纯弯曲梁的正应力试验.doc

实验六
纯弯曲梁的正应力实验
一、实验目的
梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律;
验证纯弯曲梁的正应力计算公式;
测定泊松比;
掌握电测法的基本原理;
二、实验设备
1. 材料力学多功能实验台; 2. 静态数字电阻应变仪一台;
3. 矩形截面梁; 4. 游标卡尺;
三、实验原理
测定弯曲正应力
D
C
Bzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzf
a
F/2
F/2
E
a
本实验采用的是低碳钢制成的矩形截面试件,当力作用在辅助梁中央A点时,通过辅助梁将压力分解为两个集中力并分别作用于主梁(试件)的B、C两点。实验装置受力简图如下图所示。
根据内力分析,BC段上剪力,弯矩,因此梁的BC段发生纯弯曲。
⑥
⑤
①
②
④
③
h
b
在BC段中任选一条横向线(通常选择BC段的中间位置),在离中性层不同高度处取5个点,编号分别为①、②、③、④、⑤,在5个点的位置处沿着梁的轴线方向粘贴5个电阻应变片,如下图所示。
根据单向受力假设,梁横截面上各点均处于单向应力状态,应用轴向拉伸时的胡克定律,即可通过测定的各点应变,计算出相应的实验应力。采用增量法,各点的实测应力增量表达式为:
式中:为测量点的编号,=1、2、3、4、5;
为各点的实测应变平均增量;
为各点的实测应力平均增量;
纯弯梁横截面上正应力的理论表达式为: ; 增量表达式为:
通过同一点实测应力的增量与理论应力增量计算结果比较,算出相对误差,即验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
以截面高度为纵坐标,应力大小为横坐标,建立平面坐标系。将5个不同测点通过计算得到的实测应力平均增量以及各测点的测量高度分别作为横坐标和纵坐标标画在坐标平面内,并连成曲线,即可与横截面上应力理论分布情况进行比较。
测定泊松比
在梁的下边缘纵向应变片⑤附近,沿着梁的宽度方向粘贴一片电阻应变片⑥(电阻应变片⑥也可贴在梁的上边缘),测出沿宽度方向的应变,利用公式,确定泊松比。
四、实验步骤
测量梁的截面尺寸和,力作用点到支座