1、機械工程基礎實驗實驗十螺栓組實驗、實驗目的1測試螺栓組聯接在翻轉力矩作用下各螺栓所受的載荷;2深化課程學習中對螺栓組聯接受力分析的認識；3初步掌握電阻應變儀的工作原理和使用方法。、實驗原理(1 )螺栓組靜聯接實驗臺的機械結構及實驗原理5螺栓組連接實驗臺結構圖1. 手柄；2加載桿；3.載荷傳感器；4.被連接件；5.機座；6.連接螺栓；7傳感器支撐板 為了便于測試，實驗臺的螺栓設計成細而長的試驗螺栓，每個螺栓上都貼有電阻應變片。可在螺栓測試部位的任一側貼一片，或在對稱的兩側各貼一片電阻應變片，如下圖所示。電阻應變儀是利用金屬材料的特性，將非電量的變化轉換成電量變化的測量儀器，應變測量的轉換元件一一

2、應變片，是用極細的金屬電阻絲繞成或用金屬箔片印刷腐蝕而成，用粘劑將應變片牢固地貼在試件上，當被測試件受到外力作用長度發生變化時，粘貼在試件上的應變片也相應變化， 應變片的電阻值也隨著發生了厶R的變化，這樣就把機械量一一變形轉換電量一一電阻值的變化。用靈敏的電阻測量儀器一一電橋，測出電阻值的變化R/R，就可以換算出相應的應變，如果該電橋用應變來刻度，就可以直接讀出應變，完成了非電量的電測。電阻應變片的“應變效應”，是指上述機械量轉換成電量的關系，用電阻應變的“靈敏系數” K來表征：可用下式表示。K= ( R/R) / ( L/L ) = ( R/R) /本實驗用到的靜態螺栓應變儀就是按照上述原理

3、進行數字表示的，其原理方框如下:測量電橋通道選擇器顯示AD轉換器C51處理器PC串口通訊測量電橋：是按120 Q設計的，下圖中 R1為單臂測量時的外接應變片，在儀器內部有三個120 Q精密無感線繞電阻作為電橋測量時的內半橋。電橋中的AC端是由穩壓電源供給的5V直流穩定電壓，作為電橋的工作源。儀器在無應變信號時，通過系統內部程控裝置將 電橋調平衡。BD端沒有電壓輸出。當試件受力產生形變時，由“應變效應”而引起的橋臂 應變片的阻值變化 R/R，破壞了電橋的平衡，BD端有一個厶U的電壓輸出。1Ri1 U -U -UK4R14(2) 加載力的測量本實驗臺在加載桿下安裝的荷重傳感器，當加載桿擰緊時，荷重

4、傳感器將壓力信號輸入到數字測量儀中，通過數字儀直接將壓力信號顯示在屏上。(3) 軟件本實驗臺配置了一套螺栓變力一變形的分析軟件，只要將檢測數值輸入到相應界面的參數欄中，即可自動描繪有關曲線。(4) 實驗結構部分尺寸如下：螺栓尺寸：圖(二)D=10mm d=6mm實驗結構部分尺寸見實驗臺結構圖。L=160mmL'=40mmL仁 65mm三、實驗步驟：1、檢查接線，應變儀分別與螺栓上的應變片、荷重傳感器和計算機相連。2、用手先將左側各個螺母擰緊，然后再把右端各個螺母擰緊。注意在實驗前，如螺栓 已經受力，應將其擰松后再作初預緊。3、 接上電源線，打開應變儀的電源，讓應變儀預熱3 5分鐘。打開

5、實驗程序，進入主 界面，點擊“操作”菜單中的“采集”子菜單或點擊工具欄中采集按鈕，使計算機與應變儀 通訊。4、 點擊PC軟件調零，使電橋趨于平衡。通過PC實驗程序采集的曲線觀察，各螺栓應 變值約為0。5、用扳手給每根螺栓預緊，各個預緊應變值大小應該基本保持一致，確保每組螺栓應變片的朝向一致。點擊預緊后，系統會自動根據預緊情況進行數據分析，即預緊值沒有相同時，系統將自動調節，在數據處理時做相關補償運算。6、 點擊“操作”菜單中“設置當前值為參考值”和“確定參考值加載”，記錄當前螺栓 的應變值為參考值。并點擊“操作”菜單中“采點”子菜單或工具欄中相應的快捷按鈕，記錄參考值的曲線位置。7、 增加負載

6、值，點擊“采點”按鈕，記錄負載值以及10根螺栓在該載重下的應變值與 參考值的差值。8、觀察并分析螺栓組的應變變化趨勢。9、點擊“實驗項目”菜單中“生成實驗報告”子菜單，將出現螺栓組應變變化曲線實 驗報告窗體，可預覽并打印。10、點擊保存打印選項中的打印按鈕可打印所采集的曲線。11、 完成實驗后，卸掉負載，松開螺栓至自由狀態，關掉應變儀電源，拆除儀器連接線。12、根據實驗數據寫實驗報告。四、注意事項A、加載力不得超過 500kg，否則傳感器將損壞。B、 調節螺栓預緊力時螺栓應變最大不得超過175卩£五、相關計算公式與說明螺栓應力計算由公式F=EsA可得fF/(EA)F螺栓受力；螺栓的應變量；E 彈性模量：E= 2.1 X 106 kg / cm2A -螺栓截面積。理論負荷拉力計算匚MriFi2ri 繪制實測螺栓應力分布圖，包括實驗拉力Fo,實驗負荷拉力 F,理論負荷拉力Fn 螺栓組聯接理論計算與實驗所得結果之間的誤差是由哪些原因引起的？Fi 螺栓受的工作拉力；M 繞接合面的傾覆力矩；M=P X LP 加載力，單位：N ;ri各螺栓到接合面中心軸線的距離；L加載點到接合面的距離。