1、工程结构构件内力测量1实验目的和要求（1）通过对焊接、铆接和铰接等不同连接方式的工程结构施加不同的载荷，测量出各构件所受的内力值，并与相应材料与尺寸的理想桁架杆件内力的理论计算值进行分析比较，加深对实际工程结构的力学建模合理性的认识。（2）了解掌握应变计测量的基本方法和静动态电阻测量仪的使用方法。（3）整理实验报告。2基本理论有关理想桁架的定义见4-4。对于理想桁架的理论计算可采用节点法和截面法进行。应变法是测定杆件内力的常用方法，本方法利用物体受拉则伸长，受压则缩短这一基本规律，通过测量物体的实际变形来测定其实际受力。平面静定构架的结点采用了销钉联接及焊接、铆接连接，载荷加在结点上。该结构比
2、较接近于理想桁架，可按理想桁架进行理论计算。由材料力学可知，杆件在简单拉压状态下存在下列关系： E（5-1）lAS其中，为应力，即单位面积所受的力（N/m 2） ，称为帕（Pa） ；为应变，即单位长度的变形，是一种无量纲代数量；S 为杆件的内力（N） ；A 为杆件的横截面面积 (m2)；E 为抗拉压弹性模量(N/m 2)。显然，杆件的内力 S 与应变 存在下列关系：（5-2）AE由此可见，只要测量出杆件的实际应变值，即可由上式求出杆件的实际受力 S。为了测量应变值 ，本实验采用电测法，即利用电阻应变计和与其配套使用的静动态电阻应变仪来测量 。有关电阻应变计的结构及工作原理及测量电路分别见3-1
3、 ，3-2 和3-3。3测量对象、实验仪器设备与测量系统框图（1）测试对象 工程桁架（2）实验仪器设备1）JLC-1 工程结构内力测试台，该测试台的结构及操作说明见4-4。测试结构分三种连接形式，两种截面尺寸分别见 图 5-1（ a） ， （ b） ， 各 构 件 材 料 的 抗 拉 压 弹 性 模 量 E=200 GPa。2）电阻应变计 24 片（已经粘贴于测试结构并涂加防护层）,灵敏系数为 2.18；3）CZL-YB-22D 拉力传感器 1 只；4）静动态电阻测力仪 1 台。静动态电阻测力仪的操作说明见4-5。（1）测量系统框图 如图 5-2 所示。1210.48(a) 122 钢管141
4、2.47.5(b) 143.25 钢管图 5-1 杆件截面尺寸应变计力传感器静动态电阻测力仪kgfF图 5-2 工程结构构件内力测量系统框图电阻应变仪测仪4实验步骤、方法及注意事项（1）接通电源，将仪器电源开关打开，预热约 20 分钟。（2）连接力传感器（将力传感器信号线的插头缺口与仪器插座上的凸键位置对准后，再轻轻推动联接。严禁旋转） 。（3） “标定”力传感器：“标定”L 选定力的单位，输入“3” ， “确定”， “Kg”指示灯亮；输入力传感器灵敏度（4 位数，例如灵敏度为 1.234，则输入 1234） ， “确定”；H 设定力的报警值，输入“290” ， “确定”；E 设定力的最高限定
5、值，输入“300” ， “确定”。（4）应变计 K 值设定：“K 值设定”输入 4 位数“2140” ，“K 值设定”（5）连接测量电桥。1）分别将待测杆件同一截面沿轴向的两应变及依次接入接线端子“A”和“B” （注意同一应变计的两条输出线必须分别接入同一电桥的“A ”、 “B”接线端子上）2）将温度补偿应变计的两条输出线分别接入“公共补偿”接线端子的“D1” 、 “A”上（注意同一补偿应变计的两条输出线必须分别接入同一电桥的“D1” 、 “A”接线端子上）（6）电桥平衡。确认螺旋加载器的负荷为零，然后分别“应力清零”、 “应变清零”（7）测量。缓慢顺钟向旋转加载器手轮，加载 140Kgf，依次作详细记录；卸载，重复“应力清零”、 “应变清零”，再加载 280 Kgf，依次作详细记录。（8）卸载，关机。（9）换一种不同连接形式的实验台，重复上述步骤（1）（8） 。5实验报告要求（1）实验内容、实验日期。（2）实验设备、仪器的名称、型号。（3）实验框图。（4）实验记录曲线及数据处理表格。（5）对实验结果的分析与讨论，并结合理论结果与试验条件进行误差分析。
