一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1. 了解電阻應(yīng)變片相對(duì)電阻變化與所受應(yīng)變之間的關(guān)系。
2. 掌握電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)定方法。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
1. 多用點(diǎn)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。
2. 帶有千分表的三點(diǎn)撓度計(jì)。
3. 電阻應(yīng)變儀。
4. 溫度補(bǔ)償片，等強(qiáng)度梁。
三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟
1. 實(shí)驗(yàn)原理
粘貼在試件上的電阻應(yīng)變片在承受應(yīng)變式，其電阻相對(duì)變化值與應(yīng)變的關(guān)系為：
（3-1） 通過(guò)使用三點(diǎn)撓度計(jì)，可以測(cè)定等強(qiáng)度梁上下表面的縱向應(yīng)變。其具體公式為：
（3-2）式中h表示等強(qiáng)度梁的厚度；L表示三點(diǎn)撓度計(jì)的跨度；f表示撓度計(jì)上千分表讀數(shù)。
撓度計(jì)放在等強(qiáng)度梁上，把等強(qiáng)度梁裝于測(cè)驗(yàn)臺(tái)加力裝置上，試件上的應(yīng)變片接入應(yīng)變儀上，如圖3-1所示。
電阻相對(duì)變化可用高精度電阻應(yīng)變儀測(cè)定，用下式計(jì)算：
（3-3）
圖3-1 靈敏系數(shù)測(cè)定裝置圖
2. 實(shí)驗(yàn)步驟
1. 測(cè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)h，L。
2. 在等強(qiáng)度梁上安裝三點(diǎn)撓度計(jì)。
3. 連接電阻應(yīng)變儀。
4. 將試件上各應(yīng)變片按順序接到應(yīng)變儀的A、B接線柱去，溫度補(bǔ)償片接到D、A接線柱上去，因?yàn)槭褂霉惭a(bǔ)償片，所有要把相應(yīng)的短接片螺絲旋緊。調(diào)節(jié)應(yīng)變儀靈敏系數(shù)
。將各通道反復(fù)置零。5. 以0.5Kg為一級(jí)，分四級(jí)加砝碼，每加一級(jí)記錄下?lián)隙扔?jì)讀數(shù)和應(yīng)變儀讀數(shù)。反復(fù)進(jìn)行三次。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表3-1 幾何參數(shù)表
撓度計(jì)跨度 |
100 |
 |
2.08 |
等強(qiáng)度梁厚度 |
4.75 |
彈性模量 |
200 |
等強(qiáng)度梁長(zhǎng)度 |
260 | 刻度/mm | 0.01 |
表3-2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表
| 應(yīng)變片號(hào) |
 |
 |
 |
||||
| 讀數(shù) | 增量 | 讀數(shù) | 增量 | 讀數(shù) | 增量 | ||
| 1 | 0 | 0.5 | 0.15 | 0.25 | 0 | 45 | |
| 0.5 | 0.40 | 45 | |||||
| 0.5 | 0.22 | 51 | |||||
| 1 | 0.62 | 96 | |||||
| 0.5 | 0.24 | 50 | |||||
| 1.5 | 0.86 | 146 | |||||
| 0.5 | 0.24 | 52 | |||||
| 2 | 1.10 | 198 | |||||
| 讀數(shù)差平均值 | 0.5 | 0.2375 | 49.5 | ||||
| 2 | 0 | 0.5 | 0.15 | 0.25 | 0 | 57 | |
| 0.5 | 0.40 | -57 | |||||
| 0.5 | 0.22 | 52 | |||||
| 1 | 0.62 | -109 | |||||
| 0.5 | 0.24 | 53 | |||||
| 1.5 | 0.86 | -162 | |||||
| 0.5 | 0.24 | 52 | |||||
| 2 | 1.10 | -214 | |||||
| 讀數(shù)差平均值 | 0.5 | 0.2375 | 53.5 | ||||
|
應(yīng)變片號(hào) 組數(shù) |
第一組 |
第二組 |
第三組 |
|
平均值 |
|||
| 1 | 49.5 | 50.5 | 49.25 |
| 2 | 53.5 | 53 | 53 |
| 3 | 51.25 | 51.25 | 51 |
| 4 | 50.5 | 51 | 50.5 |
| f | 23.75 | 23.75 | 23.75 |
1．求靈敏系數(shù)
根據(jù)上面的公式（3-2）可求得等截面梁的理輪應(yīng)變值，再由公式（3-3）可求得電阻相對(duì)變化值。最后根據(jù)公式
可得各個(gè)載荷情況下的應(yīng)變片靈敏系數(shù)。
2．計(jì)算各個(gè)應(yīng)變片的平均靈敏系數(shù)
同理可得：
3．計(jì)算應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差
4．用分級(jí)載荷下測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)，作出
圖，如圖3-2所示
圖3-2
曲線六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值為：
本次實(shí)驗(yàn)經(jīng)計(jì)算結(jié)果得知，實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與理論值相差不大，但是這是在舍棄了好幾組不合格的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的。這說(shuō)明，一方面我們貼片的技術(shù)水平還不夠達(dá)標(biāo)，另一方面也足以說(shuō)明我們做實(shí)驗(yàn)經(jīng)常犯錯(cuò)誤，導(dǎo)致影響實(shí)驗(yàn)的精度。
七、思考題
1. 本實(shí)驗(yàn)是否需要知道施加載荷的大小？
答:不需要。該實(shí)驗(yàn)加載載荷只是用來(lái)使等截面梁產(chǎn)生應(yīng)變，在實(shí)際后處理中對(duì)載荷并沒(méi)有要求。
2. 本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)變儀的讀數(shù)老是不穩(wěn)定，導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確是什么原因？
答：這是由于加載的過(guò)程中沒(méi)有做到過(guò)程的靜定，導(dǎo)致砝碼晃動(dòng)，由此產(chǎn)生作用在懸臂梁上的載荷不斷發(fā)生改變，由此導(dǎo)致了讀數(shù)的不穩(wěn)定。