实验四梁的弯曲正应力测定实验.ppt

天津职业技术师范大学力学实验室梁的弯曲正应力测定实验*梁的弯曲正应力测定实验一、实验目的二、实验设备三、实验原理四、实验步骤五、实验结果处理六、思考题一、实验目的1、测定梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小和分布规律。2、与理论计算结果进行比较以验证弯曲正应力计算公式。3、学习使用手持式引伸仪。二、实验设备1、液压式万能材料试验机2、手持式引伸仪3、矩形截面钢梁三、原理和装置梁在纯弯曲时的正应力公式为式中M——作用在梁截面上的弯矩Y——由中性轴到欲求应力点的距离Iz——梁的横截面对中性轴Z的惯矩纯弯曲:梁在某一段内各截面上弯矩为常量而剪力为零这种弯曲称为纯弯曲。本实验采用的是低碳钢制成的矩形截面梁,实验装置如图所示。当力F作用于辅助梁中央A点时,通过辅助梁将压力F分解为两个集中力并作用于主梁的B、C两点。由梁的的内力分析可知,BC段上的剪力为零,而弯矩,因此梁的BC段发生纯弯曲变形。在梁承受的纯弯曲段内沿不同高度刻划平行线2-2、1-1、0-0、1'-1'、2'-2',并在这五条平行线上分别钻五对孔,孔中心距L=250mm。a=15cmy1==3cmL=250mm△F=10KNE=205GPa当力F作用于辅助梁中央A点时,通过辅助梁将压力F分解为两个集中力并作用于主梁的B、C两点。由梁的的内力分析可知,BC段上的剪力为零,而弯矩,因此梁的BC段发生纯弯曲变形。在梁承受的纯弯曲段内沿不同高度刻划平行线2-2、1-1、0-0、1'-1'、2'-2',并在这五条平行线上分别钻五对孔,孔中心距L=250mm。a=15cmy1==3cmL=250mm△F=10KNE=205GPab=?h=?三、原理和装置这些线段表示梁的纵向纤维。梁受纯弯曲时这些刻线的长度将发生变化,沿刻线方向安装手持式引伸仪即可测出各线段在标距L范围内的伸长或缩短量△L,根据材料力学可知,式中△L——标距范围内的变形量L——原始的标距长度根据单向受力假设,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,即可通过测定的各线段的变形,求出应变和相应的应力。采用增量法,各纤维层上实测应力增量表达式为式中△ε测——各纤维层实测应变的平均增量△σ测——各纤维层的实测应力平均增量纯弯曲梁横截面上任一点应力增量理论计算公式为三、原理和装置结论:通过同一点实测应力的增量与理论计算结果比较,算出相对误差,即可验证纯弯曲梁的正应力计算公式。将计算的各个测点的实测应力平均增量标在截面高度为纵坐标,应力大小为横坐标的平面内,并连成曲线,即可与横截面上理论应力分布情况相比较。四、实验步骤1、测量梁的截面尺寸b和h以及作用力到支点的距离,根据材料的比例极限和引伸仪的量程确定加载方案。2、根据材料的许用应力[σ]、截面尺寸及最大弯矩位置,估算最大载荷,确定量程,分级载荷及载荷增量。3、根据所需的最大载荷选用合适的测力度盘,调整试验机载荷零点。4、安放引伸仪,将引伸仪正确地安放到事先已钻好孔的标记上,使两顶尖恰好在孔内。5、开动试验机,试运行,预加载直到接近最大载荷值,观察手持式引伸仪量表指针是否正常旋转,如果不正常,卸载,重新安装,直至量表指针均匀转动为止。6、正式实验,先用慢速加载至初载荷F记下引伸仪相应的初读数,然后每增加一个△F记录一次引伸仪的读数,直至加到最大载荷为止,记录观察各级变形增量情况。7、卸载至10KN以下将引伸仪移到另一线段上按上述步骤依次测出5条纤维的变形,根据实验数据决定是否再做一次。8、实验完成后,卸载,取下手持式引伸仪,清理现场。