纯弯梁实验PPT课件

1、江苏科技大学工程力学实验中心 1研究梁纯弯曲的截面上正力分布规律； 2将实测应力值与理论计算值进行比较， 验证弯曲正应力的计算公式 ； 3了解电测应变法的原理及仪器的使用。 二、实验仪器设备二、实验仪器设备 1纯弯曲实验装置；(点击查看设备点击查看设备) 2 XL2118C型力/应变综合参数测试仪。( (点击查看设备点击查看设备) ) 一、实验目的一、实验目的 江苏科技大学工程力学实验中心 三、实验原理三、实验原理 y 1.实验装置的受力分析 F/2F/2 aa + - - FQ F/2 F/2 M Fa/2 + )(C 0 Q 常数M F 纯弯曲 z I yM 理理 mm截面：截面： m m

2、 h b z y 江苏科技大学工程力学实验中心 2纯弯梁特点 3.弯曲正应力理论计算公式 z I yM 理 由弯曲正应力理论计算公式可知 (1)y不同， 不同 (2)当 时， 即为梁的中性层处 00y 只有正应力 ，无切应力 ，即只有弯矩作用，无剪力作用 江苏科技大学工程力学实验中心 结论:(1) 与y 成正比； (2)中心层上、下距中心轴Z 距离相等 的各层面的大小相等、方向相反。 - z h y M0 江苏科技大学工程力学实验中心 4.利用材料拉（压）时的胡克定律 来研究梁纯弯时的 E 变形后梁的横截面仍然保持为平面，且仍 然垂直于变形后的梁轴线。 纵向纤维的应变 与它到中性层的 距离 成

3、正比即 y y 几何关系(平面假设) m m1 n n1 aa1 bb1 m2 n2 c1 d1 c d m n m1 n1 a a1 b b1 c c1 d d1 m2 n2 m n m1 n1 a a1 b b1 c c1 d d1 m2 n2 m n m1 n1 a a1 b b1 c c1 d d1 m2 n2 江苏科技大学工程力学实验中心 梁纯弯时各纵向线段间互不挤压即纤维间 无正应力，每一纤维都是单向拉伸或压缩。 材料受力在线弹性范围内。 材料在拉伸和压缩时弹性模量相等。 由胡克定律可知 沿截面高度正应力 按直线规律变化。 y E 物理关系 M M y x z - 江苏科技大学工程

4、力学实验中心 在梁纯弯曲情况下横截面上的内力系最终只归结为一个力偶矩MiZ，它也就是弯矩M。所以 梁纯弯曲变形时横截面上只有正应力作用。 即梁纯弯曲变形问题可简化成拉、压问题 来考虑。 在胡克定律中要想知道只要知道即可， E 是材料的弹性模量为定值。 结论：弯曲正应力实测公式=E 静力关系 江苏科技大学工程力学实验中心 用电测法。利用贴于梁上的用电测法。利用贴于梁上的电阻应变片电阻应变片可获得被测材料上各点的可获得被测材料上各点的 线应变线应变。 1.1.梁所受载荷及电阻应变片布置情况梁所受载荷及电阻应变片布置情况 四、实验方案四、实验方案 中性层应变片编号为1，中性层以上分别为2、4号片，6

5、号片在梁的 上表面；中性层以下分别为3、5号片，7号片在梁的下表面。 中性层 F/2F/2 1 3 2 4 5 6 7 10 10 1515 20 20 20 320 620 江苏科技大学工程力学实验中心 2.选择桥路 实验采用半桥公共温度补偿的方法 即: iMttiMtiids )(- 这样消除了温度产生的应变,应变仪上 反映的只有机 械式应变即弯矩产生的应变, 所以 在公共温度补偿的接线柱上接入温 度补偿片Rt。 Rt C 在电阻应变仪的AB 桥臂上接入工作片R （17片）。 B A1 A7 R1 R7 接线图 江苏科技大学工程力学实验中心 1.组桥接线 将弯曲梁上被测点电阻应变片的引线端

6、与电阻应变仪测量通道接线端子 连接 ，并在公共温度补偿的接线柱上接入温度补偿片。 五、实验操作步骤五、实验操作步骤 （插片要插好，螺丝 要旋紧） 江苏科技大学工程力学实验中心 2. 仪器准备 按一下应变仪面板右下方的“自动平衡”键，若右边的6个LED发光二 级管中某一个发光二级管显示为“-”时，则表示该测点的应变片未接好 需重新接线。 检查应变仪面板上左边LED测力发光二级管的力单位 标志点是否在“N”上 江苏科技大学工程力学实验中心 线接好后再次按“自动平衡”按钮，同时通过“通道切换” 按钮，检查所有被测点是否都显示为“0”。每调整好一 次设备都必须按一下“自动平衡”按钮。“自动平衡”按 钮

7、可重复按，直到所有测点的发光二级管都显示为“0” 后才可以进行加载试验。 3. 加载记录数据 根据试件尺寸及机械性能指标确定该实验装置的 Fmax=2500N、F0应取10%的Fmax、所以F0=500N， 加5级载荷、所以F =500N， 每增加一级F（500N）记录下对应的应变仪读数ds 。 江苏科技大学工程力学实验中心 4设备整理与数据检查 做完实验后，卸掉载荷。 从应变仪上拆下各应变片和温度补偿片的连接线 并将线整理好方在实验桌上 。 关闭设备电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设 备复原。 实验数据交指导教师检查签字。 观看动画观看动画 江苏科技大学工程力学实验中心 双

8、击画面可全屏观看双击画面可全屏观看 江苏科技大学工程力学实验中心 装置如图1所示，它由1实验梁，2支 脚，3手轮，4箱体，5蜗杆升降装置， 6传感器，7拉杆，8压头，9承重梁， 10底座，11脚轮，12支柱组成。 进行纯弯曲实验时先将实验梁上被 测点应变片连接到应变仪上，再按照 手轮降或升的旋转手轮进行加载或卸 载。 极限载荷2500N。 纯弯曲实验装置纯弯曲实验装置介绍与操作说明介绍与操作说明 图1 1. 设备介绍 江苏科技大学工程力学实验中心 2. 2. 设备操作设备操作 将实验梁上应变片的连接线接到应变仪上，把连接线将实验梁上应变片的连接线接到应变仪上，把连接线 整理好。整理好。 调整好

9、应变仪调整好应变仪, ,按设备上按设备上“降降”的方向旋转手轮进行缓慢的方向旋转手轮进行缓慢 加载。加载。 当力数据显示窗口为当力数据显示窗口为500N500N时，记下这一级载荷各应变时，记下这一级载荷各应变 片的应变值，接着继续加载记数据，直到片的应变值，接着继续加载记数据，直到5 5级载荷加完。级载荷加完。 注意：加载前检查注意：加载前检查实验梁是否在支脚的中间实验梁是否在支脚的中间，若不在需调，若不在需调 整。整。压头是否压在承重梁中间。压头是否压在承重梁中间。 江苏科技大学工程力学实验中心 (1)上面板 XL2118C力应变综合参数测试仪力应变综合参数测试仪 介绍与操作说明介绍与操作说

10、明 应变综合参数测试仪 全 貌 1 仪器介绍 16个测量通道接线端子(接测量片) 接测量工 作片 接公共温 度补偿片 和一个公共温度补偿接线 端子 江苏科技大学工程力学实验中心 (2)前面板（操作面板） 通道切换按键。在测量状态，按键一次，当前应变测量模 块按照次序翻屏，并显示对应测点的应变值。 第一屏为CH01-CH06；第二屏为CH07-CH12；第三屏为幕 CH13-CH16；再按键返回第一屏。 设备电源开关。 测量片应变值显示窗口,每一屏只能显示6个通道。 自动平衡键。测量片和公共温度补偿片接好后，按键一次设 备全部测点的桥路自动平衡。 系数设定键。可对设备的灵敏系数进行设置。 力数据

11、显示窗口。 江苏科技大学工程力学实验中心 打开应变仪的电源开关 根据实验要求选择桥路, 并 将应变片接入应变仪，保证 接触良好。 2 仪器操作 按所选择桥路处理1/4桥、半桥、全桥的短接线。 1/4桥半桥 全桥 江苏科技大学工程力学实验中心 用1/4桥测试时 需连接B、B1端的短接片。 短接片连接 B、B1 短接片断开 B、B1 江苏科技大学工程力学实验中心 将温度补偿片接入补偿接线端子，并将1/4桥、半桥、全桥处的短接线接在1/4桥和全桥之间。 温度补偿片接工作片 接公共温 度补偿片 江苏科技大学工程力学实验中心 用半桥测试时 需断开B、B1端的短接片（温度自补偿）并将1/4桥、半桥、全桥处

12、的短接线接在半桥和全桥之间。 用全桥测试时 需断开B、B1端的短接片（温度自补偿）并将1/4桥、半桥、全桥处的短接线断开。 江苏科技大学工程力学实验中心 结论:(1) 与y 成正比； (2)中心层上、下距中心轴Z 距离相等 的各层面的大小相等、方向相反。 - z h y M0 江苏科技大学工程力学实验中心 2. 仪器准备 按一下应变仪面板右下方的“自动平衡”键，若右边的6个LED发光二 级管中某一个发光二级管显示为“-”时，则表示该测点的应变片未接好 需重新接线。 检查应变仪面板上左边LED测力发光二级管的力单位 标志点是否在“N”上 江苏科技大学工程力学实验中心 4设备整理与数据检查 做完实验后，卸掉载荷。 从应变仪上拆下各应变片和温度补偿片的连接线 并将线整理好方在实验桌上 。 关闭设备电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设 备复原。 实验数据交指导教师检查签字。 观看动画观看动画 江苏科技大学工程力学实验中心 (1)上面板 XL2118C力应变综合参数测试仪力应变综合参数测试仪 介绍与操作说明介绍与操作说明 应变综合参数测试仪 全