第四章结构实验结构的应力应变测试共139页文档
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应力应变测试什么是应力应变测试?应力应变测试是一种用于评估材料或结构在受到外部力作用下的性能和可靠性的方法。
通过施加不同的力或应变,并测量材料或结构的响应,可以获得有关其性能和行为的重要信息。
这些信息对于设计和优化材料和结构非常重要。
应力应变测试基于材料或结构在受到外部力作用下的弹性变形和塑性变形的原理。
通过施加一定大小的力或应变,可以观察材料或结构在不同载荷下的应力应变关系,从而确定其弹性模量、屈服强度、断裂强度等性能指标。
应力应变测试的方法1. 拉伸测试拉伸测试是最常用的应力应变测试方法之一。
它通过施加拉伸力来应用应变,测量材料在不同负荷下的应变和应力。
在拉伸测试中,逐渐增大载荷,直到材料发生断裂为止。
拉伸测试可以用于评估材料的强度、延伸性、断裂韧性等性能。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的屈服点、最大应力点和断裂点。
2. 压缩测试压缩测试是将作用力施加在材料或结构上,使其在压缩方向上产生应变的测试方法。
通过测量材料在不同载荷下的应变和应力,可以评估材料的抗压强度和变形性能。
压缩测试常用于评估材料的稳定性和抗压性能。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的屈服点和最大应力点。
3. 弯曲测试弯曲测试是将材料或结构放置在两个支撑点之间,施加弯曲力以产生应变的测试方法。
通过测量材料在不同载荷下的应变和应力,可以评估材料的强度、刚度和韧性。
弯曲测试常用于评估材料在受到弯曲力作用时的性能和可靠性。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的弹性模量、屈服点和断裂点。
如何进行应力应变测试?进行应力应变测试需要准备以下设备和工具:1.电子拉伸试验机:用于施加拉伸力和测量应变和应力。
2.压缩试验机:用于施加压缩力和测量应变和应力。
3.弯曲试验机:用于施加弯曲力和测量应变和应力。
4.试样夹具:用于夹持和固定材料或结构。
5.应变计:用于测量材料的应变。
6.应力计:用于测量材料的应力。
进行应力应变测试的步骤如下:1.准备试样:根据实验要求制备符合标准尺寸的试样。
应力应变实验报告应力应变实验报告引言应力应变实验是材料力学实验中的基础实验之一,通过在材料上施加外力,观察材料的应变情况,可以了解材料的力学性质。
本报告旨在详细描述应力应变实验的设计、操作和结果,并对实验结果进行分析和讨论。
实验设计本次实验选取了不同材料的试样进行测试,包括金属、塑料和橡胶。
每个试样的尺寸和形状都有所不同,以便研究它们的应变特性。
实验使用了一台万能材料试验机,该机器可以施加不同的载荷并测量试样的应变。
实验操作首先,我们准备了各种试样,包括金属棒、塑料片和橡胶块。
然后,将试样固定在试验机上,确保其在施加载荷时不会移动。
接下来,我们逐渐增加载荷,同时记录试样的应变情况。
当载荷达到一定值时,我们停止施加载荷,并记录试样的最大应变值。
实验结果通过实验,我们获得了每个试样在不同载荷下的应变数据。
将这些数据绘制成应力-应变曲线,可以更直观地观察材料的力学性质。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 金属材料的应力-应变曲线呈线性关系,即应变随应力的增加而线性增加。
这表明金属材料具有较高的弹性模量和强度。
2. 塑料材料的应力-应变曲线呈非线性关系,即应变随应力的增加而非线性增加。
这表明塑料材料具有较低的弹性模量和强度,但具有较好的延展性。
3. 橡胶材料的应力-应变曲线呈现出较大的应变量和较低的应力值。
这表明橡胶材料具有很高的延展性和可塑性,但缺乏强度。
讨论与分析通过对实验结果的分析,我们可以进一步了解材料的力学性质和应用范围。
金属材料由于其较高的强度和刚性,常用于制造机械零件和结构部件。
塑料材料由于其良好的延展性和可塑性,常用于制造日常用品和包装材料。
橡胶材料由于其较高的延展性和可塑性,常用于制造密封件和弹性元件。
此外,实验中还发现了一些有趣的现象。
例如,金属材料在一定应力下会发生塑性变形,即应变会持续增加而不会恢复原状。
而塑料和橡胶材料在一定应力下会发生弹性变形,即应变会随着应力的消失而恢复原状。
二、应变片的布置和接桥方法应变片的布置和电桥连接应根据测量的目的、对载荷分布的估计而定。
在测量复合载荷作用下的应变时,还应利用应变片的布置和接桥方法来消除相互影响的因素。
表8-2列举了轴向拉伸(压缩)载荷下应变测量时应变片的布置和接桥方法。
从表中清楚看到不同的布置和接桥方法对灵敏度、温度补偿情况和消除弯矩影响是不同的。
一般应优先选用输出信号大、能实现温度补偿、粘贴方便和便于分析的方案。
2014-1-20第八章应变、应力和转矩的测量3表中符号说明:S g-应变片的灵敏度;u0-供桥电压;ν-被测件的泊松比;εi -应变仪测读的应变值,即指示应变;ε-所要测量的机械应变值。
2014-1-20第八章应变、应力和转矩的测量42014-1-20第八章 应变、应力和转矩的测量5表中符号说明:S g -应变片的灵敏度;u 0-供桥电压;ν-被测件的泊桑比; εi -应交仪测读的应变值,即指示应变; ε-所要测量的机械应变值。
2014-1-20第八章 应变、应力和转矩的测量6表中符号说明:S g -应变片的灵敏度;u 0-供桥电压;ν-被测件的泊桑比; εi -应交仪测读的应变值,即指示应变; ε-所要测量的机械应变值。
2014-1-20第八章 应变、应力和转矩的测量8(二)主应力方向未知一般采取贴应变花的办法来进行测量。
对于平面应力状态,如能测出某点三个方向的应变。
ε1 、 ε2和ε3 ,就可以计算该点主应力的大小和方向。
应变花(见图3-8c )是由三个(或多个)互相之间按一定角度关系排列的应变片所组成的,用它可以测量某点三个方向的应变,然后按已知公式可求出主应力的大小和方向。
图8-2列举了几种常用的应变花构造原理图,其主应力计算公式都有现成公式可查。
现在市场上已有多种图案复杂的应变花供应.四、提高应变测量精确度的措施在使用电阻应变片测量应变时,应尽可能消除各种误差,以提高测试精确度。
一般可采用下列措施:l)选择合适的仪器并进行准确的定度。
应力应变测试方法综述引言:应力应变测试是材料力学性能测试中的重要内容之一,用于研究材料在外力作用下的变形行为。
本文将综述常见的应力应变测试方法,包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和扭转试验。
一、拉伸试验拉伸试验是最常用的应力应变测试方法,用于测量材料在拉伸条件下的力学性能。
试样被拉伸时,应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来描述。
常见的应力应变曲线包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
二、压缩试验压缩试验是将试样置于压力下进行测试的方法。
与拉伸试验类似,压缩试验可以得到材料的应力-应变曲线。
对于韧性材料,其应力-应变曲线呈现出相似的趋势,但压缩应力往往比拉伸应力大。
三、剪切试验剪切试验是用于测量材料在剪切载荷下的变形行为的方法。
试样在剪切力的作用下,发生切变变形。
剪切试验可以得到剪切应力与剪切应变之间的关系,常用的剪切应力-应变曲线包括线性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
四、扭转试验扭转试验是测量材料在扭转载荷下发生的变形行为的方法。
试样在扭转力的作用下发生扭转变形。
扭转试验可以得到剪切应力与剪切应变之间的关系,常见的应力应变曲线包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
五、其他应力应变测试方法除了上述常见的应力应变测试方法外,还有一些特殊的测试方法,如冲击试验、疲劳试验等。
冲击试验用于评估材料在高速冲击载荷下的性能,疲劳试验用于研究材料在循环载荷下的疲劳寿命。
六、应力应变测试的应用领域应力应变测试方法广泛应用于材料科学、机械工程、土木工程等领域。
它可以帮助工程师和科学家了解材料的力学性能,评估材料的可靠性和安全性。
在材料研发、产品设计和结构分析中,应力应变测试是不可或缺的工具。
结论:应力应变测试是研究材料力学性能的重要手段,常见的测试方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和扭转试验。
通过这些测试方法,可以获得材料的应力-应变曲线,从而评估材料的力学性能和变形行为。
应力应变测试在材料科学和工程领域具有广泛的应用,对于材料的研发和工程设计具有重要意义。
梁应力应变测量一、实验目的1、了解电阻应变片的结构及种类;2、掌握电阻应变片的粘贴技巧;3、掌握利用电阻应变片测量应力应变的原理;4、掌握动态测试分析系统的使用及半桥、全桥的接法;二、实验内容进行悬臂梁的应变测量三、实验原理1、电阻应变片的测量技术将应变片固定在被测构件上,当构件变形时,电阻应变片的电阻值发生相应的变化。
通过电阻应变测量装置(简称应变仪)可将电阻应变片中的电阻值的变化测定出来,换算成应变或输出与应变呈正比的模拟电信号(电压或电流),用记录仪记录下来,也可用计算机按预定的要求进行数据处理,得到所需要的应力或应变值。
2、电阻应变式传感器电阻应变式传感器可测量应变、力、位移、加速度、扭矩等参数。
具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简便等优点。
电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。
常用的金属电阻应变片有丝式和箔式两种。
它由敏感元件、引出线、基底、覆盖层组成,用粘贴剂粘贴在一起,如图所示。
图1 电阻应变片结构图2 电桥3、应变片的测量电路在使用应变片测量应变时,必须有适当的方法检测其阻值的微小变化。
为此,一般是把应变片接入某种电路,让它的电阻变化对电路进行某种控制,使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号,之后,只要对这个电信号进行相应的处理(滤波、放大、调制解调等)就行了。
常规电阻应变测量使用的应变仪,它的输入回路叫做应变电桥①应变电桥:以应变片作为其构成部分的电桥。
② 应变电桥的作用:能把应变片阻值的微小变化转换成输出电压的变化。
U))((U 432142310⋅++-=R R R R R R R R常用电桥连接方法有三种:(1)单臂半桥接法: R1作为应变片 (2)半桥接法:R1、R2作为应变片(3)全桥接法: R1、R2、R3、R4均为应变片电桥的和差特性: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。