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电测弯曲正应力实验报告


实验六

直梁弯曲正应力测定

一、实验目的: 1. 测定矩形截面直梁在纯弯曲(非纯弯曲)时横截面上正应力的分布,并与理论公式 比较,以验证弯曲正应力公式。 2. 进一步熟悉电测方法及电阻应变仪的使用。 二、实验装置及仪器 1. 矩形截面梁弯曲实验装置 2.电阻应变仪 3.钢板尺 三、实验概述 直梁受纯弯曲时横截面上的正应力公式为

>
σ =

M?y Iz

或为 ?σ =

?M ? y Iz

式中 M 为作用在横截面的弯矩,Iz 为梁的横截面对中性轴 Z 的惯性矩,y 为中性轴到 欲求应力点的距离,此公式在非纯弯曲时于一定条件下也可应用。 本实验采用碳钢制成的矩形截面梁,实验装置如图 9 所示。 在梁跨度中点沿梁的高度 h 分别贴电阻应变片,均匀分布共贴五片,贴片位置如图 9 所示,用砝码加载,即先加一初载荷,测取点的电阻应变仪读数,然后再依次加载,同样测 读每点的读数。 每点相邻两次读数差 (相邻的大载荷应变读数减去小载荷的应变读数的平均 值)即为相应载荷增量下此点的纵向应变值。当应力在比例极限内时,应用虎克定律

σ = E ? ε , ?σ = E ? ?ε ) ( ,即可算出各点相应的正应力的实验值。由前述公式可算出各点
正应力的理论值,将这些结果画在一张坐标纸上可得到正应力沿高度的分布规律。

图9

测梁弯曲正应力装置示意图

四、实验步骤 1.测量梁的横截面尺寸 b、h。 2.按指定的 l 、 a 长度架设梁,并仔细调整使之平稳。 -21-

3.将各点电阻片导线接在应变仪的预调平衡箱上,按半桥线路连接,然后,开启电源, 预热仪器,并将灵敏系数 K 钮旋旋到所需刻度(或相应的标定数) 。 4.按给定的载荷加载实验。从 P0~Pn,每次载荷下记录各点的读数。纯弯曲情况实验 2~3 次。 5.非纯弯测定时,摘掉一个销子,方法同纯弯曲。 6.整理数据,经教师检查通过后,结束实验,整理仪器用具。 五、预习要求 1.阅读本讲义,并复习电测法与电阻变应仪介绍,弄清本次实验目的,准备好有关记 录表格。 2.若弯曲梁的 l=100cm,a=40cm,b=12mm,h=20mm,材料的[σ]=160MPa, 试计算此梁允许最大载荷为多少? 六、实验报告要求 包括:实验目的,所用设备(型号 、编号、最小刻度)装置简图,实验记录与结果, 按材力理论计算结果,并列表比较理论值与实验值。 用 16K 的坐标纸,绘出应力沿梁高度分布的理论图线与实验图线。 最后对本实验的结果与误差因素进行分析与讨论。 实验记录表格 载荷 P (N) 应变仪读数( ?ε ) 1 2 3 4 5

p0

?ε 1

?ε 2

?ε 3

?ε 4

?ε 5

p1

p2

p3
… … 平均 -22-

实验七

直梁弯曲变形测定

一、实验目的 1.测定矩形截面外伸梁弯曲时的跨中点挠度和 B 截面转角,并与理论结果进行比较。 2.熟悉用百分表测量构件变形的方法。 二、实验设备 1.矩形梁弯曲装置(图 10) 2.百分表及支架 3.游标卡尺、钢板尺 三、实验概述 图 10 所示直梁,当在跨中加载时,中点挠度 ymax 及 B 载面转角θB 的计算公式为:

y c = y max =

pl 3 48 EI

θB =

pl 2 16 EI

弯曲变形实验装置采用细长矩形载面梁,如图 10 所示。

图 10

弯曲变形实验

用砝码加载,挠度转角均采用百分表测量,根据以上条件,试设计正确的装置并安置百 分表,加载测得 Yc 及θB,然后与理论值进行比较。 四、预习要求 1.设计如何用百分表测中点挠度及支座截面 B 的转角。 (注意:转角是角位移,百分 表只能测线位移,在本实验装置中,两者如何转换?) 2. 根据受力简图和试件尺寸,取ΔP=36.3N,计算 Yc 和θB 的理论值。 3. 列出数据记录表格 五、实验步骤 1.小组讨论方案。即确定如何装置百分表能测出中点挠度和 B 载面的转角。 2.测得梁的尺寸 b 和 h 及 l 、a。 3.调整支座使梁和支座接触平稳。 4.安装百分表,注意表杆垂直,及适当的预压量。 5.加载实验,取初载荷 P0,每次增量亦为ΔP,增量加载三次。进行一遍后,整理并 分析数据是否正确,以后再重复 1─2 遍。 6.测得的数据经教师检查后,结束实验,整理仪器和量具。 六、实验报告要求 包括目的,装置简图,测试方法,测试记录及结果,实验值与理论值对比,并对实验 结果进行误差分析等。 -23-


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