。
04
05
应力应变测量在工程中的应 用
结构健康监测
结构健康监测是利用应力应变 测量技术对工程结构进行实时 监测，以评估结构的健康状况

《结构静态应变测试》实验指导书
试验目的
利用电阻应变片、静态应变仪等设备，测量某一海洋平台模型在单侧桩腿受外载荷的状况下各桩腿的应变值，掌握结构静态应变的测量方法。

实验仪器
1.静态应变仪：DH3816静态应变测试系统
2.拉压力应变仪：BL2-E型0.5T
3.动态应变仪：YE3817
4.高压油泵
5.电阻应变片
6.丙酮、棉花等辅助材料
试验步骤：
1.用砂纸打磨试验模型表面需粘贴电阻应变片的部位，打磨后使用酒精及丙酮
清洁其表面；
2.用502胶将电阻应变片粘贴于各测点位置（注意应变片的方向）；测量各电阻
应变片的电阻值与绝缘性能
3.在平台模型上连上拉压力传感器
4.对测点、数据线编号，用导线联接静态应变仪和各电阻应变片
5.绘制作用力方向及测量点位置示意图
6.拉压力传感器调零
7.电阻应变片调零
8.开始加载，拉力分4－5级加载达到额定值后，采集应变数据并记录
9.当拉力达到额定值后减小加载直至回零，在零值附近采集应变数据并记录
10.分析数据是否合理
11.再次加载、减载并记录数据，分析测得的数据是否正确。

12.试验结束。

关闭仪器电源。

13.编写实验报告。

实验参考书：
《船体结构试验技术与数据处理》教材的第三章。

《船体结构试验技术与数据处理》教材的第四章第2节。

应力应变测量实验报告简介应力应变测量是工程力学中非常重要的实验项目之一。

通过测量材料受力后的应变情况，可以分析材料的性能和强度。

本实验旨在通过一系列步骤，探索应力应变测量的基本原理和方法。

实验步骤1. 准备工作首先，准备实验所需的材料和设备。

这包括测试样品、应变计和测量设备等。

确保所有设备都处于正常工作状态，并进行必要的校准和调整。

2. 安装应变计将应变计粘贴在待测试材料的表面。

在此过程中，确保应变计与材料表面充分接触，并且没有空隙存在。

确保粘贴的位置符合测量要求，并且应变计的方向正确。

3. 连接测量设备将测量设备与应变计连接起来。

这可能包括数据采集系统和电阻应变计的连接。

确保连接稳固可靠，并检查信号传输是否正常。

4. 施加载荷通过施加适当的载荷来引导材料产生应变。

这可以通过外力施加或设备操作实现。

确保施加的载荷稳定，并记录下施加的载荷数值。

5. 记录测量数据随着载荷的施加，测量设备会记录下应变计的反应。

将这些数据记录下来，并确保其准确无误。

可能需要进行多次测量以获得可靠的数据。

6. 计算应力和应变根据测量数据，计算出样品的应力和应变值。

应力可以通过施加的载荷除以样品的截面积得到。

应变可以通过应变计测量值除以应变计的灵敏度得到。

7. 分析结果通过分析应力应变数据，我们可以得到材料的力学性质和行为。

这可能包括材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等。

根据实验目的，进行相应的数据处理和图表绘制。

8. 讨论和结论基于实验结果，进行讨论和分析。

讨论实验中的误差来源和改进措施。

最后，得出结论，并根据实验结果提出进一步研究的建议。

结束语应力应变测量实验是工程力学领域中的重要实验之一。

通过本实验，我们可以深入了解材料的性能和强度，并为工程实践提供基础数据。

在实施实验时，确保严格按照步骤进行，并注意实验中的安全问题。

通过合理的数据处理和分析，可以得到准确可靠的实验结果。

典型非金属材料的动静态应力-应变曲线测量一、实验概述本实验使用拉伸试验机对几种典型的非金属材料进行了动静态的应力-应变曲线测量。

通过对不同材料的力学特性进行测量分析，可以更深入地了解非金属材料的性能表现及应用范围，从而有助于进行材料选择及工程设计。

二、实验原理1、拉伸试验拉伸试验是通过在材料两端施加拉力，使其产生应变，从而破坏样品并得到变形和破坏信息的试验。

拉伸试验可测量许多重要的材料性质，如弹性模量、屈服强度、延伸率和断裂强度等。

2、应力力的作用引起物体内部的应力，即单位面积上的力。

在拉伸试验中，样品的应力可表示为：σ = F/A其中，σ 表示应力，单位为 Pa；F 表示样品所受拉力，单位为 N；A 表示样品的截面积，单位为m²。

3、应变ε = ΔL/L04、应力-应变曲线在拉伸试验中，根据加载时样品的应力和应变变化，可以绘制应力-应变曲线。

在曲线上可分为多个阶段，其中比较重要的阶段包括：（1）弹性阶段：样品在受力作用下发生弹性变形，应变与应力成比例，该阶段内的曲线为直线；（2）屈服阶段：样品开始出现塑性变形，应变增加速度降低，应力也略有增加，该阶段内曲线上出现拐点；（4）断裂阶段：样品在受到比较大的拉伸力后，引起断裂，应力急剧下降，应变则保持在一个较高值。

三、实验步骤1、将实验台上的拉伸试验机开启，并进行合适的调整，以适应样品的短距离拉伸。

2、选取所需的非金属材料，并在安全的环境下进行样品制备。

3、将所制备的样品固定好在拉伸试验机的夹持装置上。

4、依据所选非金属材料的特点，进行适当的加载速度及载荷设定。

5、开始拉伸试验，并记录所得的应力-应变曲线数据。

6、在拉伸试验完成后，进行数据处理并分析所得数据。

四、实验结果及分析根据绘制出的应力-应变曲线，可以得出样品的弹性模量、屈服强度、延伸率、断裂强度等力学参数，并通过比较不同材料的力学参数来评估不同材料的性能表现及应用范围。

五、实验注意事项1、拉伸试验时应注意安全，避免样品脱离夹持装置。

静态应力实验报告实验名称：静态应力实验实验目的：1. 掌握静态应力的测量方法；2. 研究材料在不同静态应力下的变形特性。

实验原理：静态应力是指物体受到外力作用后，物体内部出现应力分布，且在一段时间内保持不变的应力状态。

通过测量和分析物体在不同静态应力下的变形情况，可以探究材料的力学性质和应力-应变关系。

实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括扭簧、拉力计、测微计等；2. 将扭簧装入拉力计上，并将测微计安装在拉力计的刻度盘上；3. 施加不同大小的力于扭簧上，同时记录下相应的拉力计示数和测微计示数；4. 根据拉力计示数和测微计示数计算出扭簧的应力值；5. 将所得数据整理并绘制应力-应变曲线。

实验结果：根据实验数据整理和计算可得出扭簧在不同静态应力下的应力值，并绘制出应力-应变曲线。

根据曲线的形状和曲线上的数据点，可以得出扭簧在不同静态应力下的变形特性。

实验讨论与分析：1. 根据应力-应变曲线的形状，可以分析材料的弹性和塑性特性。

在曲线的线性区域，材料的应力与应变成正比；在曲线弯曲区域，材料表现出塑性变形；2. 实验中发现，扭簧的应力值随着外力的增大而增加，且应力-应变曲线呈现非线性的趋势；3. 通过测量应力和应变的关系，可以计算材料的弹性模量，从而进一步了解材料的力学性质；4. 实验中还可以发现，材料的变形特性与材料的成分、制造工艺等因素有关。

实验结论：通过本实验，我们可以得出以下结论：1. 扭簧在不同静态应力下的应力值随外力的增大而增加；2. 扭簧的应力-应变曲线呈现非线性的趋势，表明扭簧具有一定的塑性变形能力；3. 材料的变形特性与其弹性模量、成分、制造工艺等因素有关。

实验总结：通过本次实验，我们对静态应力的测量方法有了更深入的了解，并学习了材料在不同静态应力下的变形特性。

该实验对于我们进一步研究材料力学性质有很大的帮助，也对我们今后的科研工作提供了一定的参考价值。

通过实验，我们还发现了实验中可能存在的误差和不确定性，并提出了相应的改进措施。

实验静态应力-应变测量一、实验目的1、掌握用电阻应变片组成测量电桥的方法；2、掌握应变数据采集分析仪的使用方法；3、验证电桥的和差特性及温度补偿作用；4、验证测量应变值与理论计算值的一致性。

二、实验原理1、计算机测试系统：被测信号通过传感器转为电信号（电压或电流信号），通过信号调节环节使输出大小与被测信号大小完全对应。

信号调节环节还设置不同的滤波频率，对干扰谐波进行过滤，使信号调理输出消除杂波影响。

经过调理环节的标准电压接入多路转换器，进入采样保持器及转换芯片进行数字化转换，转换后的数字信号在接口电路里锁存，再进入计算机，经过运算处理后显示、绘图或打印。

2、电桥的和差特性：电桥的输出电压与电阻（或应变）变化的符号有关。

即相邻臂电阻或应变变化，同号相减，异号相加；而相对臂则相反，同号相加，异号相减。

3、利用桥路的和差特性可以提高电桥灵敏度、补偿温度影响，从复杂应力状态中测取某一应力、消除非测量应力。

三、主要仪器及耗材等强度梁实验台、WS-3811应变数据采集分析仪、计算机、砝码四、实验内容和步骤1．了解所采用的静动态应变数据采集仪的正确使用（见附录）;2．接线；（参照附录）3．组桥方法和顺序，按图（3-1）所示的组桥方法和顺序组成各种测量电桥。

4．测量；a) 平衡电桥；b) 加载及卸载：把每一级加载及卸载后的读数值计入表中。

c) 根据（图3-1）的组桥方法和顺序分别加、卸载测量。

并将所测的应变值分别记入表中，然后将各表（各种组桥方式）的数据进行比较。

五、实验报告要求1．简叙实验方法，按表列出试验数据;2．根据试验数据计算机械滞后及非线性。

3．计算在测量载荷下，梁的理论应变值并与实测值相比较。

4．根据试验记录和计算结果说明电桥加减特性。

5、写出实验结果，分析、讨论等部分；6、说明温度对电阻应变值的影响，应如何消除该影响。

六、思考题1、利用和差特性，在测量中所起到哪些作用?2、在测量中为什么要进行温度补偿，进行温度补偿必须满足哪些条件? （附录）WS-3811应变数据采集仪：WS-3811数字式应变数据采集仪采用最新数字技术，能直接把应变量转换为数字量，能通过网络接口（TCP/IP协议）把数据传输给计算机，克服了常规应变仪只能输出模拟量（还需要另配采集仪）的缺陷，便于试验室和野外测试工作，由于该应变仪采用了网络接口，可实现多台组网操作，方便扩展。