試驗指導書

2022-06-27 22:39:03 字數 4995 閱讀 8979

試驗一靜態應變測試工藝及靜態應變儀的操作方法

一 、試驗目的及要求

1. 掌握電阻應變片的選用原則、方法及其貼上技術;

2. 熟悉靜態應變儀的操作規程;

3. 掌握靜態電阻應變儀單點測量的基本原理;

4. 學會電阻應變儀的半橋測量接線方法。

二、試驗裝置及儀表

電橋兆歐表

萬用電表

粘結劑電阻應變片

電烙鐵及其它工具

導線若干

bz-2206型靜態電阻應變儀

標準鋼梁(等強度梁)

三、試驗內容及原理

1. 電阻應變片的貼上技術

(1)、外觀檢查;用放大鏡仔細檢查應變片結構,檢查絲柵有無短路、有無鏽蝕斑痕、有無彎折;測試應變片的阻值,檢查其阻值是否和提供的電阻應變片阻值相符;

(2)、貼片前表面的處理:將欲貼應變片部位表面用砂紙打光,並將其表面打出與等強度梁軸線成450的細紋,然後用藥棉沾丙酮將表面擦洗乾淨,細至藥棉上無汙跡為止;

(3)、畫線定位:在貼片處,根據測量方向定位畫線(如圖2);

(4)、在貼上應變片處滴一小滴502膠(注意應變片正反面),將應變片貼在預定位置上,用一小塊塑料布蓋在應變片上,用手輕輕擠壓應變片,將多餘的膠水擠出(注意不要讓膠水粘在手上);

(5)、檢查貼片質量:先觀察應變片下是否有氣泡、漏粘現象,檢查引出線是否粘在試件上,再用萬用表檢查應變片的絕緣度,絕緣度要求大於100mω,若不符合要求,則用吹風機烘烤(注意溫度不能超過600),若仍不能達到要求,則需要重新貼片;

(6)、接線:先貼端子,將應變片的引線、導線分別焊在端子的對應接頭上;

(7)、在導線的一端進一步檢查**的絕緣度及阻值;

(8)、防潮處理:用凡士林把應變片、端子封好;

2. 靜態電阻應變儀的操作原理

靜態電阻應變儀的讀數ε儀與各橋臂應變片的應變值εi有下列關係:

ε儀=ε1-ε2-ε3+ε4

半橋接線與測量

如果應變片r1接於應變儀ab接線柱,溫度補償片r2接於bc接線柱,則構成外半橋,如圖;內半橋由應變儀內部兩個精密無感繞線電阻組成,應變儀讀出的數值為ε儀=ε1。

四、試驗步驟

1. 按要求貼上應變片(軸線上),測量等強度梁的厚度及各部分尺寸;

2. 按半橋接法接通橋路,預調應變儀,使所接測點讀數為零,如果實在不能調零,則記下初始讀數。

3. 載入試驗:分級載入5n、10n、15n、20n、25n、30n共6級。逐級記取讀數。

4. 重複上述步驟3次,取每級荷載下應變的平均值。並在每一次試驗後記下殘餘應變值。

五、資料處理與分析

繪出荷載—應變關係曲線,實測的和理論的相比較。分析產生誤差的原因。

六、試驗報告

1、根據測試結果,得到在不同荷載情況下測點的應變及應力(梁的彈性模量按210000mpa取值);

2、分析測點布置在不同測點時測試結果有何不同?

3、分析為何將應變片靈敏係數、電阻值相近的放在一起?

試驗二動態應變測試工藝及動態應變儀的操作方法

一 、試驗目的及要求

1. 了解動態應變測試的原理及方法;

2. 掌握動態電阻應變儀和訊號分析儀的操作方法,重點掌握應變儀的標定及衰減。

二、試驗儀器及裝置

箔式應變片

萬用表導線

等強度梁

電吹風502膠

丙酮靜態電阻應變儀

剝線鉗電烙鐵

焊錫放大鏡

砂紙電橋盒

動態電阻應變儀

訊號分析儀

三、試驗內容及步驟

1. 由指導教師介紹動態電阻應變儀、分析儀各按紐的功能及使用注意事項;

2. 按以下步驟操作、除錯儀器

(1)、所有儀器電源置關閉狀態,應變儀上各健紐按儀器使用說明書要求就位;

(2)、連線橋盒、應變儀和分析儀,按半橋連線橋盒和應變片;

(3)、開啟儀器電源開關(先應變儀,再分析儀);

(4)、應變儀調零、調節應變儀上的電阻平衡、確定標定值和衰減檔次(見儀器說明書);

(5)、確定分析儀的取樣諸引數;

注意:該儀器功能較多,具體操作必須在指導教師指導下進行;

3、試驗

(1)、儀器再次調零;

(2)、試載入並用手按住已加砝碼的懸臂梁,然後釋放,通過分析儀顯示屏估計動應變的大小;

(3)、打標定;

(4)、正式分級載入(10kn一級,共5級),測量、記錄;

(5)、將資料記入表1;

資料記錄表

四、試驗報告

1、整理出各工況動應變測試曲線圖;

2、計算實測動應變值。

3、分析動態測試中導線採用遮蔽線的原因?

試驗三鋼弦感測器的工作原理及應變測試

一 、試驗目的及要求

1. 掌握表面、內建鋼弦感測器測試結構靜應變的原理及方法;

2. 掌握內建、表面感測器的安裝要點及注意事項;

3、了解索結構內力測試採用弦式感測器的工作原理及優點。

二、試驗儀器及裝置

jmzx-215型鋼弦感測器

jmzx-212型鋼弦感測器

jmzx-200x綜合測試儀

粘結劑502膠

砂紙丙酮

標準桿扳手

三、試驗內容及步驟

1. 按貼上應變片處理貼上表面的方法將待安裝感測器的部位清洗乾淨;

2. 按以下步驟安裝表面鋼弦感測器

(1)、將表面鋼弦感測器的底座從感測器上卸下,卸下底座時注意不能用力過猛,以防將感測器損壞;

(2)、將卸下的底座安裝在標準桿上,擰緊底座螺絲;

(3)、在底座底面滴502膠,將塗有502膠、帶有標準桿的底座底面朝向構件表面,用力將底座壓向構件表面,直至粘牢後鬆開;

(4)、待底座和構件表面粘牢後,卸下標準桿;

(5)、安裝表面感測器:將感測器安裝在已粘牢的底座上,擰緊底座螺絲,通過調整感測器上的旋鈕,調節感測器的初始讀數;

(6)、在梁的跨中截面拉、壓區分別安裝上表面鋼弦感測器;

3、試驗

(1)、對簡支梁施加豎向力;

(2)、待每級荷載施加完畢後,將讀數儀接在鋼弦感測器上,讀出每級荷載下感測器的讀數;

(3)、載入共分5級(10kn為一級),按下**式記錄相應讀數;

鋼弦感測器測試資料記錄表

四、試驗報告

1、根據附錄所給公式,整理2個測點應變、應力隨荷載變化歷程;

2、分析兩測點鋼弦感測器讀數變化差異,分析表面感測器調整初讀數的原因;

3、敘述出內建、表面感測器安裝注意事項?

4、查閱相關文獻,分析斜拉橋中拉索、懸索橋中吊桿內力測試採用弦式感測器的原理;

5、敘述智慧型感測器的優點。

附錄:鋼弦感測器的工作原理

鋼弦式應變感測器工作原理是:在微幅振動條件下,鋼弦的自振頻率與鋼弦應力有如下關係:

式中:f——鋼弦的自振頻率;

l——鋼弦的自由長度;

σ——鋼弦應力;

ρ——鋼弦的質量密度。

上式可變換為:

k·f2

式中:k——常數。

從上式可發現,鋼弦應力與其自振頻率的平方成正比,常數k可通過標定求得。

實用弦式應變感測器均經過標定得到應變一頻率關係:

式中:k、a——常數;

f0——初始頻率。

得到結構測點的微應變後,即可通過胡克定律得到結構測點處的應力。

試驗四簡支鋼桁梁靜載非破壞性試驗

一 、試驗目的及要求

1. 進一步學習和掌握幾種常用儀表的效能、安裝和使用方法;

2. 掌握鋼桁梁桿件內力測試方法;

3. 掌握鋼桁梁變形測試測點布置及測試方法。

4. 通過對鋼桁架節點位移、桿件內力、支座處上弦杆轉角的測量,對桁架結構的工作效能作出分析,並驗證理論計算的準確性。

二、試驗儀器及裝置

1.試件——鋼桁架、跨度4.2m,上下弦杆採用等邊角鋼2∠30×3,腹杆採用2∠25×3,節點板厚δ=4mm,測點布置見圖4-1所示;

2.載入裝置——100t靜力壓力試驗機(jn-020型);

3.靜態電阻應變儀、讀數儀;

4.應變片及其附屬裝置、表面式鋼弦應變感測器;

5.百分表、撓度計及支架等;

6.傾角儀。

三、試驗方案

1、採用中點垂直對稱載入;

2、測點布置如下圖所示;

3、觀測專案:各桿件的內力;各節點的撓度值。

4、加解除安裝方案:採用分級載入(分4級),分別為:5kn、10 kn、15 kn、20 kn。解除安裝也採用分級(2級):10 kn、0 kn。

四、試驗內容及步驟

1. 按應變片貼上試驗中介紹方法將應變片貼上在鋼桁梁桿件表面(注意應將應變片的軸線和桿件的軸線一致);

2. 按以下步驟操作、除錯儀器

(1)、將所有的測點應變片通過導線按測點編號接在靜態電阻應變儀上;

(2)、按測點編號、儀器通道號繪出測點位置簡圖;

(3)、各測點調平;

(4)、在跨中、節點、支點位置鋼桁架下翼緣兩側分別布設百分表或千分表;

(5)、拉動百分表拉桿,觀察百分表拉桿觸頭是否和鋼構件表面密貼,調整百分表兩個杆,使百分表或千分表的拉桿前端部和鋼構件表面密貼;

(6)、旋動百分表羅盤,使百分表或千分表的指標和某個整數重合,記錄初始狀態時百分表或千分表的讀數;

3、試驗

(1)、按每級5kn一級荷載在跨中處施加集中荷載,共分4級;

(2)、記錄每級荷載作用下各應力測點靜態電阻應變儀、百分表、千分表的度數;

(3)、加完4級荷載後,從20kn開始,每5kn一級解除安裝,直至0kn;

(4)、記錄解除安裝過程中每級荷載下靜態電阻應變儀、百分表、千分表的讀數;

(5)、將資料按下**式記錄;

應力測試資料記錄表

撓度測試資料記錄表

四、試驗報告

1、整理出各測點內力隨荷載變化曲線圖;

2、分析支點處布置變形測點的原因,整理出跨中、1/4截面撓度隨荷載變化曲線;

3、分析除採用百分表、千分表測試變形外,可用於結構變形測試的其它方法;

4、掌握百分表、千分表由於行程不夠中間需要倒表的具體做法及記錄;

5、觀察跨中、節點與支點截面百分表、千分表初讀數設定值有何不同?分析其原因。

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