实验3弯曲实验.doc

实验三弯曲实验
一、实验目的和要求
。
,由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律,以及有关的一些物理现象。测定试样材料的弹性模量E。
3. 绘制力-挠度的曲线,观察平面假设的实用性,验证纯弯曲梁的挠度计算公式。
、仪器和试件
,划线台,游标卡尺,钢直尺,划针。

三、实验原理和方法
(1)理论公式:
本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁,加载方式如图3-1所示。
a
a
F
C
A
B
b
h
Z
Y

图3-1
由材料力学可知,AB梁将产生弯曲变形,中点C的挠度最大,计算式为
(1)
其中,跨距,截面惯性矩,这里,和分别是横截面的宽和高。
于是材料的弹性模量可计算得到
(2)
横截面上各点正应力沿截面高度按线性规律变化,沿截面宽度均匀分布,中性轴上各点的正应力为零。截面的上、下边缘上各点正应力为最大。危险截面C的正应力最大值为
(3)
其中,是危险截面C上的弯矩,是截面抗弯系数
(4)
(2)实测方法:
实验采用手动加载方法,荷载大小可在计算机软件界面下的"负荷"窗口读出;挠度可在软件界面下的"变形"窗口读出。
在弹性范围内,如果测得载荷与变形数据由上式可求出要求的实验值。将实验值进行处理后可以得到材料的弹性模量E,与理论计算值进行比较,就可以验证弯曲变形公式。
实验采用增量法。每增加等量载荷ΔF,测得变形一次。因每次ΔF相同,故变形应是基本上按比例增加。

,
测量荷载作用点到梁支点距离a
,
再在中性层纵向线两侧等距离各划一条纵向线;
在试样中点划一条横向线,
在中点横向线两侧等距离(5mm)各划一条横向线
(上述划线用于观察变形情况和平面假设)
在试样支点各划一条横向线(用于安放试样)
,mm, mm mm左右(最好稍大些),相当于分四次加载。实验时逐级加载,并记录下各级荷载读数和变形读数。
,卸载。然后用连续加载方式(在软件界面中点“运行”)进行实验,以便得到实验曲线。
,填写实验报告。注意,计算变形用教材或手册的弹性模量E
说明:计算弹性模量E的平均值的方法
(1)先将低碳钢的拉伸试样仔细地安装在万能试验机上。
(2)手动操作控制盒的“快上”、“慢上”、“微上”按钮,观察软件界面的“负荷”指示有很小的数值变化时,停止加载,并将软件界面的“负荷”与“变形”清零。
(3)手动操作控制盒,按等量逐级加载法均匀缓慢加载,读取软件界面的“负荷”和“变形”的读数,并记录。注意此加载过程应该在弹性范围内。
(4)计算方法:
●在“负荷”与“变形”读取4组数值。注意不能超出弹性范围,且变形是近似等量增加的。
●以序号1的数据为基准,得到相对值:,,;,,
然后