试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法doc.docx

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试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法

一、试验目的及要求

1.掌握电阻应变片的选用原则、方法及其粘贴技术；

2.熟悉静态应变仪的操作规程；

3.掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理；

4.学会电阻应变仪的半桥测量接线方法。

二、试验设备及仪表

电桥

兆欧表

万用电表

粘结剂

电阻应变片

电烙铁及其它工具

导线若干

Bz-2206型静态电阻应变仪

标准钢梁（等强度梁）

三、试验内容及原理

1.电阻应变片的粘贴技术

（1）、外观检查；用放大镜仔细检查应变片结构，检查丝栅有无短路、有无锈蚀斑痕、有无弯折；测试应变片的阻值，检查其阻值是否和提供的电阻应变片阻值相符；

（2）、贴片前表面的处理：

将欲贴应变片部位表面用砂纸打光，并将其表面打出与等强度梁轴线成450的细纹，然后用药棉沾丙酮将表面擦洗干净，细至药棉上无污迹为止；

（3）、画线定位：

在贴片处，根据测量方向定位画线（如图2）；（4）、在粘贴应变片处滴一小滴502胶（注意应变片正反面），将应

1

变片贴在预定位置上，用一小块塑料布盖在应变片上，用手轻轻挤压应变片，将多余的胶水挤出（注意不要让胶水粘在手上）；

（5）、检查贴片质量：

先观察应变片下是否有气泡、漏粘现象，检查引出线是否粘在试件上，再用万用表检查应变片的绝缘度，绝缘度要求大

于100MΩ，若不符合要求，则用吹风机烘烤（注意温度不能超过600），若仍不能达到要求，则需要重新贴片；

（6）、接线：

先贴端子，将应变片的引线、导线分别焊在端子的对应

接头上；

（7）、在导线的一端进一步检查片子的绝缘度及阻值；

（8）、防潮处理：

用凡士林把应变片、端子封好；

2.静态电阻应变仪的操作原理

静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值εi有下列关

系：

ε仪=ε1-ε2-ε3+ε4

半桥接线与测量

如果应变片R1接于应变仪AB接线柱，温度补偿片R2接于BC接线

柱，则构成外半桥，如图；内半桥由应变仪内部两个精密无感绕线电阻组成，应变仪读出的数值为ε仪=ε1。

四、试验步骤

1.按要求粘贴应变片（轴线上），测量等强度梁的厚度及各部分尺寸；

2.按半桥接法接通桥路，预调应变仪，使所接测点读数为零，如果实在不能调零，则记下初始读数。

3.加载试验：

分级加载5N、10N、15N、20N、25N、30N共6级。

逐级记取读数。

4.重复上述步骤3次，取每级荷载下应变的平均值。

并在每一次试验后记下残余应变值。

五、数据处理与分析

2

绘出荷载—应变关系曲线，实测的和理论的相比较。

分析产生误差的原因。

六、试验报告

1、根据测试结果，得到在不同荷载情况下测点的应变及应力（梁的弹性模量按210000MPa取值）；

2、分析测点布置在不同测点时测试结果有何不同？

3、分析为何将应变片灵敏系数、电阻值相近的放在一起？

应变片

轴线

应变片补偿块

图1

定位线

贴片处定位线

图2

3

R1R2

B

AC

R3

R4

D

4

试验二动态应变测试工艺及动态应变仪的操作方法

一、试验目的及要求

1.了解动态应变测试的原理及方法；

2.掌握动态电阻应变仪和信号分析仪的操作方法，重点掌握应变仪的标定及衰减。

二、试验仪器及设备

箔式应变片

万用表

导线

等强度梁

电吹风

502胶

丙酮

静态电阻应变仪剥线钳

电烙铁

焊锡

放大镜

砂纸

电桥盒

动态电阻应变仪

信号分析仪

三、试验内容及步骤

1.由指导教师介绍动态电阻应变仪、分析仪各按纽的功能及使用注

5

意事项；

2.按以下步骤操作、调试仪器

（1）、所有仪器电源置关闭状态，应变仪上各健纽按仪器使用说明书要求就位；

（2）、连接桥盒、应变仪和分析仪，按半桥连接桥盒和应变片；

（3）、打开仪器电源开关（先应变仪，再分析仪）；

（4）、应变仪调零、调节应变仪上的电阻平衡、确定标定值和衰减档次（见仪器说明书）；

（5）、确定分析仪的采样诸参数；

注意：

该仪器功能较多，具体操作必须在指导教师指导下进行；

3、试验

（1）、仪器再次调零；

（2）、试加载并用手按住已加砝码的悬臂梁，然后释放，通过分析仪

显示屏估计动应变的大小；

（3）、打标定；

（4）、正式分级加载（10KN一级，共5级），测量、记录；

（5）、将数据记入表1；

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数据记录表

测点1234

内容电压应变电压应变电压应变电压应变

正标定

负标定

10KN

20KN

30KN

40KN

50KN

10KN

20KN

30KN

40KN

50KN

10KN应变

动态增量

50KN应变

动态增量

四、试验报告

1、整理出各工况动应变测试曲线图；

2、计算实测动应变值。

3、分析动态测试中导线采用屏蔽线的原因？

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试验三钢弦传感器的工作原理及应变测试

一、试验目的及要求

1.掌握表面、内置钢弦传感器测试结构静应变的原理及方法；

2.掌握内置、表面传感器的安装要点及注意事项；

3、了解索结构内力测试采用弦式传感器的工作原理及优点。

二、试验仪器及设备

JMZX-215型钢弦传感器

JMZX-212型钢弦传感器

JMZX-200X综合测试仪

粘结剂502胶

砂纸

丙酮

标准杆

扳手

三、试验内容及步骤

1.按粘贴应变片处理粘贴表面的方法将待安装传感器的部位清洗干

净；

2.按以下步骤安装表面钢弦传感器

（1）、将表面钢弦传感器的底座从传感器上卸下，卸下底座时注意不

能用力过猛，以防将传感器损坏；

（2）、将卸下的底座安装在标准杆上，拧紧底座螺丝；

（3）、在底座底面滴502胶，将涂有502胶、带有标准杆的底座底面

朝向构件表面，用力将底座压向构件表面，直至粘牢后松开；

（4）、待底座和构件表面粘牢后，卸下标准杆；

8

（5）、安装表面传感器：

将传感器安装在已粘牢的底座上，拧紧底座

螺丝，通过调整传感器上的旋钮，调节传感器的初始读数；

（6）、在梁的跨中截面拉、压区分别安装上表面钢弦传感器；

3、试验

（1）、对简支梁施加竖向力；

（2）、待每级荷载施加完毕后，将读数仪接在钢弦传感器上，读出每

级荷载下传感器的读数；

（3）、加载共分5级（10KN为一级），按下表格式记录相应读数；

钢弦传感器测试数据记录表

测点

1

2

钢弦频

荷载分级应变（με）钢弦频率（HZ）应变（με）

率（HZ）

初读数

10KN

20KN

30KN

40KN

50KN

四、试验报告

1、根据附录所给公式，整理2个测点应变、应力随荷载变化历程；

2、分析两测点钢弦传感器读数变化差异，分析表面传感器调整初读

数的原因；

3、叙述出内置、表面传感器安装注意事项？

4、查阅相关文献，分析斜拉桥中拉索、悬索桥中吊杆内力测试采用

弦式传感器的原理；

5、叙述智能传感器的优点。

附录：

钢弦传感器的工作原理

9

钢弦式应变传感器工作原理是：

在微幅振动条件下，钢弦的自振频率

与钢弦应力有如下关系：

f

1

2L

式中：

f——钢弦的自振频率；

L——钢弦的自由长度；

ζ——钢弦应力；

ρ——钢弦的质量密度。

上式可变换为：

ζ=k·f2

式中：

k——常数。

从上式可发现，钢弦应力与其自振频率的平方成正比，常数k可通过

标定求得。

实用弦式应变传感器均经过标定得到应变一频率关系：

k（f2f02A）（）

式中：

k、A——常数；

f0——初始频率。

得到结构测点的微应变后，即可通过胡克定律得到结构测点处的应

力。

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试验四简支钢桁梁静载非破坏性试验

一、试验目的及要求

1.进一步学习和掌握几种常用仪表的性能、安装和使用方法；

2.掌握钢桁梁杆件内力测试方法；

3.掌握钢桁梁变形测试测点布置及测试方法。

4.通过对钢桁架节点位移、杆件内力、支座处上弦杆转角的测量，对桁架结构的工作性能作出分析，并验证理论计算的准确性。

二、试验仪器及设备

1．试件——钢桁架、跨度4.2m，上下弦杆采用等边角钢2∠30×3，

腹杆采用2∠25×3，节点板厚δ=4mm，测点布置见图4-1所示；

2．加载设备——100t静力压力试验机（JN-020型）；

3．静态电阻应变仪、读数仪；

4．应变片及其附属设备、表面式钢弦应变传感器；

5．百分表、挠度计及支架等；

6．倾角仪。

三、试验方案

1、采用中点垂直对称加载；

2、测点布置如下图所示；

3、观测项目：

各杆件的内力；各节点的挠度值。

4、加卸载方案：

采用分级加载（分4级），分别为：

5KN、10KN、

15KN、20KN。

卸载也采用分级（2级）：

10KN、0KN。

四、试验内容及步骤

1.按应变片粘贴试验中介绍方法将应变片粘贴在钢桁梁杆件表面（注意应将应变片的轴线和杆件的轴线一致）；

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2.按以下步骤操作、调试仪器

3×1.4=4.2m

m

7

.

0

钢桁架示意图

（1）、将所有的测点应变片通过导线按测点编号接在静态电阻应变仪

上；

（2）、按测点编号、仪器通道号绘出测点位置简图；

（3）、各测点调平；

（4）、在跨中、节点、支点位置钢桁架下翼缘两侧分别布设百分表或千分表；

（5）、拉动百分表拉杆，观察百分表拉杆触头是否和钢构件表面密贴，

调整百分表两个杆，使百分表或千分表的拉杆前端部和钢构件表面密贴；

（6）、旋动百分表罗盘，使百分表或千分表的指针和某个整数重合，记录初始状态时百分表或千分表的读数；

3、试验

（1）、按每级5KN一级荷载在跨中处施加集中荷载，共分4级；

（2）、记录每级荷载作用下各应力测点静态电阻应变仪、百分表、千

分表的度数；

（3）、加完4级荷载后，从20KN开始，每5KN一级卸载，直至0KN；

（4）、记录卸载过程中每级荷载下静态电阻应变仪、百分表、千分表

的读数；

（5）、将数据按下表格式记录；

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应力测试数据记录表

测点

1

2

3

4

应变

应力

应变

应力

应变

应力

应变

应力

（με）

（MPa）

（με）

（MPa）

（με）

（MPa）

（με）

（MPa

荷载

）

0KN

5KN

10KN

15KN

20KN

15KN

10KN

5KN

0KN

挠度测试数据记录表

测点1234

读数变形读数变形读数变形读数变形

荷载（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

0KN