一、实验目的

1、用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；

2、测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩；

3、学习电阻应变花的应用。

二、实验设备和仪器

1、微机控制电子万能试验机；

2、电阻应变仪；

3、游标卡尺。

三、试验试件及装置

弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径D₀＝42mm，壁厚t=3mm， l₁=200mm，l₂=240mm（如图二所示）；中碳钢材料屈服极限＝360MPa，弹性模量E＝206GPa，泊松比μ＝0.28。

图一 实验装置图

四、实验原理和方法

1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；

圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。

 

在圆轴某一横截面A－B的上下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。

根据平面应变状态应变分析公式：

                 （1）

可得到关于ε_x、ε_y、γ_xy的三个线性方程组，解得：

                            （2）

由平面应变状态的主应变及其方位角公式：

                        （3）或         （4）

将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。

对于各向同性材料，应力应变关系满足广义虎克定律：

                             （5）

由式（2）~（5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为：

                       （6）

、和的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）。

 

2、圆轴某一截面弯矩M的测量：

轴向应力s_x仅由弯矩M引起，故有：

                                 (7)

根据广义虎克定律，可得：

                                              （8）

又:                                                     (9)

由式（7）~（9）得到：

                                (10)

 

以某截面上应力最大的上点或下点作为测量点。测出X方向应变片的应变值ε_X（）。

ε₀的测量可用1/4桥接法（见图七），也可采用半桥接法（见图八）。

 

3、圆轴某一截面扭矩T的测量：

切应力τ_x仅扭矩T引起，故有：

                                           （11）

根据广义虎克定律，可得：

                                 （12）

由式（11）、（12）可得：

             (13)

的测量可用半桥接法（见图七），也可采用全桥接法（见图八）。

 

为了尽可能减小实验误差，本实验采用重复加载法。可参考如下加载方案：P₀=500N，P_max=1500N，DP=1000N，N=4。

五、实验步骤

1． 设计实验所需各类数据表格；

2． 测量试件尺寸；

测量三次，取其平均值作为实验值 。

3． 拟定加载方案；

4． 试验机准备、试件安装和仪器调整；

5． 确定各项要求的组桥方式、接线和设置应变仪参数；

6． 检查及试车；

检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。

7． 进行试验；

将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。重复加载，每重复一次，记录一次应变仪的读数。实验至少重复四次，如果数据稳定，重复性好即可。

8． 数据通过后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。

六、试验结果处理

（1）试件尺寸：

（2）1/4桥数据及处理（单位10^-6）

由公式：

A点：

σ1=79.6MPa   σ3=-11.9MPa

α=-22.3°

B点：

σ1=12.77MPa   σ3=-79.64MPa

α=-21.4°

（3）半桥数据及处理结果（单位10-6）

ε=325.25

由公式：

=220N·m

理论值M=240N·m，相对误差8%

（4）全桥数据及处理结果（单位10-6）

ε_-45°-ε_45°=395.9

由公式：

=210N·m

理论值T=200N·m，相对误差5%

七、思考题：

如果要求一次加载同时测出作用在A-B截面上的弯矩和扭矩，如何实现。

答：应变仪的连接方法应使用1/4桥连接，这样可以同时测出6个应变值，即ε_1~6，其中（ε₂-ε₅）为求弯矩的ε_x，（-ε₁+ε₃-ε₄+ε₆）为求扭矩所需（ε_-45°-ε_45°）。

利用公式：

以及公式：

即可同时求出弯矩和扭矩。

 

第二篇：北航微机原理实验报告4

微机原理实验报告（4）

一、实验名称

数/模转换

二、实验目的

了解数/模转换的原理，学习数/模转换芯片的使用方法，掌握利用数/模转换芯片产生方波及正弦波的方法。

三、实验内容

在数据段中存放好对应于方波和正弦波的数字量，正弦波要求20个值。

编写程序将数据段中的数字量送到DAC0832的输出端产生方波和正弦波。

四、程序流程图及波形图：（见末页）

五、实验结论：

符合预期，输出端输出的数据加载到虚拟示波器后显示方波和正弦波。

六、实验心得

这次实验无论是从程序编写到硬件连线，都是比较容易的。在实验过程中，我也进行得十分顺利，很快就得到了实验结果。但实验过程中的一个环节还是给了我一些启示。实验过程中有一个步骤是要在输出端测输出电压。刚开始我测试数据的时候发现万用表测出的数据跳动非常大，无法获得稳定的电压值。我开始认为是连线接触不良导致的这种情况，于是重新连了一次线，但发现问题仍然存在。我又重新检查了一下程序，并回忆老师上课讲过的一些实验中会遇到的问题，我突然想到是因为程序中少了一段延时程序才导致输出电压无法测出。再加入了一个延时子程序后果然顺利的得到了稳定的电压值。这次实验我最大的收获就是明白了理论如何转化成正确的实践成果。老师课堂上并没有讲过输出要延时一段时间，但是具体实践却要求我们必须这样做才能获得正确的结果。这就需要我们自己具备这种分析问题，并结合实际情况改进理论指导的能力。

七、实验程序：

方波：

inadress equ 0EF00H-280H+290H

STACK SEGMENT STACK

DB 100 DUP (?)

STACK ENDS

DATA SEGMENT

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS: DATA, SS:STACK

DELAY PROC

MOV CX, 0

MOV BX, 8000

NEXT: LOOP NEXT

DEC BX

JNZ NEXT

RET

DELAY ENDP

MAIN PROC

AGN: MOV AX, DATA

MOV DS, AX

MOV AL, 0

MOV DX, inadress

OUT DX, AL

CALL DELAY

MOV AL, 0FFH

OUT DX, AL

CALL DELAY

MOV DL, 0FFH

MOV AH, 6

INT 21H

JZ AGN

MOV AH, 4CH

INT 21H

MAIN ENDP

CODE ENDS

END MAIN

正弦波：

inadress equ 0EF00H-280H+290H

STACK SEGMENT stack

DB 100 DUP (?)

STACK ENDS

DATA SEGMENT

STR DB 128, 168, 203, 232, 250, 255, 250, 232, 203, 168, 128, 88, 53, 24, 6, 0, 6, 24, 53, 88 DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS: DATA, SS:STACK

DELAY NEXT: DELAY

MAIN NEXT1: NEXT2: MAIN CODE

PROC MOV CX, 0 MOV BX, 8000 LOOP NEXT DEC BX JNZ NEXT RET ENDP PROC MOV MOV MOV MOV MOV MOV OUT CALL INC INC CMP JE MOV MOV INT JZ AX, DATA DS, AX DX, inadress SI, OFFSET STR BX, 0 AL, [SI] DX, AL DELAY SI BX BX, 20 NEXT1 DL, 0FFH AH, 6 21H NEXT2 MOV AH, 4CH INT 21H ENDP ENDS END MAIN

流程图：

方波

正弦波：

方波：

正弦波：