文档介绍：《土木工程结构试验》
实
验
指
导
书
土木工程结构实验室
二〇一七年九月修订
目录
实验一:等强度梁机测 3
实验二:等强度梁电测 6
实验三:钢桁架机测 10
实验四:钢桁架电测 10
实验五:单自由度系统模型参数的测试 27
实验六:测试附加质量对系统频率的影响 33
实验七:附加质量分布对系统频率的影响 36
实验一:等强度梁机测
(应变的机测和机械式测量仪表的构造原理)
一、实验目的:
1、了解、掌握各种机械仪表的性能,原理和使用方法,掌握应变的机测方法和原理。
2、认识和了解结构静力试验的各种机械仪表,掌握它们的原理和构造,掌握它们的安装和测读方法。
二、课前预****要求:
1、预****教材的下列章节
第三章 试验测量仪器
2、思考下列问题
(1)结构静载试验中,主要测量的物理量有哪些?
(2)选择一种测量仪表应考虑哪些方面的因素?
(3)机械式测量仪表采用什么零件放大微小信号?
三、参观部分:
通过参观认识下列仪器的外貌,了解它们的构造,工作原理,使用方法和适用范围。
1、应变和位移测量仪表:
杠杆应变仪、手持应变仪、千分表、百分表、挠度计。
2、其它检测仪表
回弹仪、读数显微镜、刻度放大镜。
四、实验操作部分(等强度悬臂梁荷载试验)
1、设备:
等强度悬臂梁一套
百分表一块
磁性表座一套
杠杆应变仪一套
曲率仪一个
2、内容
在等强度悬臂梁上安装百分表、杠杆应变仪、曲率仪。在梁端加砝码,测量等强度悬臂梁。某一截面上的应变和梁端挠度值及曲率半径,与理论计算值进行分析比较。
3、试验步骤:
(1)测量等强度悬臂梁的几何尺寸和仪表安装放位置的X值,并记录在表1—1中。
(2)在距梁端X1处的截面处安装杠杆应变仪,在X2处安装百分表(注意:百分表要有初读数,并严格垂直于梁面),将曲率仪安装在梁上合适的地方。
(3)记录初读数,在梁端分加三级砝码,量测在相应荷载作用下被测截面的应变与梁端的挠度值和曲率值,并记录在表1—2中。
(4)整理记录资料,计算出各级荷载下的实测应变,应力和挠度值和曲率值。并和理论值作比较(用P=3kg荷载作比较)见表1—3。
(5)分析误差产生的原因,提出改进方法。
P
h
b
a=100mm
a/2 曲率仪 a/2
注:据实测d值,计算曲率半径的公式 g=(a2+4d2)/8d
等强度梁几何尺寸和实测截面尺寸表1—1
序号
L(mm)
b(mm)
bx1(mm)
bx2(mm)
X1(mm)
X2(mm)
h(mm)
1
等强度梁几何尺寸和实测截面尺寸表1—2 杠杆应变仪K= L=
序号
荷载
bx1(mm)截面杠杆应变仪
bx2(mm)截面百分表
曲率仪
读数
增量
读数
增量
读数
增量
1
0
1
2
3
2
0
3
0
3
0
3
平均值
实测值与理论值比较表1—3
序号
项目
截面
理论值
实测值
实测/理论
1
应力(s)
bx1
2
挠度(¦)
Bx2
3
曲率半径(g)
实验二:等强度梁电测(应变的电测和电测的原理及仪器的使用)
一、实验目的:
1、了解电阻应变片的种类及应用范围,掌握应变片的构造、粘贴、检查和引线的焊接等工艺。
2、掌握静态电阻应变仪的使用方法,标定和常见的故障排除。
3、掌握静态电阻应变仪的半桥、全桥等接桥方式,验证电桥的桥路特性。测取不同的接桥方式的桥臂灵敏系数。
4、学****电测位移计的使用方法。
二、课前预****要求:
1、预****教材的下列章节
2、思考下列问题
(1)电阻的变化如何模拟应变?
(2)在结构试验中,常用到的物理量,通过什么方式可以转换电量。
(3)应变仪常用惠斯顿电桥方式测电阻变化率,有什么好处,目前使用别的方式是否可以?
(4)掌握静态电阻应变仪的读数e仪与和桥臂应变片的应变值e1
有什么关系,温度补偿的作用及原理是什么?
三、实验内容:
l、通过观察认识下列各种类型传感器的外貌,了解其构造、工作原理、使用方法和适用范围。各种型式的应变片,电测位移计,YI-ID型位移计及电子引伸仪。DC—10型水准倾角传感器。BLK、BHK型传感器。
2、熟悉YJ-5型电子应变仪的操作和使用方法。
3、用电测位移计和应变仪,测在荷载作用下等强度梁端挠度和被测截面的应变。
4、重测各种接桥方式原桥臂系数。
四、实验原理和方法:
电阻应变仪电桥输出u与各挢臀应变片指示应变有下列关系:
式中:分别为各桥臂应变片的指示应变。K是