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1、材料成型设备曲柄压力机机动态应应力测试试实验指导书书材料成型设设备教学学组2011-10曲柄压力机机动态应应力测试试一、实验目目的1掌握动动态应力力测试的的实验技技术，培培养学生生贴片、焊焊接、组组桥的实实际动手手能力；2对J223-66.3TT开式压压力机机机身动态态应力进进行应力力分析计计算，进进一步掌掌握压力力机机身身强度鉴鉴定方法法；3测定JJ23-6.33T开式式压力机机工作时时的冲裁裁力和机机身动态态应变，掌掌握力，应应力测试试仪器的的使用方方法，掌掌握动态态信号测测试的基基本方法法。二、实验原原理开式压力机机机身强强度计算算可将其其简化为为偏心拉拉伸的开开口刚架架，并取取其喉口口
2、处I-I截面面为危险险截面。当当机身受受标称压压力Pgg作用时时，此截截面受拉拉力Pgg和附加加弯矩MM的组合合作用，应应力应为为Pg和和M所引引起应力力的叠加加，即.其最大大应力应应在立柱柱内侧面面E点处处，该处处应力仍仍处于主主应力方方向已知知的单向向应力状状态。如如图1所所示图1 机身应应力分析析 因因此，测测定机身身在工作作载荷作作用下的的冲裁力力P和应应变，根根据机身身弹性变变形的线线性关系系和虎克克定律，可可确定机机身危险险截面在在标称压压力Pgg作用下下的最大大应力，判判断该应应力是否否小于机机身的许许用应力力，是是鉴定机机身强度度的有效效方法。本实验采用用冲裁模模加载，冲冲裁板
3、料料厚度为为1mmm的Sppcc钢钢板，直直径为36mmm圆孔孔。冲裁裁力为一一冲击信信号，压压力机机机身由此此而产生生的应变变也是随随时间变变化的动动态应变变，冲裁裁力信号号可利用用安装在在冲裁模模内的压压电式力力传感器器转变成成电荷量量的变化化，此变变化量经经电荷放放大器放放大后，由由记录仪仪可得冲冲裁力波波形，冲冲裁力大大小可由由波峰电电压值及及传感器器电压灵灵敏度确确定。动动态应变变信号可可由电阻阻应变片片作为转转换元件件，测量量前，在在I-II截面EE、F点点处分别别沿主应应力方向向以及与与主应力力方向垂垂直的方方向各贴贴一片应应变片，组组成半桥桥，如图图2所示示。当压压力机工工作时
4、，电电阻应变变片将机机身的弹弹性变形形转变成成电阻的的变化，致致使应变变电桥输输出电压压发生变变化，此此变化量量经动态态应变仪仪放大后后由记录录仪可记记录其应应变波形形。动态态应变的的大小可可由波峰峰电压值值及标定定应变电电压值确确定。测测试系统统框图如如图2所所示。VOOORo5112DHF-2绘图仪CF-920YD-15R1R2R11R21RoR22R12FE图2 测试系系统框图图三、实验仪仪器与设设备1J233-6.3T开开式压力力机2冲裁模模一副351112压电电式力传传感器（航航天部七七0二所所）4DHFF-2电电荷放大大器（北北京测振振仪器厂厂）5YD-15动动态应变变仪（华华东电
5、子子仪器厂厂）6CF-9200数据采采集分析析系统（日日本）7绘图仪仪四、实验步步骤1实测机机身I-I截面面尺寸，将将测量结结果填入入图3中中2严格按按照粘贴贴工艺分分别在EE、F部部位沿铅铅直方向向和水平平方向各各贴一片片电阻应应变片，铅铅垂方向向应变片片为工作作应变片片，水平平方向应应变片为为补偿应应变片，并并在两应应变片附附近粘贴贴一接线线端子。3粘贴胶胶固化后后，将应应变片引引出线和和连接导导线焊接接在接线线端子上上，组成成半桥电电路，并并按图22所示连连接好所所有接线线。4经指导导教师检检查无误误后，通通电预热热。稍后后对应变变仪进行行平衡调调节，估估计被测测信号幅幅值大小小和频率率
6、范围，调调节好各各旋钮或或按键的的位置。其中，O点点为压力力机打击击中心，为压力机机身内壁到轴之间距离，图3 机身截截面图5加载试试测，观观察所记记录波形形是否满满意，并并可通过过调节工工作频率率范围和和量程调调整波形形，直到到满意为为止。6重复测测量六次次，每次次测量时时，利用用光标读读取每次次记录波波峰的电电压值，填填入表11。测量量结束前前，利用用动态应应变仪标标定旋钮钮输出标标准应变变标（），并并利用记记录仪读读取标准准应变标标对应输输出电压压值u标。五、数据处处理1计算动动态应变变值和冲冲裁力的的大小，将将结果填填入表111）动态应应变标标测点应变：式中：材料泊泊松比 第i次次测量E
7、E或F点点应变波波峰电压压值标应变变仪输出出标准应应变值，标=100标标准准应变对对应电压压值平均应变：均方根误差差：测量结果：2）冲裁力力第i次测得得冲裁力力：式中：第i次测量量冲裁力力波峰电电压值压电式式力传感感器电压压灵敏度度=0.1VV/KNN平均冲裁力力：均方根误差差： 测量结结果 表1 冲冲截力、动动态应变变测量结结果测量次数测量内容123456测量结果冲裁力波峰电压(V)冲裁力(KKN)E点应变波峰电压(V)应变()F点应变波峰电压(V)应变()2根据机机身截面面尺寸计计算该截截面形心心C的坐标标C（）及对对形心轴轴的惯性性矩：式中：形心c轴坐标标形心cc轴坐标标I-II截面中中第i个子截截面面积积I-II截面中中第i个子截截面形心心离轴距离离I-II截面对对形心轴轴的惯性性矩第i个个子截面面对各自自形心轴轴的惯性性矩第i个个子截面面形心离离形心轴轴的距离离3计算机机身在冲冲裁力作作用下EE、F处处的应变变值式中：实测冲冲裁力的的平均值值E机身身弹性横横量 FI-I截面面横截面面积hI-I截面面机身宽宽度贴片部部位E距机身身内壁的的距离贴片部部位F距机身身外壁的的距离4比较实实测应变变值与理理论计算算应变值值的大小小，分析析，评价价本实验验的可靠靠性，指指出产生生误差的的可能原原因。 实 验验 报报告实验课程：学生姓名：学 号：专业班级：2011年年 110 月月9