一、试验目的

1．学习动态测试系统的组成、联机和试验原理；

2．了解等强度梁的静动力特性；

3．了解动应变测试原理及设备，了解动应变及动位移的测试方法；

4．掌握用自由振动法测定结构动力特性的原理和方法；

5．加深对课堂所学理论知识的理解，培养试验研究动手能力及结构计算分析能力。

二、试验对象及仪器设备

1．试件：等强度钢悬臂梁。

2．加载设备及测试仪器：标准砝码、电阻应变片、静态电阻应变仪、位移计、钢尺和游标卡尺等。

3. 东华数据采集系统，动态应变仪，动位移计。

三、试验方案

在等强度悬臂梁上粘贴电阻应变片，如图1所示。并安装位移计，然后在等强度梁端施加砝码，测量其在不同截面的应变及梁端挠度值。

四、试验步骤

（一）静力测试

1．用游标卡尺及钢尺量测等强度悬臂钢梁的几何尺寸（包括总长L，根部宽度b，平均厚度h等），详见图1所示，每个数据测3次，取其平均值做为几何尺寸。

图1  悬臂钢梁尺寸及测点布置图(长度单位：mm)

2．按“电阻应变片粘贴技术”要求粘贴好应变片，引出导线。在梁端加载点处安装好位移计。

3．在梁端逐级施加砝码（每级加50N）；量测悬臂梁在相应荷载作用下各相应点的应变值和挠度值，共加三级载荷，即50N、100N、150N。

4．加、卸载两次（即重复步骤3共两次），得到两组读数值，取其平均值作为该梁在相应荷载下的应变值和挠度值。

（二）动力测试

1. 把应变片与动态应变仪连接，梁端点安装动态位移计并与动态应变仪连接，动态应变仪与东华数据采集系统连接。

2. 梁端加载至100N后，突然卸载，让钢梁产生自由振动。从数据采集系统前端显示器中，可采集到自由振动信号。把自由振动信号存盘。并打印出自由振动时程曲线及自谱曲线。

五、试验结果的整理、分析

1．整理试验数据。

2．算出梁截面     、     、     、     的应力及加载点(悬臂端)的挠度。

    截面应力计算公式：

悬臂端挠度：

式中：E 为弹性模量；     为固定端的惯性距，     。

六、试验报告要求

1．记录几何尺寸的测量值。

2．算出梁截面     、     、     、     的应力及加载点(悬臂端)的挠度。

3．根据试验数据，比较应力及挠度实测值与理论计算值。

4．通过自由振动时程曲线及自谱曲线，从中得出该梁的自由振动频率。

挠度原始记录表

试验时间                                       记录人                                 指导教师签名        

应变原始记录表

试验时间                                       记录人                                 指导教师签名