实验力学实验报告（郑州大学力学实验中心编制）院系：力学与工程科学学院专业：安全工程年级：2012班级： 1*名：***学号：***********成绩：评阅老师：目录实验 1 应变计横向效应系数测定实验 2 应变计灵敏系数测定和机械滞后实验 3 薄壁圆管内力测定实验 4 应变计的粘贴实验 5 动态应变信号数据采集实验 6 光弹性实验实验7实验8实验9实验10实验11实验12………1实验 1 应变计横向效应系数测定实验目的：用等强度梁测定BX120-5AA、BZ120-5AA应变计横向效应系数H实验设备：等强度梁、应变计砝码小组名单：周备堂朱全力陈恒啸实验日期：2014年10月29 日实验原理：1、应变计的横向效应系数用来表征应变计横向效应的大小，定义为用同一单向应变分别作用于同一应变计的栅宽与栅长方向，前者与后者所得电阻变化率之比（百分数表示）称为应变计的横向效应系数，用H表示，即：H= ΔR h/R ΔR l/Rζ表示栅丝单位长度的电阻值，K L与Kt分别表示长度和宽度丝材的应变灵敏度，则经过推导可到：H=Bζt K t nLζL K L2、如图粘贴应变计，则可推出：εd1=11-μ0H（εL+HεB）εd2=11-μ0H（εB+HεL）εL= 1-μ0H1-H2（εd1-Hεd2）εB=1-μ0H1-H2（εd2-Hεd1）H=ε2+μ0ε1ε1+μ0ε2(本实验中μ0=0.3，R=120Ω,K=2.00)原始记录：纸基应变片分级加载三次实验所得数据如下表：2（1）（3）数据处理：三次测量H取平均值后结果如下表：结果分析：1、由结果可以看出，横向效应随载荷的变化而变化，但是变化非常小，故可认为横向效应不变。
2、测量引起的误差可能是由于仪器放置的桌子有人为引起的晃动导致和应变计接口处接触不良导致的。
3实验 2 应变计灵敏系数测定和机械滞后实验目的：测定应变计灵敏度系数和机械滞后实验设备：灵敏系数标定装置、静态应变仪、百分表三点挠度计小组名单：周备堂朱全力陈恒啸实验日期：2014年10月29日实验原理：1、用合金丝材制作的应变计类似于合金丝的性能，在较大范围内，应变计的电阻相对变化率ΔR/R与其沿敏感栅轴向所产生的应变εx成正比，即ΔRR= Kεx2、应变计灵敏系数定义为应变计安装在材料泊松比为0.285的单向应力实样表面，并使敏感栅轴线方向与单向应力方向平行所测得的结果。
如图1-8为纯弯梁实验装置。
在梁的纯弯段内放置一个三点挠度计，由梁受弯后挠度计上的千分表读数f即可计算梁的真实轴向应变εx。
εx=fhl2+f2+hf≈fhl23、实验时一般选用精度高、经过严格校准的电阻应变仪进行实验，将梁上的应变计作为工作应变计，和另一个补偿应变计按半桥接入应变仪，并把仪器灵敏系数置于2.00，经过预调平衡后，加载并读取相应的应变读数εd，应变计的电阻变化率ΔRR= 2εd4、由1、3两式联立可得出灵敏系数K = ΔRR/εx =2εdεx5、标定时要是梁产生的实际应变为εx≈1000με。
规定一批应变计的抽样率为1％（最少4不少于6片），取其平均值作为同一批应变计的灵敏系数。
原始记录：实验分十级加载，每次100个微应变，对应每次表盘转10小格，加载后再一一卸载，所得数据如下表。
（1）纸基应变片（白，7，8，9）数据处理：(1)由式2及加载规律可以求得εx、f、如下表:5(3)由上表可得纸基应变计（7,8,9）7,9两组误差较大，舍去，则K=1.507胶基应变计（1,2,3）灵敏系数K=(1.555+1.550+1.474)/3=1.526 (4)由加载和卸载做出折线图如下：6结果分析：1、实验时不能只做加载而不做卸载否则精确度会大大降低。
2、实验结果误差很明显的数据要舍去不应该参与最后计算。
3、由机械滞后图可知，1、2、3号胶基应变计没有明显的机械滞后现象；7、9号纸基应变计加载和卸载时的应变差别较大，可能是机械滞后。
7实验 3 薄壁圆管内力测定实验目的：1、测定薄壁圆管测点变形时的内力素。
2、练习桥路设计与内力计算方法。
实验设备：应变仪、薄壁圆管（贴好应变片）小组名单：周备堂朱全力陈恒啸实验日期：2014年11月5日实验原理：1、装置如图：P=200N薄壁圆管上各点应变计粘贴如A点。
2、经过分析可得：εA0=εN-εMyεA45=εN’-εMy’+εT+εQyεA-45=εN’-εMy’-εT-εQyεB0=εN-εMzεB45=εN’-εMz’+εT-εQzεB-45=εN’-εMz’-εT+εQzεC0=εN+εMyεC45=εN’+εMy’+εT-εQyεC-45=εN’+εMy’-εT+εQyεD0=εN-εMzεD45=εN’+εMz’+εT+εQzεD-45=εN’+εMz’-εT-εQz3、桥路设定：894、数据推导：由桥路设定和2可得：εd1=εD0-εB0=2εMz = 2M zEW zεd2=εC0-εA0=2εMy = 2M yEW yεd3=εA0-εR0+εC0-εR0=2εN = 2NAEεd4=εA45-εA -45+εC45-εC -45=4εT = 4(1+μ)TEW n εd5=εA45-εA -45+εC -45-εC45=4εQy = 8(1+μ)Q yEA εd6=εD45-εD -45+εB -45-εB -45=4εQz =8(1+μ)Q zEA经过进一步推导可得：M z =12εd1EW zM y =12εd2EW yN =12AE εd3T=EW p 4(1+μ)εd4 Q y =EA8(1+μ)εd5Q z =EA 8(1+μ)εd65、理论值M z =-PLcos30° M y =PSsin30° N=-Pcos30° T=PLsin30°Q y =0 Q z =Psin30°原始记录：数据处理：实验值：P=200N E=210GPa μ=0.3 K=2.13 D=40mm S=260mm L=230mm t=1.8mm α=0.91 M z =12εd1EW z =12εd1E πD 3（1-α4）32=44.3 N ·mM y =12εd2EW y =12εd2E πD 3（1-α4）32=25.1 N ·mT=EW p 4(1+μ)εd4= E 4(1+μ)εd4πD 3（1-α4）16=21.3N ·mQ y =EA8(1+μ)εd5=87.2NQ z =EA 8(1+μ)εd6=52.3N理论值：M z =-PLcos30°=39.8 N ·m M y =PSsin30°=26 N ·m T=PLsin30°=23 N ·m Q y =0Q z =Psin30°=100 N结果分析：1、实验数据可知，M z M y T 与实际理论值相差不大，在误差范围内可以接受。
2、Q y Q z 与理论值相差较大，可能由于实验仪器屏幕不清楚而数据记录出现错误导致。
实验 4 应变计的粘贴实验目的：在单拉试样上粘贴应变计，掌握应变计粘贴技术实验设备：常温用电阻应变计、板状拉伸试件、502粘结剂（氰基丙烯酸酯粘结剂）、电烙铁、焊锡、焊锡膏等、细砂纸、丙酮、药棉等打磨清洗器材、防潮用硅胶、万用表、100伏兆欧表(测绝缘电阻用)、其它辅助器材：直尺、直角尺、划线笔、塑料胶带（滚压应变计用）、接线端子、剥线钳、镊子、剪刀。
小组名单：周备堂朱全力陈恒啸实验日期：2014年11月5日实验原理：1、用电阻应变片测量应变时，要将应变片粘贴到试件上，当试件发生变形，应变片就会跟随一起变形，这时应变片中的电阻丝就会因其机械变形而导致电阻丝的电阻发生变化，电阻的变化也就反应了结构的变形情况，这就是用电阻应变片测量应变的基本原理。
2、从电阻应变片测量应变的基本原理中可以看出，首先要保证应变片与被测物体共同产生变形，其次，要保证电阻应变片本身的电阻值的稳定，才能得到准确的应变测量结果，这是应变片粘贴的基本原则。
因此应变片本身的质量和粘贴质量的好坏对测量结果影响很大，应变片必须牢固地粘贴在试件的被测测点上，因此对粘贴的技术要求十分严格。
原始记录：1、检查、分选应变计用放大镜检查应变计的外观，剔除那些敏感栅有形状缺陷，片内有气泡、霉变或锈点等的应变计。
再用万用表逐一测量剩下的应变计阻值，并按阻值选配，使每组的阻值差异不超过0.5Ω或更小。
2、构件测点表面处理构件表面需事先进行处理，干净光滑的表面只需用中粒度砂纸沿与贴片方向成±45°交叉打出纹路；不光滑不干净的表面，应先用手提砂轮机、刮刀或锉刀等工具平整，除去油漆、电镀层、氧化皮、锈斑等，油污可用甲苯、四氯化碳、汽油等清洗，最后与光滑表面一样用砂纸打出纹路。
如果不是立即粘贴应变计，可在构件表面涂一层凡士林暂作保护，等粘贴时再清除。
3、粘贴应变计捏住应变片引出线，在应变计的底面涂上薄薄一层胶水，把应变计对准座标线放置在试件上（注意应变计轴线与所划座标线对齐）。
面盖一层塑料膜作为隔层，用手指在应变计的长度方向滚压，挤出片下汽泡和多余的胶水，手指保持不动约1分钟后再放开，注意按住时不要使应变片移动4、贴片质量检查轻轻掀开薄膜检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则须重贴。
注意粘结剂不要用得过多或过少，过多则胶层太厚影响应变片性能，过少则粘结不牢不能准确传递应变。
5、连接固定导线焊接导线前，先用万用电表检查导线有否断路。
在应变计引出线一端距端头约2mm处粘贴接线端子板，并将引出线和导线焊在接线端子上，尽量使焊点饱满、整齐、美观。
并对焊接完成的导线进行编号6、通路、绝缘检查用万用表从导线编号一端检查是否通路。
用兆欧表检查各应变计（一根导线）与试件间的绝缘电阻，应大于200兆欧为好，如导线不通或绝缘电阻达不到要求，则须进行检查找出原因，直到满足要求为止。
7.防潮处理：用硅胶覆盖应变计区域，作防潮层，再次检查通路和绝缘。
将测量导线用胶带固定在试件上，防止导线或应变计扯断，再次进行通路、绝缘检查，然后将试件收存好。
数据处理：无原始数据结果分析：1、在选电阻片和粘贴的过程中，不要用手接触片身，要用镊子夹取引线。
2、清洗后的被测点不要用手接触，以防粘上油渍和汗渍实验 5 动态应变信号数据采集实验目的：了解动态信号数据系统；熟悉Vibsys 软件操作与信号标定、转换等方法。
实验设备：等强度梁动应变测量装置、动态应变仪（BZ2202Z ）、数据采集仪、笔记本电脑、Vibsys小组名单：周备堂 朱全力 陈恒啸 实验日期：2014年11月 5日 实验原理：1. 实验采用等强度梁，交变荷载由一端装有偏心质量的可调速的微型直流电机提供。