纯弯曲梁的正应力实验.doc

实验七纯弯曲梁的正应力实验一、实验目的 ,并与理论计算结果进行比较,验证弯曲正应力公式。 。二、实验设备 。 。三、实验原理已知梁受纯弯曲时的正应力公式为 zI yM???式中 M 为纯弯曲梁横截面上的弯矩, zI 为横截面对中性轴 Z的惯性矩,y 为横截面中性轴到欲测点的距离。本实验采用铝制的箱形梁,在梁承受纯弯曲段的侧面,沿轴向贴上五个电阻变应片,如图7-1所示, 1R 和 5R 分别贴在梁的顶部和低部, 2R 、 4R 贴在 4 Hy??的位置, 3R 在中性层处。当梁受弯曲时,即可测出各点处的轴向应变实 i?(i=1、 2、3、4、5) 。由于梁的各层纤维之间无挤压,根据单向应力状态的胡克定律, 求出各点的实验应力为: 实 i?=?E 实 i?(?i 1、2、3、4、5) 式中, E 是梁材料的弹性模量。这里采用的增量法加载,每增加等量的载荷△P ,测得各点相应的应变增量为△实 i?,求出△实 i?的平均值实 i??,依次求出各点的应力增量△实 i?为: △实 i?=?E 实 i??(7-1) 把△实 i?与理论公式算出的应力增量: i??理= z iI yM??(7-2) 加以比较从而验证理论公式的正确性。从图 7-l的试验装置可知, aPM????2 1 (7-3) 图7-1 纯弯曲梁装置四、实验步骤 1 .拟定加载方案。在 0~20 kg 的范围内分 4 级进行加载,每级的载荷增量 kg P5??。 ,把测点 1的应变片和温度补偿片按半桥接线法接通应变仪,具体做法是:将测点 1 的应变片接在应变仪的 A、B 接线柱上,将温度补偿片接在 B、C接线柱上。调整应变仪零点(或记录应变仪的初读数)。 ( kg P5??),记录引伸仪读数一次,直至加到 20 kg 。注意观察各级应变增量情况。 3再做一次,以获得具有重复性的可靠试验结果 1的测试方法对其余各点逐点进行测试。五、实验结果的处理 ,,逐点算出应变增量平均值实 i??代入公式(7-1)求出△实 i?。 ( 7-3)、(7-2)计算各点的理论弯曲正应力值△理 i?。 ??实与??理绘在以截面高度为纵坐标、应力大小为横坐标平面内,即可得到梁横截面上的实验应力与理论应力的分布曲线,将两者进行比较, 即可验证理论公式。 ,求出百分误差。六、思考题 1、实验结果和理论计算是否一致?如不一致,其主要影响因素是什么? 2、弯曲正应力的大小是否会受材料弹性系数 E的影响? 七、电测法的基本原理所谓电测法就是:将电阻应变片(以下简称应变片)牢固地粘贴在被测构件上,当构件受力变形时,粘贴在构件上的应变片随粘贴点处的材料一起变形,应变片的电阻值将随之发生相应的改变。通过电阻应变测量装置(即电阻应变仪,以下简称应变仪), 将应变片电阻值的改变测出来,并换算成应变值指示出来(或用记录仪器记录下来)。 1 .电阻应变片假若要测量图 7-2所示构件上某点 K, 图7-2 沿某一方向 x 的线应变,可在构件受载前, 在该点沿 x 方向粘贴一根长度为 l 、截面积为 A 、电阻率为