(2)采样频率 (3)采样点数 (4)采样方式 (5)触发方式 任意键即开始采样。
(6)触发电压 (7)通道编号
本采集程序的采样频率范围为0.01-10000Hz。根据采样定理,采按空格键,选择采样点数1024或512。
有单次采样和连续采样两种方式,按空格键选择。
按空格键,选择触发方式。当选择手动触发时,在测量状态下按下键入0-9及小数点等键,电压范围为“0-4”。 可为0-7之间的任意值。
样频率应大于信号最高频率的两倍。
(8)谱分析方式 按空格键选择“自动分析”或“选择分析”。“自动分析”是采样后立即进行谱分析计算;“选择分析”是采样完后,按“P”键进行谱分析计算。
(9)谱窗类型
按空格键选择谱窗类型,谱窗的作用为使所需信号更完整的再现,
按空格键选择。
而使不需要的干扰信号减至最小。
(10)背景、绘图、数据的颜色 本次实验参照以下参数设定: 采样频率:1024Hz; 采样点数:512; 采样方式:连续采样; 触发方式:自动触发; 触发电压:2V; 谱分析方式:选择分析; 谱窗类型:布氏;
背景、绘图、数据颜色:15、8、4。 B.测量
本次实验用单通道测量。按回车键进入测量状态,屏幕分成以下几个显示区域。 (1)参数设置 (2)控制命令
D——重画屏幕
P——谱图分析 可使用“?、?”方向键读出光标所在频谱图位置频率,用“?”UP、?——画出网格,以便观察图形大小。 DOWN、?——设置频谱图标识号。
左上方显示当前设置的参数,需更改时应返回到菜单选择画面。 左中部显示控制命令
键读出值的大小,并标识它。
屏幕左下方显示光标所在位置的频率(Hz)以及相位关系。
(3)时域图 屏幕右上方显示时域图并标有最大、最小和平均幅值显示倍率等。 (4)频域图 在时域图采样显示时按下“P”键,屏幕右下方显示出频谱分析图,并可通过回车键选择线性谱或者对数谱。
六、实验步骤
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1.仪器接线
(1)将专用电缆的插头与集流环的输出插座相连,另一端的三根导线按半桥接法接于电桥盒的1、2、3号接线柱上。电桥盒上的1-5、3-7和4-8之间短接。
(2)电桥盒的插头与动态应变仪后面板的通道1的输入插座连接。
(3)用输出线将应变仪通道1的电压输出与计算机后面的数据采集卡CH1相连。连接后的测量系统如图2所示。
试验台 动态应变仪 计算机
图2 实验仪器线路连接图
2.预调应变仪平衡
(1)集流环的电刷开、合扳手(见图1)扳向“合”;应变仪后 面板的“电源开关”扳向上,接通应变仪电源;松开实验台的上、 下加载螺钉,使试件的初始挠度为0;拨动皮带轮使两个应变片 处于上、下位置。按下应变仪面板左侧的“桥路平衡选择”钮 “1”;显示灵敏度置于“J1”;“内振、外振”开关置于“内振”。 (2)通道1面板布置如图3所示,各开关的初始状态调整为: a.电阻平衡范围开关板向“粗”。
b.“衰减”按钮按下“5”,此时,应变测量范围为 1000??;
c.“标定应变”设定为500??,即按下“500”按键;
d.“标定开关”置于“0”。 图3 通道1面板布置 (3)将右上角的“予、静2动”开关拨向“静2动”一侧,用起子调节电阻平衡电位器(R),使应变仪的显示值为“0”。再将“予、静2动”开关拨向“予”一侧,调整电容平衡电位器(C),使应变仪的显示值尽量接近于0。重复调整电阻和电容平衡1-2次,最后,将“予、静2动”开关拨到“静2动”位置。
3.运行数据采集程序
选择“单通道测量”方式进行数据采集,屏幕出现显示画面。 4.标定
重调一次电阻平衡,标定应变设为500??(500310?6),将标定开关扳向“+”,应变
?仪给出500??标定信号。此时,计算机屏幕上信号线从零点处上移,记下标定应变?标和屏
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?幕上方显示的电压值V标(avrg值)。再将标定开关扳向“-”,应变仪给出-500??标定信??号。记标定应变?标和显示的电压值V标(avrg值)。标定开关扳回“0”位。
5.记录动应变曲线
(1)拧加载螺钉,当螺钉与滑块接触后再拧1圈左右(观测屏幕上显示的avrg值应在2-3伏之间)。
(2)接通实验台电源,调节“调速”电位器,使驱动电压达到80-90伏范围。此时屏幕上显示出交变应变的波形,按键盘上“P”键,得到一固定的时域图、频谱图。切断实验台电源。
(3)时域图位于屏幕右上方,最大、最小值即所示交变应变曲线的V最大(波峰)、V最小(波谷)值。交变应变的频率(Hz)显示于屏幕的左下角。
6.打印记录曲线及数据处理
屏幕上显示的曲线经指导老师检查认可后,再进行以下步骤。 (1)打印记录曲线
按键盘上“Print Screen(屏幕拷贝键)”。退出AD数据采集程序运行回到Windows状态。启动“画图板”,点“编辑”菜单,再点“粘贴”选项,时域图和频域图被粘贴到画图板上。点“图像”菜单下的“属性”选项,将记录曲线颜色由“彩色”变为“黑白”,将实验的有关信息按以下格式录入空白处:
实验台编号:
??标定值:?标——V标
?? ?标——V标
班号及实验者的姓名,实验日期。
取文件名后存入软盘。在连有打印机的计算机上调出文件。打印出记录曲线。 (2)数据处理
根据记录图上的测量数据和给出的已知条件,用下式计算测点处的?max、?min。 1V最大K仪??max?????E??标
2KV1V标K仪片??min??最小??E?? 标?2V标K片7.实验完成后,清理现场恢复原状。 七、实验报告要求: 1.实验名称、目的
2.实验所用仪器及仪器连接线路图 3.原始数据
4.应力计算公式、最大、最小交变应力及频率。 5.思考题
a.如果改变实验台的驱动电压,实验的其他条件保持不变,两次记录的曲线有何差异? b.理想条件下,记录曲线的|V最小|?V最大,如果应变仪未调好零点就加载记录,所得记录曲线会出现何种现象?
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实验八 残余应力测量
一、实验目的
用盲孔电测法测定对焊板的残余应力。 二、实验器材
DZDL-Ⅱ型测残余应力钻孔装置、静态电阻应变仪、万用表、残余应力应变花等。 三、实验原理
在有残余应力的板上钻一小盲孔,因小孔附近的残余应力被释放而导致残余应变场的变化。测出小孔附近残余应变场的变化,即可依弹性力学理论计算出板上钻孔处释放前的残余应力值?1、?2
?1?EE2(?0???90?)?(?0???45?)2?(?90???45?)2???2?4A4Btg2??2?45???0???90??0???90? (7-1)
式中,E:被测材料的弹性模量, A、B:应变花的释放系数,
?0?、?45?、?90?:该点在0°,45°和90°方向上的释放应变。对TJ120-1.5-?1.5应变花在普通钢材上的释放系数为:
, B??0.1514?6%(2倍标准差)。 A??0.07255?10%(2倍标准差)四、实验步骤
1.在试件测量点上准确粘贴残余应力应变花,方法与应变片粘贴相同。 2.连接应变仪将各应变片所接电桥调零。 3.安装钻具(见图8(a)):
将带观察镜的钻具放在测量点上,开亮照明灯,当观察上镜初步对准应变花中心后,在钻具支腿与工件接触处滴少许502胶,固化后拧紧钻具支腿上的锁帽,将钻具固定于试件上;松开锁紧压盖,调整x-y方向的四个调节螺丝(必须先松后紧)使观察镜里的十字线中心在转动观察镜筒观察时,始终与应变花中心保持重合。锁紧压盖,再次调零应变仪。
4.钻孔(见图8(b))
取下观察镜将带专用端面铣刀的钻杆擦干净,滴上润滑由(需用缝纫机油,不可使用一般机油),插入钻具的套筒内,用手轻轻转动,划去钻孔部位的应变花基底后,取出钻杆。此时,每个应变片的应变读数应当变化不大。再次调整应变仪的零点。
将带?1.0mm钻头的钻杆插入钻具套筒内,松开钻杆上的定位卡圈,在钻杆卡圈与钻具套筒间塞入厚度为2.00mm的钻孔深度控制垫块,使钻头与工件接触后固定卡圈。除去2.00mm的垫块,连接好手电钻,调压器需调至最大(220V),即可开钻,保持合适的压力,钻至卡圈与夹具套筒间贴合即到预定孔深(2.00mm),拔出钻杆。
再换带?1.5mm麻花钻杆同上步骤进行钻孔,调压器电压应调至60-70V,进刀量尽量小。钻至预定孔深后,拔出钻杆。过3-5分钟,当应变仪指示稳定时,测读应变示值?0?、
?45?、?90?。
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图8 钻具安装和钻孔示意图
5.计算残余应力
将应变仪读数?0?、?45?、?90?减去附加应变即得到钻孔后残余应力引起的释放应放,代入(7-1)式计算即可。附加应变是指因钻孔加工而产生的应变输出。应变花TJ120-1.5-?1.5在常用软钢、中碳钢、低合金钢上引起的附加应变为-39.4??,当使用其它应变花或特殊材料均需事先进行标定。
五、实验报告要求
全部原始实验数据均应列表表示,测量结果用表列出,并对测量结果进行误差分析(包括误差大小、来源等)。
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