工程力学课程实验之三直梁弯曲正应力实验.ppt

工程力学课程实验之三 直梁弯曲正应力实验 贵州电大实验中心 左 俶 一、实验目的 1、用电测法测量梁在纯弯曲的情况下，横截 面上正应力分布规律，并与理论计算结 果进行比较，以验证弯曲正应力公式。 2、学习电测方法。 二、实验仪器 电阻应变仪 预调平衡箱 被测矩形直梁实验装置 游标卡尺 三、实验原理 1、电测法是以电阻应变仪为传感器，将试件非电量的应变转变为应变片的电阻改变，再由电阻应变仪测量电阻改变而得到试件的应变。将应变片粘贴在梁的试验表面需测应力的部位，当该部位沿应变方向产生应变ε时，应变片随之变形，使应变片电阻产生一个变化量ΔR： ΔR/R = kε 由上式，即可确定试件的应变ε； 2、当梁受纯弯曲时，其横截面上的正应力为线性分布，理论计算公式为 σ =My/IZ y：中性轴到所求应力点的距离，分别为： ＋15，＋9，0，－9，－15（mm）； Iz：梁的横截面对中性轴Z的惯性矩， Iz=bh3/12 3、在比例极限内应用单向应力状态的虎克定律σ= Eε计算各点正应力σ，即可得到横截面上正应力的分布规律，然后将正应力值与相应的理论值进行比较，从而验证弯曲应力公式的正确性。本实验通过测量直粱应力点的ε（应变），计算各点的σ； （E为材料的弹性模量，E = 205×103 MPa） 4、本实验采用增量法，加载级数为4级: 最终载荷（P）： 800 N； 初载荷（P0）： 0 N； 加载级数（n）： 4 ； 每级加载增量（ΔP）：10×20 = 200 N； （杠杆放大倍数为20）； 5、将测量数据填入相关表格中，并计算每片 应变片的实验值Δσ实验= EΔ?平均 (MPa)； 6、计算理论值 Δσ理=ΔMy / IZ (MPa)； 7、进行实验值与理论值的误差比较。 四、实验步骤 1、在被测试件被测范围选三个横截面分别 测量其直径并计算平均直径，以此计算 出极惯性矩 IP。 2、用砝码分级加载，先加一初载荷，记下 百分表读数，每增加一级ΔT，读出一次 δ，记下相应的 φ，将数据填入相关表格。 3、重复步骤 2，，测出三组数据并填入表格。 加载过程（一） 加载过程（二） 五、实验数据处理 1、对每组测得的δ，将后一个减前 一个得到 Δδi （i=1~4）,将 Δδ1~ Δδ4相加并取平均值。 2、将相关数据代入相关公式分别计 算Δ φi、Gi。 3、将三次测量后经计算得到的实验值Gi 取平均值G，再与理论值G进行比较。 4、分析实验值与理论值产生误差的原因。 六、实验报告 1、实验报告书写形式如下。 2、实验报告在实验完成三周后由班级 统一收齐交指导老师，以便及时 登录实验成绩。 七、电阻应变仪的操作 1、接通电源； 2、按下“短”键，若显零，表明仪器正常； 3、按下“单”键； 4、按下“预”键，“120Ω平衡”调至0； 5、按下“标”键，“灵敏度”调至1200（最后 一位为误差位）； 6、按下“扩”键，以作多点测量； 7、按下“1/2”键，选择半桥，使温度补偿应变片消除温度变化对应变片电阻值改变的影响； 8、按下预调平衡箱的“1”键，测量1号应变片的应变值：平稳地进行四级加载，快速记录数据；测完后卸载； 9、依次按下“2”“3”“4”“5”键，分别测量相应的应变片的应变值，并快速记录数据；测完后卸载； 10、测量完毕，切断电源；并将仪器归位。 * * 数字静态应变仪 预调平衡箱 被测矩形直梁实验装置 游标卡尺 式中，k为应变片灵敏系数 。 加载过程：预调 加载过程（三） 加载过程（四） *