实验十一 模型材料条纹值的测定和梁的弯曲实验.doc

实验十一 模型材料条纹值的测定和梁的弯曲实验一、概述材料条纹值f是光弹性材料的一个重要性质，它表示材料的光学灵敏度；f值的大小只与材料性质和入射光的波长有关，而与模型的形状、尺寸及受力方式无关，通常是通过有应力理论解的试件用实验方法进行测定；测定时，对应一定值的载荷，测出试件在已知应力点的条纹级数N，然后根据应力光学定律算出材料条纹值。二、实验目的1、通过梁的纯弯曲实验，测定光弹性材料条纹值f。2、通过简去梁弯曲实验，掌握等差线和等倾线的绘制方法，并计算不同截面的剪应力。三、实验原理和方法1、矩形截面梁在弯矩M作用下，如图11-1所示，根据光弹性实验的等差线图测得纯弯区段邻近上下边缘某整数条级N之间的距离，如图11-2，对应的应力理论值为 如图7-2所示，其中M为弯矩，h为梁厚度，H为梁高度，为等差线图上条纹级数N之间的距离，为等差线图上梁边界间的距离。又根据光弹性实验的基本关系式为则可得到2、两端简支的矩形截面梁，跨中承受集中载荷P，根据光弹性实验提供的等差线条纹图和等倾线条纹图，可通过下式计算得到各点的剪应力值。其中h为梁的厚度，f为材料条纹值，N为等差线条纹级数，为等倾线参数。四、实验设备及模型1、光弹仪一台。2、游标卡尺、直尺、分规各一把。3、矩形截面梁一个。五、实验步骤(一) 纯弯梁实验(测定材料条纹值f)1、将仪器部置成双正交偏振光场。2、测量模型尺寸H，h并划线。3、调整加载杠杆使之平衡，根据划线位置将按图11-3所示按装成纯弯受力形式。图11-1 纯弯曲梁模型及加载装置图11-2 纯弯曲梁等差线示意图开启白光光源，对模型施加少许载荷，调整成像系统，使在屏幕上成适宜大上和清晰的映像，并观察条纹的对称性，若不对称，则调整加载装置直到对称为止。4、逐级加载，观察等差线的生成和变化特点，找到零级条纹位置及条纹变化规律，用钉压法判断边界应力符号。5、在屏幕上用描图纸描绘模型边界线及等差线条纹图示标明级数，记下载荷P。(二) 简支梁弯曲的实验1、等差线描绘(1) 将仪器调整为正交园偏振光场。(2) 在梁上划出支座及加载位置线，以及计算截面AB，CD位置线。图11-3 简支梁中央受集中载荷(3) 在加载梁上安装试件如图11-3，开启白光光源，并加少许载荷，调整成像系统使在屏幕上成清晰映像，并调整加载装置使条纹对称。(4) 逐级加载，到AB截面出现45级等差线为止，观察与分析等差线的特点，判断边界应力符号(用钉压法)。(5) 在屏幕上用描图纸描出模型边界线及等差线条纹，标明级数。(6) 单独旋转检偏镜，即成平行园偏振光场，得到半级数条纹图案，继续划在屏幕的描图纸上，标明级数，记下载荷P。(7) 取下投影物镜(409)换上照相机对(5)、(6)两种条纹照相。2、等倾线描绘(1) 卸下四分之一波片，将光路调整为正交平面偏振光场，得用白光光源，适当减少载荷，使模型呈现浅色背景或采用与如力11-1所示尺寸相同的有机梁，同步反时针方向转动二偏振镜，观察等倾线变化规律。(2) 以水平为基准，同步反时针方向转动偏振镜轴，在屏幕上用描图纸依次描出，等倾线，标明度数，并反复检查核对。3、将实验结果交指导教师检查签字。4、清理实验现场。六、实验报告要求1、简述实验目的及过程2、绘出纯弯梁等差线颁图，量出图11-2所示，再根据P、a、N、H值由式(11-1)计算出f差。3、绘制简支弯曲梁的等