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等强度梁应变测定实验
SQ1001804A004 李扬
一．实验目的
1． 熟练掌握电阻应变片测量应变的原理；
2． 熟练掌握本型号电阻应变仪的使用，掌握多点测量方法；
3． 测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变（应力）相等。
二．实验仪器和设备
1. YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪；
2. 等强度梁实验装置一台；
3. 温度补偿块一块。
三．实验原理和方法
等强度梁实验装置如图1所示，图中1为等强度梁座体，2为等强度梁，3为等强度梁上下表面粘贴的四片应变片，4为加载砝码（有5个砝码，每个200克），5为水平调节螺钉，6为水平仪，7为磁性表座和百分表。等强度梁的变形由砝码4加载产生。等强度梁材料为高强度铝合金，其弹性模量。等强度梁尺寸见图2。 图1
图2
等强度梁表面应力计算公式为 ，
四．实验步骤
1．采用多点单臂半桥接线法，将等强度梁上四个应变片分别接在应变仪背面1~ 4通道的接线柱A、B上，补偿块上的应变片接在接线柱B、C上（见图3）。
2．载荷为零时，按顺序将应变仪每个通道的初始显示应变置零，然后按每级200克逐级加载至1000克，记录各级载荷作用下的读数应变。
3. 反复做三遍。
电桥多点接线原理 应变仪上多点测量接法
图3
五．实验结果处理
1．以表格形式处理实验结果，根据实验数据计算各测点1000g载荷作用下的实验应力值，并计算出理论应力值；计算实验应力值与理论应力值的相对误差。
2．比较实验值与理论值，理论上等强度梁各横截面上应变（应力）应相等。
3．计算任意一片应变片测量的线性度和重复性。
实验数据记录和结果处理参考表

相对误差指：

表1
应变

载荷(g)
R1
(με)
R2
(με)
1
2
3
平均
1
2
3
平均
0
-1
0
0
-0.3
0
0
-1
-0.3
200
81
83
81
81.7
-82
-82
-83
-82.3
400
161
163
162
162
-164
-163
-164
-163.7
600
242
243
243
242.7
-245
-245
-246
-245.3
800
322
324
325
323.7
-327
-327
-328
-327.3
1000
402
403
406
403.7
-408
-409
-408
-408.3
续表1
应变

载荷(g)
R3
(με)
R4
(με)
1
2
3
平均
1
2
3
平均
0
0
-2
0
-0.7
0
0
-2
-0.7
200
-83
-86
-83
-84
81
81
79
80.3
400
-166
-170
-165
-167
163
164
162
163
600
-249
-253
-248
-250
245
244
244
244.3
800
-334
-337
--331
-334
328
326
326
326.7
1000
-418
-420
-415
-417.7
411
408
409
409.3

表2
应力
测点
实验值
（Mpa）
理论值
（Mpa）
相对误差
%
R1
29.07
30.625
-5.08%
R2
29.40
-4%
R3
30.07
-1.81%
R4
29.47
-3.77%
R1的线性度：
重复性：

六．思考题
1． 本实验中对应变片的栅长尺寸有无要求？为什么？
有要求。在等强度梁表面应力计算时，宽度b(x)是随位置而改变的，故而应变片的栅长不可过长，否则影响计算结果。

2． 分析实验值与理论值不完全相等的原因。
应变片的粘贴位置、实验人员的读数、应变片的灵敏度、温度的影响等等，都会造成实验误差。

3． 用什么方法可提高测量等强度梁表面应变的灵敏度？
在原位置改贴2块应变，改变组桥方式，可提高一倍灵敏度。
4． 用加长或增加应变片敏感栅线数的方法改变应变片的电阻值，是否能改变应变片的灵敏系数？为什么？
不会。由灵敏度公式，可以看出，增加敏感栅长度和线数均不能改变其灵敏系数。
4