纯弯曲梁正应力的测定.doc

纯弯曲梁正应力的测定 一、实验目的 1．用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律； 2．验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 二、实验仪器和设备 1．TS3861型静态数字应变仪一台； 2．NH-10型多功能组合实验架一台； 3．纯弯曲实验梁一根； 4．温度补偿块一块。 三、实验原理和方法 弯曲梁的材料为钢，其弹性模量，泊松比。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为： 式中：为弯矩；为横截面对中性轴的惯性矩；为所求应力点至中性轴的距离。由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。 实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。当增加压力时，梁的四个受力点处分别增加作用力，如图3-6所示。 为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方 向布置了5片应变片（在梁的前后两面，相同规律的各贴有应变片，实验时可分两组同时进行）见图2-16，应变片的灵敏系数=2.08, =120（其中：=19.7mm；=23.1mm； =131mm），各应变片的分布为：1#在二分之一处,2#、3#在上下对称于1#的四分之一处,4#、5#在弯曲梁的上下表面。 图2-16 纯弯曲梁 如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式，可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。 四、实验步骤 1．在纯弯曲梁上对称的位置放上纯弯上压头附件。 2．对齐弯曲梁的下支座白色记号。 3．将应变仪灵敏系数调为，应变片电阻值调为，这两个数值为应变片本身所固有。 4．检查压力传感器的引出线和电子秤的连接是否良好，接通电子秤的电源线。检查应变仪的工作状态是否良好。然后把梁上的应变片按序号接在应变仪上的各不同通道的接线柱、上，黑线为公共线接到接线柱上，其它各色线按顺序，分别对应地接到不同通道的接线柱上。公共温度补偿片接在接线柱、上。相应电桥的接线柱需用短接片连接起来，而各接线柱之间不必用短接片连接，因其内部本来就是相通的。因为采用半桥接线法，故应变仪应处于半桥测量状态。应变仪的操作步骤见应变仪的使用说明书。 5．实验中取，，，分四次加载，在处将应变仪调零（或记录初始读数），实验时逐级加载，并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应变。 五、实验结果的处理 1．按实验记录数据求出各点的应力实验值，并计算出各点的应力理论值。算出它们的相对误差。 2．按同一比例分别画出各点应力的实验值和理论值沿横截面高度的分布曲线，将两者进行比较，如果两者接近，说明弯曲正应力的理论分析是可行的。 实验记录和计算数据表格可参考表附录Ⅱ。 本节思考题 1．比较各应变片的应变值，可得到什么结论？ 2．本实验中对应变片的栅长尺寸有无要求？为什么？