结构力学实验指导与报告(201512)

1、结构力学实验指导与报告姓名：学号：班级：西南交通大学峨眉校区基础课部应用力学教研室2015年12月学生实验须知1、 网上需提前预约选课；2、 每人一份实验指导及报告；3、 实验前需预习相关实验内容，并积极思考实验指导后面的预习思考题；4、 提前5分钟到实验室签到；5、 需提供一份完整的实验数据供老师签字认可；6、 实验完毕整理好实验场地，并协助打扫实验室房间卫生；7、 一周时间内上交实验报告。第一部分结构力学实验指导实验项目及内容实验一 三铰拱截面内力及位移测定实验实验二超静定封闭框架结构内力及位移测定实验实验一 三铰拱截面内力及位移测定实验一、实验目的1、了解三铰拱装置的构造；2、测定三铰拱

2、指定截面的内力及位移；3、计算内力及位移的理论值，并与实验值相比较，计算相对误差。二、实验仪器及设备 三铰拱、加力装置、分析系统、百分表等三、实验原理1、三铰拱装置主要参数 拱轴线半径R=200mm，截面20.0×4.0mm2；材料弹性模量E=210GPa；应变片电阻值为120W，灵敏系数Ks=2.14；最大设计荷载P=400N；自重：3kg。2、实验安装 将左右支座用螺钉与底板固定，插上左右支座及中间铰处的销钉，形成一个三铰拱结构。3、实验值测量 在指定截面处，内外表面各粘贴一片应变片。用四分之一桥接法(另接温度补偿片)，分别测量出截面内外侧的应变和，如图1所示。图1内外应变分离图

3、则弯矩M对应的应变与轴向力N对应的应变分别为：； 于是 ； 4、理论值计算 先计算出支座反力，根据各测点坐标可直接计算出指定截面上的弯矩、轴力及剪力值。转角位移计算提示：单位荷载法。四、实验步骤1、安装三铰拱装置；2、调整加力装置及测试分析系统；3、连接各测点导线及安装百分表；4、给三铰拱分级加载(DP=100N)，并记录各测点读数；5、计算截面内力(弯矩及轴力)及转角的理论值、实验值及相对误差。五、分析与思考1、如何实现截面上剪力的测量？2、分析产生实验值与理论值间误差的可能原因？实验二超静定封闭框架结构内力及位移测定实验一、 实验目的1、 了解封闭框架结构的构造；2、 测定封闭框架结构指定

4、点的位移；3、 测定封闭框架结构指定截面的内力；4、 研究指定截面上内力的理论值。二、 实验仪器及设备封闭框架（图1）、加力装置、分析系统、钢卷尺、游标卡尺等。图1封闭框架图三、 实验原理封闭框架计算简图如图2所示：封闭框架（双联框），面内受力，为六次超静定问题，材料弹性模量E215GPa，应变灵敏系数为2.16。充分利用对称性条件，且不计轴力、剪力对形变的影响，则上、下水平杆传递相同大小的剪力，于是可确定边柱轴力为P/4，并考虑到其形变状态特征，则其最简单的静定基本结构（相当系统）如图3所示。这样，本问题就可按照简化后的一次超静定问题计算。由边柱中点A的水平位移DAx=0，解得X13P/14

5、。由此可得弯矩M图和轴力N图，如图4所示。所测得的各截面表面应变e内与e外，可分离成为分别与M、N相对应的应变eM、eN，见图5。图2计算简图图3基本结构图4弯矩图和轴力图图5弯矩与轴力应变分离图四、 实验步骤1、 安装实验装置为简化安装操作，只需拔下链杆（斜杆）上的一个销钉，链杆即退出工作（不必取下）。安装加力装置时应注意：谨慎保护应变片和导线，事关实验能否进行；安装托梁，使这卡入试验台底板定位槽内定位；安装支座时，仔细将框两端插入槽中，并使两个边柱脚窝卡在梢钉上定位；传力挺杆平端插入试验台压头孔中定位，下端顶入框上的中心窝内，并使挺杆铅垂。2、 定性实验按照仪器箱面板上的标记，接好力传感器

6、、机电百分表、将温度补偿片和各测点应变片引出线与相应通道接线座引线焊好。对于封闭框架实验，控制设计力为Pmax=800N。建议的加载顺序为P50,200,350,500,DP150N。在实验阶段熟悉操作，检查试验安装状态和进行必要的调整；仔细观察实验现象：结构变形形态（尤其是当P值较大时）。第二部分结构力学实验报告实验一 三铰拱截面内力及位移测定实验一、 实验目的二、 实验仪器及材料三、 实验原理及步骤四、 数据处理11实验一 三铰拱截面内力及位移测定实验 测 点荷 载截面内力测量位移测量1-1截面2-2截面测点1测点2测点3测点4测点5测点6读数(me)增量(me)读数(me)增量(me)读数(me)增量(me)读数(me)增量(me)读数(格)增量(格)读数(格)增量(格)平均增量弯矩实测值理论值相对误差轴力实测值理论值相对误差实验二 超静定封闭框架结构内力及位移测定实验一、实验目的二、 实验仪器及材料三、 实验原理及步骤四、 数据处理实验二超静定封闭框架结构位移及内力测定实验 测 点荷 载各截面内力测量结点位移测量测点1，2测点3，4结 点读数(me)增量 (me)读数(me)增量(me)读数(me)增量(me)读数(me)增量(me)读数(格)增量(格)平均增量内力M、N实测值M、N理论值M、N相对误差 测 点荷 载各