弯曲正应力试验报告

1、、实验目的1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。3、初步掌握电测方法，掌握 1/4 桥， 1/2 桥，全桥的接线方法，并且对试验结果及 误差进行比较。二、实验仪器和设备1、多功能组合实验装置一台；2、TS3860型静态数字应变仪一台；3、纯弯曲实验梁一根。4、温度补偿块一块。三、实验原理和方法弯曲梁的材料为钢，其弹性模量 E=210GPa ，泊松比=0.29。用手转动实验装置上面 的加力手轮， 使四点弯上压头压住实验梁， 则梁的中间段承受纯弯曲。 根据平面假设和纵 向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：式中： M 为

2、弯矩； Ix 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，沿横截面高度正应力按线性规律变化。实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的 电子测力仪读出。当增加压力 P时，梁的四个受力点处分别增加作用力P/2，如下图所示。为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律， 在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布 置了 3片应变片， 各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。 此外， 在梁的上表面和下 表面也粘贴了应变片。如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变， 则由单向应力状态的虎 克定律公式 E ，可求出各点处的应力实验值。 将应力实验

3、值与应力理论值进行比较， 以验证弯曲正应力公式。实 =E 实式中 E 是梁所用材料的弹性模量。精品图 3-16为确定梁在载荷 P 的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法” ，即每增加等量 的载荷P 测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值 实来依次求出各点应力。把实与理论公式算出的应力 比较，从而验证公式的正确性，上述理论公式中的 M 应按下式计算：1Pa（ 3 16）2四、实验步骤1、检查矩形截面梁的宽度 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 yi 。2、检查压力传感器的引出线和电子秤的连接是否良好，接通电子秤的电源线。检查 应变仪的工作状态是否良

4、好。分别采用 1/4 桥， 1/2 桥，全桥的接线方法进行测量，其中 1/4 桥需要接温度补偿片， 1/2 桥通过交换接线方式分别进行两次试验来比较试验结果。3、根据梁的材料、尺寸和受力形式，估计实验时的初始载荷P0 （一般按 P0 0.1 s 确定 ） 、最大载荷 Pmax （一般按 Pmax 0.7 s 确定 ） 和分级载荷 P （一般按加载 4 6 级考虑 ）。本实验中分四次加载。 实验时逐级加载， 并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应 变。4、实验完毕后将载荷卸掉，关上电阻应变仪电源开关，并请教师检查实验数据后，精品方可离开实验室。精品五、数据处理1、 原始数据。其中 a=80mm

5、b=19.62mm h=39.38mm荷载（ N ）测点一测点二测点三测点四测点五一次加载400-15-60715二次加载600-22-1001124三次加载800-29-1311531四次加载1000-36-1631839五次加载1200-44-19221461/4 桥测点一测点二测点三测点四测点五实7.253.250.53.57.75实 （ KPa ）152.2568.2510.573.5162.75实 实 E 实 nP*aIzbh312M*y测点一测点二测点三测点四测点五Y（mm）19.699.84509.84519.69理（KPa）157.7578.88078.88157.75实理相对

6、误差 =| 实理 | 100理测点一测点二测点三测点四测点五z精品相对对误差3.49%13.4%6.82%3.17%P*a2Izbh312M*y*2测点一五测点二四Y（mm）19.699.845理（KPa）315.5157.76z在梁的中性层内，因 理 0 ，只需计算绝对误差，绝对误差 =10.5KPa。1/2 桥 (1)荷载（ N ）测点一五测点二四一次加载400-3111二次加载600-4619三次加载800-6027四次加载1000-7534五次加载1200-8940实 实 E 实 n测点一五测点二四实14.57.25实 （ KPa ）304.5152.25实理相对误差 =| 实理 |

7、100理精品测点一五测点二四相对对误差3.49%3.49%1/2 桥 (2)荷载（ N ）测点一五测点二四一次加载40031-10二次加载60047-18三次加载80062-25四次加载100077-33五次加载120089-41实 实 E 实 n测点一五测点二四实14.57.75实 （ KPa ）304.5162.75P*a2Izbh312M*y*2测点一五测点二四Y（mm）19.699.845理315.5157.76z精品（ KPa ）实理相对误差 =| 实理 | 100P*a2Izbh312M*y理测点一五测点二四相对对误差3.48%3.16%全桥荷载（ N ）测点一次加载40012二次

8、加载60021三次加载80027四次加载100037五次加载120042实 实 E 实 n测点实7.5实 （ KPa ）157.5精品测点一测点二测点三测点四测点五Y（mm）19.699.84509.84519.69理（KPa）157.7578.88078.88157.75实理相对误差 =| 实| 100理 =1+5+ 2-4=157.74KPa理测点相对对误差0.15%六、实验小结1、通过 1/4 ，1/2 桥，全桥各种接法以及结果分析，我们可以发现，全桥接法是误差最小 的，其次是 1/2 桥，最后是 1/4 桥，在 1/2 桥接法中，我们还把接线反接过来，最后得出的 误差和未反接相差不大。2、弯曲试验是测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。本试验采用地塑性材料，检测其延展性和均匀性展性和均匀性，为冷弯试验。3、试验的误差主要来源于试样的安装，试样安装时一定要在同一平面内，否则荷载不是 垂直作用