实验 梁弯曲正应力测定.doc

梁弯曲正应力测定一、实验目的 1. 用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布,并与理论计算结果进行比较,以验证弯曲正应力公式。 2. 了解电阻应变测量的原理,初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。二、实验设备名称及型号 1. WSG-80 型纯弯曲正应力试验台。 2. YE2538A 程控静态应变仪。 3. 应变片、导线、接线端子等。三、实验原理 1. 试样的制备:用矩形截面钢梁,在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴 5 枚电阻应变片。 2. 弯曲正应力的测量原理:梁纯弯曲时,横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布,其计算公式为 zI yM???式中, ?的单位为 MPa ; M 为梁横截面上的弯矩,单位为 N· mm ; y 为应力?所在的点到中性轴的距离,单位为 mm ; I z 为横截面对中性轴 z 的面积二次矩,单位为 mm 4。面积二次矩对于矩形截面按下式计算 12 3bh I z?式中, b 为梁横截面的宽度,单位为 mm ; h 为梁横截面的高度,单位为 mm 。令使载荷 P 对称地加在矩形截面直梁上(如图 4-1 所示) 。这时,梁的中段将产生纯弯曲。若载荷每增加一级 p?( 用增量法), 则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量??,根据虎克定律求出各点实测正应力增量????E 实图 4-1 此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即 ZI My ??理?进行比较,就可验证弯曲正应力公式。这里,弯矩增量 2 pa M ???。梁上各点的应变测量,采用 1/4 桥接线,各工作应变片共用一个温度补偿块。四、实验步骤 1. 记录实验台参数,设计实验方法。 2. 准备应变仪:把梁上各测量点的应变片(工作应变片)按编号逐点接到电阻应变仪 A、B 接线柱上,将温度补偿片接到电阻应变仪接线柱上作公共补偿。 3. 进行实验:把砝码托挂在杠杆上、加初载荷、调节应变仪,使各测量点均为零。加载,加一次砝码,各测量点读一次数,记下各点的应变值,直到加完砝码读数完毕为止。然后计算出各点读数差的平均值。 4. 结束实验:请教师检查实验记录和数据是否齐全、正确。将实验设备、仪器、工具复原, 清理实验场地。最后整理数据,完成实验报告。五、实验记录数据表 4-1 试件尺寸及装置尺寸试件材料弹性模量 E(GPa) 高度 h( mm) 宽度 b( mm) 支座间的距离l( mm) 加力器到支座的距离 a( mm) 惯性矩 Iz( mm 4) 45钢 208 28 10 600 200 表 4-2 试件测点位置应变片编号 12345 测点位置 y i( mm)2 h4 h 04 h?2 h?测点坐标 y i( mm)表 4-3 测定应变ε实验记录第一次应变读数记录 P(N )Δ P(N) 应变片 1 应变片 2 应变片 3 应变片 4 应变片 5 ε 1× 10 -6Δε 1× 10 -6ε 2× 10 -6Δε 2× 10 -6ε 3× 10 -6Δε 3× 10 -6ε 4× 10 -6Δε 4× 10 -6ε 5× 10 -6Δε 5× 10 -6 200 200 400 200 600 200 800 ΔP= 200 (N) 11??=21??=31??=41??=51??= 第二次应变读数记录 P(N )Δ P(N) 应变片 1 应变片 2 应