材料力学实验报告

纯弯曲梁的正应力实验

实验日期

姓名 班级 学号 实验组别 同组成员 指导教师（签字）

一、实验目的

二、实验设备名称及型号

三、实验数据记录与处理

1.基本数据

2.实验应力?Ri与理论应力?Thi的计算方法

（1）因1???10?6?，所以各测量点实验应力值为：

?Ri?E??Ri?E???i?10?6

（2）因?F=1000N，弯矩增量?M=c??F/2?75N?m，所以各测量点理论应力值为：

?Thi??Myi IZ

材料力学实验报告

3.实验数据记录

4.实验结果的处理 （（2）根据实验结果描绘横梁截面上实测应力分布图和理论应力分布图

（3）数据分析及结论

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浙江大学材料力学实验报告
（实验项目：弯曲正应力）

一、实验目的：1、初步掌握电测方法和多点测量技术。；

              2、测定梁在纯弯和横力弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。

二、设备及试样：

1.   电子万能试验机或简易加载设备；

2.   电阻应变仪及预调平衡箱；

3.   进行截面钢梁。

三、实验原理和方法：

1、载荷P作用下，在梁的中部为纯弯曲，弯矩为。在左右两端长为a的部分内为横力弯曲，弯矩为。在梁的前后两个侧面上，沿梁的横截面高度，每隔贴上平行于轴线上的应变片。温度补偿块要放置在横梁附近。对第一个待测应变片联同温度补偿片按半桥接线。测出载荷作用下各待测点的应变，由胡克定律知

另一方面，由弯曲公式，又可算出各点应力的理论值。于是可将实测值和理论值进行比较。

2、加载时分五级加载，=1000N，=1000N，=5000N，缷载时进行检查，若应变差值基本相等，则可用于计算应力，否则检查原因进行复测(实验仪器中应变的单位是)。

3、实测应力计算时，采用时平均应变增量计算应力，即,同一高度的两个取平均。实测应力，理论应力精确到小数点后两位。

4、理论值计算中,公式中的，计算相对误差时

  ，在梁的中性层内，因=0，故只需计算绝对误差。

四、数据处理

1、实验参数记录与计算：

b=20mm,    h=40mm,    l=600mm,    a=200mm,    c=30mm,

E=206GPa,   ,     ,     k=2.19

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梁弯曲正应力测定

一、实验目的

1.用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。

2.了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。

二、实验设备名称及型号

1.WSG-80型纯弯曲正应力试验台。

2.YE2538A程控静态应变仪。

3.应变片、导线、接线端子等。

三、实验原理

1.试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5枚电阻应变片。

2.弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为

式中，的单位为MPa；

M为梁横截面上的弯矩，单位为N·mm；

y为应力所在的点到中性轴的距离，单位为mm；

I_z为横截面对中性轴z的面积二次矩，单位为mm⁴。

面积二次矩对于矩形截面按下式计算

式中，b为梁横截面的宽度，单位为mm；

h为梁横截面的高度，单位为mm。

令使载荷P对称地加在矩形截面直梁上（如图4-1所示）。这时，梁的中段将产生纯弯曲。若载荷每增加一级（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量，根据虎克定律求出各点实测正应力增量

图4-1

此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即

进行比较，就可验证弯曲正应力公式。这里，弯矩增量。

梁上各点的应变测量，采用1/4桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。

四、实验步骤

1.记录实验台参数，设计实验方法。

2.准备应变仪：把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到电阻应变仪A、B接线柱上，将温度补偿片接到电阻应变仪接线柱上作公共补偿。

3.进行实验：把砝码托挂在杠杆上、加初载荷、调节应变仪，使各测量点均为零。加载，加一次砝码，各测量点读一次数，记下各点的应变值，直到加完砝码读数完毕为止。然后计算出各点读数差的平均值。   

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姓名：        班级：       学号：

实验报告

纯弯曲梁的正应力实验

一、实验目的：

1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律

2.验证纯弯曲梁的正应力公式

二、实验设备及工具：

1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置

2.数字测力仪、电阻应变仪

三、实验原理及方法：

在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任意一点的正应力，计算公式：

σ=My/I_z

为测量梁横截面上的正应力分布规律，在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。贴法：中性层一片，中性层上下1/4梁高处各一片，梁上下两侧各一片，共计五片。

采用增量法加载，每增加等量荷载△P（500N）测出各点的应变增量△ε，求的各点应变增量的平均值△ε_实i，从而求出应力增量：

σ_实i=E△ε_实i

将实验应力值与理论应力值进行比较，已验证弯曲正应力公式。

四、原始数据：

五、实验步骤：

1.打开应变仪、测力仪电源开关

2. 连接应变仪上电桥的连线，确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。

3. 检查测力仪，选择力值加载单位N或kg，按动按键直至显示N上的红灯亮起。按清零键，使测力计显示零。

4.应变仪调零。按下“自动平衡”键，使应变仪显示为零。

5.转动手轮，按铭牌指示加载，加力的学生要缓慢匀速加载，到测力计上显示500N，读数的学生读下5个测点的应变值，（注意记录下正、负号）。用应变仪右下角的通道切换键来显示第5测点的读数。以后，加力每次500N，到3000N为止。

6.读完3000N应变读数后，卸下载荷，关闭电源。

六、实验结果及处理：

1.    各点实验应力值计算

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一、实验目的

1.   梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律

2.   验证纯弯曲梁的正应力计算公式

3.   测定泊松比m

4.   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   ㎜

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实验五 纯弯曲梁的正应力实验

一、实验目的

1、测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律。

2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

3、测定泊松比μ。

4、测量矩形截面梁在纯弯曲时最大应变值，比较和掌握运用不同组桥方式时提高测量灵敏度的方法。

二、实验设备

1、材料力学组合实验台；

2、电阻应变测力仪；

三、实验原理和方法

1、测定弯曲正应力

在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任一点的正应力计算公式为

                      (1)

式中：M为弯矩；I_z为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。由上式可知，在弹性范围内，沿横截面高度，正应力按线性规律变化，其最大正应力产生在上下边缘，为

                     (2)

W_z 称为抗弯截面系数。

实验采用1/4桥公共补偿测量方法，加载采用增量法，载荷从100N开始，每次增加700 N，测出各点的应变增量，然后分别取各点应变增量的平均值,依次求出各点的应力增量

=E                (3)

四、实验步骤

1．设计好本实验所需的数据表格；

2．测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变片到中性层的距离y_i.

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实验七  梁的弯曲正应力实验

一、实验目的

1．测定梁纯弯曲时的正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，验证弯曲正应力公式。

2．掌握电测法的基本原理。

二、实验设备

     1．纯弯曲梁实验装置。

     2．静态电阻应变仪。

三、实验原理

    已知梁受纯弯曲时的正应力公式为

    式中为纯弯曲梁横截面上的弯矩，为横截面对中性轴Z的惯性矩，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，和分别贴在梁的顶部和低部，、贴在 的位置，在中性层处。当梁受弯曲时，即可测出各点处的轴向应变（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：

= E·（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△，求出△的平均值，依次求出各点的应力增量△为：

△ = E·                （7—1）

把△与理论公式算出的应力增量：

_理 =                   （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，△M应为：

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