纯弯梁弯曲的应力分析实验报告.doc

一、实验目的 梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律 验证纯弯曲梁的正应力计算公式 测定泊松比m 掌握电测法的基本原理 二、实验设备 多功能实验台，静态数字电阻应变仪一台，矩形截面梁，游标卡尺 三、实验原理 1. 测定弯曲正应力 本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件，实验装置简图如下所示。 计算各点的实测应力增量公式： 计算各点的理论应力增量公式： 2.测定泊松比 计算泊松比数值： 四、实验步骤 1.测量梁的截面尺寸h和b，力作用点到支座的距离以及各个测点到中性层的距离； 2.根据材料的许用应力和截面尺寸及最大弯矩的位置，估算最大荷载，即：，然后确定量程，分级载荷和载荷重量； 3.接通应变仪电源，分清各测点应变片引线，把各个测点的应变片和公共补偿片接到应变仪的相应通道，调整应变仪零点和灵敏度值； 4.记录荷载为F的初应变，以后每增加一级荷载就记录一次应变值，直至加到 ； 5.按上面步骤再做一次。根据实验数据决定是否再做第三次。 五、实验数据及处理 梁试件的弹性模量Pa 梁试件的横截面尺寸＝ 40.20 ㎜，＝ 20.70 ㎜ 支座到集中力作用点的距离＝ 90 ㎜ 各测点到中性层的位置：＝ 20.1 ㎜ ＝ 10.05 ㎜ ＝ 0 ㎜ ＝ 10.05 ㎜ ＝ 20.1 ㎜ 载 荷(N) 静态电子应变仪读数 1点 2点 3点 4点 5点 6点 读数 增量 读数 增量 读数 增量 读数 增量 读数 增量 读数 增量 0 492 0 -27 0 -12 0 1 0 16 0 26 0 -10 492 -27 -12 1 16 26 -10 506 -31 -14 1 16 28 -8 998 -58 -26 2 32 54 -18 450 -10 -6 3 8 15 -4 1448 -68 -32 5 40 69 -22 262 -20 -6 1 8 12 -2 1710 -88 -38 6 48 81 -24 427.5 -22 -9.5 1.5 12 20.25 -6 应变片位置 1点 2点 3点 4点 5点 6点 实验应力值/MPa -4.62 -2.00 0.32 2.52 4.25 -1.26 理论应力值/MPa -3.45 -1.73 0 1.73 3.45 相对误差/% 33.9% 23.9% 45.7% 23.2% 泊松比值 0.3 六、应力分布图(理论和实验的应力分布图画在同一图上) 七、思考题 1.为什么要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上? 答：应变片是比较高精度的传感元件，必须考虑温度的影响，所以需要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上，来消除温度带来的应变。 2.影响实验结果的主要因素是什么? 答：影响本实验的主要因素：实验材料生锈，实验仪器精度以及操作的过程。 一、实验目的和要求： 用电测法测定纯弯曲梁受弯曲时（或）截面各点的正应力值，与理论计算值进行比较。 了解电阻应变仪的基本原理和操作方法 二、实验设备 CM-1C型静态电阻应变仪，纯弯曲梁实验装置 三、弯曲梁简图： 图5-1 已知: 、、、、、 在梁的纯弯曲段内（或）截面处粘贴七片电阻片，即、、、、、、。贴在中性层处，实验时依次测出1、2、3、4、5、6、7点的应变，计算出应力。 四、测量电桥原理 构件的应变值一般均很小，所以，应变片电阻变化率也很小，需用专门仪器进行测量，测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪，其测量电路为惠斯顿电桥，如图所示。 如图所示，电桥四个桥臂的电阻分别为、、和，在、端接电源，、端为输出端。 设、间的电压降为则经流电阻、的电流分别为，、，所以、两端的电压降分别为 ，所以、端的输出电压为 当电桥输出电压时，称为电桥平衡。故电桥平衡条件为或设电桥在接上电阻、、和时处于平衡状态，即满足平衡条件。当上述电阻分别改变、、和时 略去高阶微量后可得 （当时） 上式代表电桥的输出电压与各臂电阻改变量的一般关系。 在进行电测实验时， 有时将粘贴在构件上的四个相同规格的应变片同时接入测量电桥，当构件受力后，设上述应变片感受到的应变分别为、、、相应的电阻改变量分别为、、和，应变仪的读数为 以上为全桥测量的读数，如果是半桥测量，则读数为 所谓半桥测量是将应变片和放入仪器内部，和测量片接入电桥，接入、和、组成半桥测量。 五、