第五章选修实验 实验五动应力测量 实验目的 1、了解动态应变仪的工作原理,学习其使用方法 2、熟悉计算机数据采集实验操作过程; 掌握现代动态电阻应变测试技术。 二、仪器设备 1、悬臂等强度梁实验台; 2、DY-3动态电阻应变仪或YD-15动态电阻应变仪 3、计算机和打印机或SC-16示波器 三、实验原理 悬臂等强度梁实验台如图5-5-1所示,悬臂梁上、下表面中心线上各贴一枚电阻应变计。 将电阻应变计接入DY-3动态应变仪接线孔内(或将两片电阻应变几计的引线接入YD-15 动态电阻应变仪所附专用电桥盒),桥路如图5-5-2所示。 R1回R ab B CD 图5-5-1 图5-5-2 经调试后,用10N砝码由上而下冲击等强度梁上的加载托盘,用DY-3动态应变仪一计算机 采集动态应变波形。测量动应变系统如下 四、实验步骤 (一)若选用DY-3动态电阻应变仪一计算机测量系统,则参考如下步骤进行实验: 1、测量等强度梁的几何尺寸和电阻应变计的粘贴位置 98
98 第五章 选修实验 实验五 动应力测量 一、实验目的 1、 了解动态应变仪的工作原理，学习其使用方法； 2、 熟悉计算机数据采集实验操作过程； 3、 掌握现代动态电阻应变测试技术。 二、仪器设备 1、 悬臂等强度梁实验台； 2、 DY −3 动态电阻应变仪或 YD −15 动态电阻应变仪； 3、 计算机和打印机或 SC −16 示波器。 三、实验原理 悬臂等强度梁实验台如图 5-5-1 所示，悬臂梁上、下表面中心线上各贴一枚电阻应变计。 将电阻应变计接入 DY −3 动态应变仪接线孔内（或将两片电阻应变几计的引线接入 YD-15 动态电阻应变仪所附专用电桥盒），桥路如图 5-5-2 所示。 图 5-5-1 图 5-5-2 经调试后，用 10N 砝码由上而下冲击等强度梁上的加载托盘，用 DY-3 动态应变仪-计算机 采集动态应变波形。测量动应变系统如下： 四、实验步骤 （一）若选用 DY −3 动态电阻应变仪-计算机测量系统，则参考如下步骤进行实验： 1、 测量等强度梁的几何尺寸和电阻应变计的粘贴位置；
2、按半桥方式将电阻应变计接入测量电桥的接线孔 3、依次打开 BookiE12、DBK43A、计算机电源: 4、运行《动应力测量》软件(或参考DF3动态电阻应变仪使用说明书自行设计虚拟仪 器) 5、点击“≯”开始采样。观察初始应变曲线,确定电阻应变计初始不平衡输出应变值, 必要时进行“调零” 6、设定实验数据存盘路径和文件名,准备测试 7、让砝码沿加载导杆自上而下自由滑落冲击托盘 检查采集动应变波形是否正确、有效 9、打印、分析实验结果 ,,,m8 图5-5-3动态电阻应变测量系统 (二)若选用YD-15动态电阻应变仪-光线示波器测量系统,则参考如下步骤进行实验: 准备工作 (1)接桥:YD15动态电阻应变仪有8个通道,可同时测量8个测点的动态应变,每 个通道有一个独立的电桥盒(注意:各测点不能使用公共补偿片),电桥盒内装有两个120 Ω的高精密无感电阻,可与电阻应变计组合形成半桥测量。本实验将工作片接入1、2端点 之间,将补偿片接入2、3端点之间,并将电桥盒的接线柱1和5、3和7、4和8用短接片 (或导线)短接起来,构成单通道半桥联接。接桥后,将电桥盒的五芯插头插入15应变 仪背面的“输入”插座。 (2)仪器连接:连接DF15电源箱与Ⅳ-15主机的连接电缆:把YD-15主机的输出线
99 2、按半桥方式将电阻应变计接入测量电桥的接线孔； 3、依次打开 Book112、DBK43A、计算机电源； 4、运行《动应力测量》软件（或参考 DY-3 动态电阻应变仪使用说明书自行设计虚拟仪 器）； 5、点击“”开始采样。观察初始应变曲线，确定电阻应变计初始不平衡输出应变值， 必要时进行“调零”； 6、设定实验数据存盘路径和文件名，准备测试； 7、让砝码沿加载导杆自上而下自由滑落冲击托盘； 8、检查采集动应变波形是否正确、有效； 9、打印、分析实验结果。 图 5-5-3 动态电阻应变测量系统 （二）若选用 YD −15 动态电阻应变仪-光线示波器测量系统，则参考如下步骤进行实验： 1、准备工作 （1） 接桥：YD-15 动态电阻应变仪有 8 个通道，可同时测量 8 个测点的动态应变，每 个通道有一个独立的电桥盒（注意：各测点不能使用公共补偿片），电桥盒内装有两个 120 Ω的高精密无感电阻，可与电阻应变计组合形成半桥测量。 本实验将工作片接入 1、2 端点 之间，将补偿片接入 2、3 端点之间，并将电桥盒的接线柱 1 和 5、3 和 7、4 和 8 用短接片 （或导线)短接起来，构成单通道半桥联接。接桥后，将电桥盒的五芯插头插入 YD-15 应变 仪背面的“输入”插座。 （2） 仪器连接：连接 DY-15 电源箱与 YD-15 主机的连接电缆；把 YD-15 主机的输出线
插入背面的低阻输出孔,另一端与SC-16的振动子输入线连接(已由实验室预先连接好),振 子输入线的插头插入SC16背面的振动子输入插座,把DF15和SC16的电源线与电源接 通。此时各仪器的开关、旋纽应处于下列状态: DF15电源箱的开关在“关”位置,YD-15动态的衰减开关在“0”位置,静预开关在“预” 位置,标在“0”位置,载波电源选择开关在“内振”位置,SC-16电源电压调节在220W位 置,时标输入输出开关在“输出”位置,外电阻调节在“0”位置 (3)安装振动子 根据被测动应变的大小和频率的估计值,选择适当的振子,将其插入磁系统极靴圆孔中 并把输入引线帽接在振子输入接头上。 2、启动、仪器调试和测点预调平衡 (1)把DY-15电源箱的电源开关拨至“开”位置表指针应指24V (2)将SC-16电源开关扳至“开”位置,指示灯亮:压表指220V,电机转动,磁系统 恒温装置工作,预热15钟左右 (3)检査YD-15输出电表是否指零,若不指零,调节背面低阻基零使指针指零 (4)测点预调平衡。将YD-15主机的衰减开关从档开“100”开始调节“R”、“C”使 静预开关在“静”或“预”位置时电表指针均应指零,直至衰减开关在“1”处为止。平衡 后,将衰减开关拨到零 (5)按下SC-16的起辉按钮将高压汞灯点亮,把光点光栅调至最大,用专用起子前后调 整振子,使振子的光点在观察屏上最亮,然后左右转动振子,使振子发出的光线与记录纸垂 直,把振子的止动螺钉拧紧,把光点光栅调至适当位置: (6)把SC-16外电阻调节器调节“0”,把Y-15主机背面的输出开关调至振子的内阻值 对应位置 4、标定 (1)对悬臂梁进行试加载、观察,调节YD-15的衰减开关,使振子有适当的振幅,在观 察屏上出现一条亮线,亮线的长度即振子光点的变化范围: (2)按下光线示波器电机按钮并向右旋转一下把按钮锁定,将纸速设定为25mm/s档上, 按下拍摄按钮,记录纸行走一小段距离后,放开拍摄按钮,此时记录纸记录下零应变线的位 置:将标定开关拨向“十”至预定的那一档,按拍摄按钮2~3秒钟,记录纸记录预定的标 定正应变值:将标定开关拨至“一”一侧,同样标定负应变线位置:;最后把标定开关拨回“0
100 插入背面的低阻输出孔，另一端与 SC-16 的振动子输入线连接(已由实验室预先连接好)，振 子输入线的插头插入 SC-16 背面的振动子输入插座，把 DY-15 和 SC-16 的电源线与电源接 通。此时各仪器的开关、旋纽应处于下列状态： DY-15 电源箱的开关在“关”位置，YD-15 动态的衰减开关在“0”位置，静预开关在“预” 位置，标在“0”位置，载波电源选择开关在“内振”位置，SC-16 电源电压调节在 220V 位 置，时标输入输出开关在“输出” 位置，外电阻调节在“0”位置。 （3） 安装振动子 根据被测动应变的大小和频率的估计值，选择适当的振子，将其插入磁系统极靴圆孔中 并把输入引线帽接在振子输入接头上。 2、启动、仪器调试和测点预调平衡 (1) 把 DY-15 电源箱的电源开关拨至“开”位置表指针应指 24V； (2) 将 SC-16 电源开关扳至“开”位置，指示灯亮；压表指 220V，电机转动，磁系统 恒温装置工作，预热 15 钟左右； (3) 检查 YD-15 输出电表是否指零，若不指零，调节背面低阻基零使指针指零； (4) 测点预调平衡。将 YD-15 主机的衰减开关从档开“100”开始调节“R”、 “C”使 静预开关在“静”或“预”位置时电表指针均应指零，直至衰减开关在“1”处为止。平衡 后，将衰减开关拨到零； (5) 按下 SC-16 的起辉按钮将高压汞灯点亮，把光点光栅调至最大，用专用起子前后调 整振子，使振子的光点在观察屏上最亮，然后左右转动振子，使振子发出的光线与记录纸垂 直，把振子的止动螺钉拧紧，把光点光栅调至适当位置； (6) 把 SC-16 外电阻调节器调节“0”，把 YD-15 主机背面的输出开关调至振子的内阻值 对应位置上。 4、 标定 (1) 对悬臂梁进行试加载、观察，调节 YD-15 的衰减开关，使振子有适当的振幅，在观 察屏上出现一条亮线，亮线的长度即振子光点的变化范围； (2) 按下光线示波器电机按钮并向右旋转一下把按钮锁定，将纸速设定为 25mm/s 档上， 按下拍摄按钮，记录纸行走一小段距离后，放开拍摄按钮，此时记录纸记录下零应变线的位 置；将标定开关拨向“＋”至预定的那一档，按拍摄按钮 2～3 秒钟，记录纸记录预定的标 定正应变值；将标定开关拨至“－”一侧，同样标定负应变线位置；最后把标定开关拨回“0
按拍摄按钮2~3秒钟。 5、测量 (1)根据动应变的频率大小,选择适当的纸速和时标,将记录定长旋钮旋至记录纸所需 的长度位置上。开始加载,冲击悬臂梁,同时按下示波器的拍摄按钮并右旋锁定,记录纸走 动、送出,记录下动态应变曲线 (2)梁的振动衰减静止后,再做一次标定。 (3)撕下记录线,在荧光灯或弱的日光下第二次曝光数秒钟,便可呈现出应变曲线 根据应变记录曲线可求出 图5-5-4 E标h Emax,+h 其中:E标为选定的标定应变(AE) 五、实验报告要求 1、简述动态应力测量方法和测量步骤; 2、打印实测动应变曲线; 3、确定梁受冲击所产生的最大动应力并与理论值比较; 4、确定梁的自由振动频率
101 按拍摄按钮 2～3 秒钟。 5、 测量 (1) 根据动应变的频率大小，选择适当的纸速和时标，将记录定长旋钮旋至记录纸所需 的长度位置上。开始加载，冲击悬臂梁，同时按下示波器的拍摄按钮并右旋锁定，记录纸走 动、送出，记录下动态应变曲线。 (2) 梁的振动衰减静止后，再做一次标定。 (3) 撕下记录线，在荧光灯或弱的日光下第二次曝光数秒钟，便可呈现出应变曲线。 根据应变记录曲线可求出： 图 5-5-4 2 1 2 1 max H H h + = + 标 2 3 4 2 max H H h + = − 标 其中： 标 为选定的标定应变( )。 五、实验报告要求 1、 简述动态应力测量方法和测量步骤； 2、 打印实测动应变曲线； 3、 确定梁受冲击所产生的最大动应力并与理论值比较； 4、 确定梁的自由振动频率