《桥梁工程检测技术实验报告》
试验一:小钢梁应变、挠度试验
一、试验目的
通过小钢梁试验,熟悉应变、挠度测试仪器和掌握相应的测试技术。
二、试验内容
1.掌握应变计、应变仪和百分表的安装和使用方法。
2.用位移计测量梁的跨中截面在各级荷载下的挠度值,绘制荷载—挠度的关系曲线,验证理论的计算挠度值。
3.用应变计量测梁的纯弯段上、下缘的应变值,并与理论计算值进行对比。
三、试验梁尺寸及试验方法
1. 受弯试验梁尺寸见图1。
图1 受弯试验梁尺寸 (尺寸单位:mm)
2. 实验设备
① 小钢梁与法码
② 磁性表架与大行程百分表
③ 电阻应变片、数据采集仪DH3818
④ 钢尺、铅笔等
3. 实验方法
①一个班(40人左右)可分四组,每组10人左右的规模方式进行。
②试验在试验台座上进行,用法码和支撑系统组合成加载系统,进行两点加载,加载位置a、b由各小组自己确定。
③通过数据采集仪对荷载、应变和挠度传感器进行数据采集;用百分表量测挠度。
4. 试验步骤
①根据自己选定的a、b,安装加载系统,计算各级荷载下理论的变形和应变值。
②正确连接应变片与应变仪,安装百分表。
③进行仪器调试,调试好后正式进行试验。
④未加荷载前读出应变计、位移计。
⑤试验分四级加载,每次加荷维持3~5分钟后,再读取应变仪和位移计的各级读数。
⑥最后进行卸载,读取最终读数。
⑦整理试验器材,处理数据结果,完成试验报告。
四、试验资料整理
1.材料力学性能、荷载分级及实测数据
(1) R235钢材弹性模量= MPa
选定
(2)实测数据汇总表
注:荷载单位为N;挠度为mm;应变为μ。
2.绘制实测及理论荷载—挠度曲线(实测值与理论值在同一坐标系下反映)
答:计算实验数据,各级荷载下的实测及理论挠度见下表(卸载后回零不计入表格中):
注:理论挠度,其中。
由此绘制实测及理论荷载—挠度曲线如下:
3.绘制实测及理论荷载—应变曲线图(实测值与理论值在同一坐标系下反映)。
答:计算实验数据,各级荷载下的实测及理论应变见下表(卸载后回零不计入表格中):
注:理论应变的计算公式为,其中跨中弯矩计算公式为,。
由此绘制实测及理论荷载—挠度曲线如下:
五、思考题
1.电阻式应变仪采集应变有哪几种桥路接法?各种接法有何特点?本试验中可以采用什么接法?
答:(1)电阻式应变仪桥路接法:1/4桥电路;1/2桥电路;全桥电路。
(2)其相应的特点见下表所示:
(3)本试验中可以采用1/4桥和1/2桥。
2.试推导两点对称加载简支梁跨中挠度计算公式。
解:
=
=
3.本试验中变形、应变实测值与理论值的相对差异有多少?请分析下原因。
答:本实验中各级荷载下变形、应变实测值与理论值汇总如下:
由上表可知,各级荷载下的变形最大相对误差为13.5%,应变最大相对误差为20.0%。由此可见,本次试验所测理论值与实测值的相对误差都较大。
误差原因分析:实验室架设仪器的桌子被碰到后影响测量精度;
实验的读数靠肉眼观察,不可避免地存在误差;
实验加载等步骤人为操作不当引起误差等;
实验开始时调平未调好。
【实验题目】 惠斯通电桥
【实验记录】
1. 自组电桥测量电阻:
2. 箱式电桥测电阻:
=
【结论与讨论】
报告成绩(满分30分): _____________ 指导教师签名:___________ 日期:___________________
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