1、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告項(xiàng)目名稱(chēng)：懸臂梁在動(dòng)態(tài)力作用下梁身應(yīng)變測(cè)試姓名：武浩、邱紅祥、常思建指導(dǎo)教師：鄭曉軍日期：2014.4.12摘要通過(guò)實(shí)驗(yàn)1-6的學(xué)習(xí)實(shí)踐，掌握了機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基本實(shí) 驗(yàn)方法。本實(shí)驗(yàn)是對(duì)基本測(cè)試方法的一次綜合訓(xùn)練過(guò)程，通過(guò)對(duì) 具體所要測(cè)試機(jī)械裝備的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，了解要測(cè)試的對(duì) 象，最終確定測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案以及選擇要采用的儀器。通過(guò)此過(guò)程 了解靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信號(hào)的采集及數(shù)據(jù)分析處理過(guò)程，熟悉從傳感器 到計(jì)算機(jī)之間各儀器的連接、測(cè)試軟件的使用和機(jī)械信號(hào)測(cè)試方 法。、八刖掌握構(gòu)件在不同的動(dòng)態(tài)力狀態(tài)下，應(yīng)變測(cè)量的方法。懸臂梁在電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速條件下偏置質(zhì)量塊產(chǎn)生動(dòng)態(tài)力不同，在不同

2、轉(zhuǎn)速條件下測(cè)出梁身動(dòng)態(tài)應(yīng)變與動(dòng)態(tài)力（電機(jī)轉(zhuǎn)速） 之間關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三測(cè)得的應(yīng)變片靈敏度準(zhǔn)確得出在不同動(dòng)態(tài)力下梁身發(fā)生的真實(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變。在航空、機(jī)械及材料研究領(lǐng)域中，零件的強(qiáng)度是一個(gè)很重要的問(wèn) 題。研究強(qiáng)度問(wèn)題的途徑之一便是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析 的方法很多，有電測(cè)法、光測(cè)法、機(jī)械測(cè)量法等多種方法，其中 以電阻應(yīng)變測(cè)量方法應(yīng)用較為普遍。電阻應(yīng)變測(cè)量方法是用電阻 應(yīng)變片測(cè)定構(gòu)件表面的應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)變應(yīng)力關(guān)系確定構(gòu)件表 面應(yīng)力狀態(tài)。工程中常用此方法來(lái)測(cè)量模型或?qū)嵨锉砻娌煌c(diǎn)的 應(yīng)力，它具有較高的靈敏度和精度。由于輸出的是電信號(hào)，易于 實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)字化和自動(dòng)化，并可進(jìn)行遙測(cè)。電阻應(yīng)變測(cè)量，可以 在高溫

3、高壓、高速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)磁場(chǎng)、液下等特殊條件下進(jìn)行，此外 還可以對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量。由于電阻應(yīng)變片具有體積小、質(zhì)量 輕、價(jià)格便宜的有點(diǎn)，且電阻應(yīng)變測(cè)試方法具有實(shí)時(shí)性、現(xiàn)場(chǎng)性, 因此它應(yīng)成為實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中應(yīng)用最廣的一種分析方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程一、實(shí)驗(yàn)儀器inv306g智能信號(hào)采集儀1臺(tái)yd 28型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀1臺(tái)inv 6型多功能抗混濾波放大器1臺(tái)dasp應(yīng)用軟件1套激振用微型直流電機(jī)16個(gè)計(jì)算機(jī)1臺(tái)等強(qiáng)度梁15臺(tái)直流電源15臺(tái)dh5922型動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)15臺(tái)應(yīng)變適調(diào)器15只測(cè)力架15臺(tái)測(cè)力傳感器15個(gè)二、應(yīng)變片靈敏度測(cè)定的原理電阻應(yīng)變片的應(yīng)變靈敏度可表示為：ar/rsg=（ 3-1 ）因此只要對(duì)試件

4、施加一己知的固定載荷，計(jì)算出由此產(chǎn)生的 相應(yīng)應(yīng)變£ l,并間接測(cè)得此時(shí)粘貼在該試件上的應(yīng)變片產(chǎn)生的 電阻變化率ar/r值，即可按（1）式求出相應(yīng)電阻應(yīng)變片的應(yīng) 變靈敏度。ar/r值可按下式計(jì)算ar/r = syxsy（32 ）式中：sv在應(yīng)變儀上人為設(shè)定的應(yīng)變靈敏度，一般定 為：sy =2；仁對(duì)試件施加固定的已知應(yīng)變丑時(shí)，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀指 示應(yīng)變。一般說(shuō)來(lái)6與心之間有一定的區(qū)別，它們之間不一定相等，九 是由同一己知標(biāo)準(zhǔn)載荷在同一個(gè)試件上通過(guò)材料力學(xué)公式計(jì)算 所得到的理論值。將（2）式和乞代入（1）式即可得到s；。例如 在本實(shí)驗(yàn)中試件是等強(qiáng)度梁，乞可按下式計(jì)算：6pl£ l

5、=tebh2(3 3 )式中：p加在等強(qiáng)度梁（試件）上的標(biāo)準(zhǔn)載荷（n）；e 等強(qiáng)度梁材料的彈性模量,e二210gpaol 等強(qiáng)度梁的懸臂長(zhǎng)(m)；h 等強(qiáng)度梁的壁厚(m)；b 等強(qiáng)度梁根部最大寬度(m)；將式(2)、式(3)代入式(1)：(3 4 )s；三、方案設(shè)計(jì)(b)全橋懸臂梁動(dòng)態(tài)力作用下應(yīng)變測(cè)試方法有兩種：半橋和全橋(電路圖分別如上)用兩片組半橋方案簡(jiǎn)單，但不能消除由于載荷偏心產(chǎn)生的附加彎 矩影響，全橋很好的彌補(bǔ)了這個(gè)缺點(diǎn)，并且靈敏度高、橋臂系數(shù) 大，故采用全橋。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)速項(xiàng)目最小最大頻率(hz)2.2v10.711.89.82.8v41.442.412.73.2v54.3

6、54.613.71.8v11.612.87.8五、分析說(shuō)明與結(jié)論1、隨電壓增大，測(cè)得轉(zhuǎn)速也增大；2、隨電壓增大，轉(zhuǎn)速提高，動(dòng)態(tài)力增大，則振幅也逐漸遞增;3、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作，當(dāng)電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí)，使電機(jī)震動(dòng)頻 率與懸臂梁固有頻率相等，震動(dòng)最劇烈，當(dāng)電壓繼續(xù)增人，采樣 出現(xiàn)失真。項(xiàng)目總結(jié)一、主要工作：首先按照電路圖正確組橋，對(duì)電機(jī)供入不同電壓，從而使電 機(jī)輸出不同轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下測(cè)得懸臂梁發(fā)生的應(yīng)變不同；通 過(guò)電腦顯示采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行試驗(yàn)記錄；得出梁身動(dòng)應(yīng)變與動(dòng)態(tài) 應(yīng)力的關(guān)系。二、心得感受：通過(guò)這次三級(jí)項(xiàng)目的分析以及整個(gè)完成的過(guò)程，讓我們組的 成員深入的理解了如何將從課本上所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于解決 生活實(shí)際問(wèn)題的方法和理論，使學(xué)習(xí)由紙上談兵提高到了學(xué)以致 用的高度，為以后的工作中解決工程實(shí)際問(wèn)題做好鋪墊。由于此 次項(xiàng)目是班內(nèi)分組完成，在大