纯弯曲正应力实验.pptVIP

纯弯曲正应力实验 1、测定梁在纯弯曲时某一截面上的应力及其分布情况。 2、观察梁在纯弯曲情况下所表现的虎克定律，从而判断平面假设的正确性。 3、实验结果与理论值比较,验证弯曲正应力公式σ=My/Iz的正确性。 4、测定泊松比μ。 一、试验目的 力学实验装置 静态应变测力仪 纯弯曲实验梁 游标卡尺；钢板尺 二、试验仪器及设备 三、实验梁的安装示意图 1.纯弯梁的正应力的 分布规律实验装置 2.纯弯梁的安装与调整： 将9.拉压力传感器安装在8. 蜗杆升降机构上拧紧； 将2.支座(两个)放于 如图所示的位置,并 对于加力中心成 对称放置；将纯弯梁 置于支座上,也呈对称放置； 注意：实验过程中应保证加载杆始终处于铅垂状态,并且整个加载机构关于 中心对称,否则将导致实验结果有误差，甚至错误。 将4.加力杆接头(两对)与 6.加力杆(两个)连接,分别 用3.销子悬挂在纯弯梁上, 再用销子把11.加载下梁 固定于图上所示位置, 调整加力杆的位置两杆 都成铅垂状态并关于 加力中心对称。 摇动7.手轮使传感器升到适当位置， 将10.压头放如图中所示位置,压头 的尖端顶住加载下梁中部的凹槽, 适当摇动手轮使传感器端部与压头 稍稍接触。检查加载机构是否关于 加载中心对称,如不对称应反复调整。 3.纯弯梁的贴片 5＃、4＃分别位于梁水平上、下平面的纵向轴对称中心线上，1＃片位于梁的中性层上,2＃、3＃片分别位于距中性层和梁的上下边缘相等的纵向轴线上,6＃片与5＃片垂直 四、实验原理 材 料 弹模 (GPa) 几何参数 应变片参数 应变仪灵敏 系数 K仪 b（cm） h（cm） a（cm） 灵敏系数 K片 电阻值(Ω) 碳钢 210 2.0 4.0 10.0 2.00 120 2.0 原始参数表 由材料力学可知，矩形截面梁受纯弯时的正应力公式  式中：M为弯矩；y为中性轴至要求应力点的距离； 为横截面对z轴的惯性矩。 本实验采用逐级等量加载的方法加载，每次增加等量的载荷⊿P，测定各点相应的应变增量一次，即：初载荷为零，最大载荷为4kN，等量增加的载荷⊿P为500N。分别取应变增量的平均值(修正后的值) ，求出各点应力增量的平均值 把测量得到的应力增量 与理论公式计算出的应力增量 加以比较，从而可验证公式的正确性 。 理论公式中的 ⊿M按下式求出： 材料力学中还假设梁的纯弯曲段是单向应力状态，为此在梁上（或下）表面横向粘贴6＃应变片，可测出ε.根据 可由（ε横/ε纵）计算得到μ， 从而验证梁弯曲时近似于单向应力状态。 五、实验步骤 确认纯弯梁截面宽度 b=20mm,高度 h=40mm,载荷作用点到梁两侧支点距离c=100mm 。 将传感器连接到BZ 2208-A测力部分的信号输入端，将梁上应变片的公共线接至应变仪任意通道的A端子上，其它接至相应序号通道的B端子上，公共补偿片接在公共补偿端子上。检查并纪录各测点的顺序。 打开仪器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度设为传感器量程、灵敏度。 本实验取初始载荷P0=0.5KN（500N），Pmax=2.5KN(2500N)，ΔP=0.5KN(500N)，以后每增加载荷500N，记录应变读数εi，共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。取数值较好的一组，记录到数据列表中。 实验完毕，卸载。实验台和仪器恢复原状。 六、实验结果 （1）求出各测量点在等量载荷作用下，应变增量的平均值 。 （2）以各测点位置为纵坐标，以修正后的应变增量平均值 为横坐标，画出应变随试件截面高度变化曲线。 （3）根据各测点应变增量的平均值 ，计算测量的应力值 。 （4）根据实验装置的受力图和截面尺寸，先计算横截面对z轴的惯性矩 ，再应用弯曲应力的理论公式，计算在等增量载荷作用下，各测点的理论应力增量值 。 （5）比较各测点应力的理论值和实验值，并按下式计算相对误差 在梁的中性层内，因 ，故只需计算绝对误差。 （6）比较梁中性层的应力。由于电阻应变片是测量一个区域内的平均应变，粘贴时又不可能正好贴在中性层上，所以只要实测的应变值是一很小的数值，就可认为测试是可靠的。 七、实验记录表格 测点编号 1 2 3 4 5 测点至中性层的距离 y(mm) 表2 测点位置 载荷P(N) 应变仪读数ε[单位：μ(10-6) ] 泊松比 ε1 △ε1 ε2 △ε2 ε3 △ε3 ε4 △ε4 ε5 △ε5 ε6 △ε6 μ=ε6/ε5 -500 — — — — — — -1000 -1500 -2000 -2500 — — — — — — 表3 实验记录 测 点 编 号 1 2