梁的纯弯曲正应力实验
一、 实验目的
一、 1.了解电阻应变测试技术的基本原理,学会使用应力/应变综合参数测试仪测量应变。
一、 2.测定矩形截面梁纯弯曲时横截面上的正应力分布规律,验证梁的平面弯曲正应力公式。
3.测定材料的泊松比。
二、实验仪器
1.CLDT-C材料力学多功能试验台
2.XL-2118B应力/应变综合参数测试仪
三、实验原理
Ø 在平面弯曲时,梁横截面上正应力公式为:
式中:M为作用在横截面上的弯矩;I为梁横截面对中性轴的惯性矩; y为中性轴到测点之距;
Ø 实验装置:
弯曲试验装置图
Ø 电阻应变测量技术原理:
Ø 测试仪器:XL-2118B应力/应变综合参数测试仪
Ø 实验方法:
n 由测量各应变片应变值
n 由虎克定律求各测点的应力值:
式中:E为材料的弹性模量。E=206 GPa
n 为提高测量精度,采用“增量法”,每增加一次载荷ΔP = 500N ,测出相应应变的增量,最后取应变增量的平均值Dε,求出各测点的应力增量值:
Ds实=E×Dε
n 把由实验得到的Ds实,与由理论计算得到的Ds理=DM×y/I进行比较,以验证弯曲正应力公式的正确性。
四、实验步骤
1.确定梁的尺寸b, h, l, a;计算I;检查梁支点,加载点位置是否正确。
2.接线:将六个应变片和温度补偿片接入应变仪各测点。其中工作片接AB,补偿片接BC(公共补偿)。
3.打开XL-2118B应力/应变综合参数测试仪,按“N/kg”转换键使力显示单位为N,检查螺旋加载装置,确认无力作用后按“清零”键。
4.预调平衡:按单点平衡键,对各测点进行桥路平衡。
5.加载测量(逆时针旋转为加载,每次加载500N,最大载荷2kN):记录各测点应变片的读数εi 。
6. 卸载,数据经教师审阅后方可离开。
五、实验数据处理
1.原始数据
2.实验数据
3.计算结果:
4.画出以梁高h为纵坐标, D s为横坐标的实验 D si实和理论 D si理值曲线图。
六、思考题
1.影响实验结果的主要因素有哪些?
2.尺寸完全相同的钢梁和木梁,如果距中性层等远处,纵向纤维伸长量对应相等,问两梁相应截面的应力是否相同?为什么?
3.为什么要进行温度补偿?如何补偿。
第二篇:纯弯曲梁的正应力实验报告
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/Iz
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
根据上表数据求得应变增量平均值△εPi,带入胡克定律计算各点实验值:
σ实i=E△εPi×10-6
2.各点理论应力值计算
载荷增量 △P=500N
弯矩增量 △M=△P/2×a
应力理论值计算 (验证的就是它)
3.绘出实验应力值和理论应力值的分布图
以横坐标表示各测点的应力σ实和σ理,以纵坐标表示各测点距梁中性层的位置。将各点用直线连接,实测用实线,理论用虚线。
σ
y
4.实验值与理论值比较,验证纯弯曲梁的正应力公式
注: