纯弯正应力精品课件

1、纯弯正应力第1页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心试验目的测定矩形截面梁纯弯段应变、应力及挠度分布规律，为建立理论计算模型提供实验依据，并将实测值与理论计算结果进行比较；通过试验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解培养思维能力；学习多点测量技术。第2页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心实验设备及仪器多功能力学试验台（多通道静态应变仪、50kg拉压力传感器） 钢尺、千分表微机及数据采集系统第3页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心试验原理一、如下图示梁承受纯弯曲时正应力

2、： 式中：弯曲正应力； M：作用在横截面上的弯矩； I：梁横截面对中性轴的惯性矩； y：由中性轴到欲求应力点的距离。二、试验应力计算： 式中：试验所测正应力； E： 试样材料的弹性模量； ：试验所测得的应变。 第4页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心试验装置简图第5页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心试验方案 1、实验时将梁的支承及载荷情况布置如图所示，梁的BC段为纯弯曲，在梁的BC段某截面不同高度（四等分点）处贴五片电阻应变片，方向平行梁轴，温度补偿片粘贴梁上不受力处； 2、当纯弯梁受载变形时，利用电阻应

3、变仪测出各应变片的应变值(即梁上各纵向应变值)实。由于纵向纤维间不互相挤压，故根据单向应力状态的虎克定律求出应力实=E实。E为梁所用材料的弹性模量。 第6页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心试验方案3、为了减少测量误差，同时也可以验证正应力与弯矩的线性关系，采用等增量加载来测定沿高度分布的各相应点的应变及梁中间挠度，每增加等量的载荷P，测定各点相应的应变及梁的挠度，取应变增量的平均值实.求出各应力增量实=E实,并与理论值理= My/I 进行比较，其中M=P/2 * |AB|，从而验证理论公式的正确性。 第7页，共16页，2022年，5月20日，9点5

4、5分，星期二武汉理工大学力学实验中心实验步骤一、安装千分表 将千分表安装于表座上，然后再将表座安装在梁的正中间的下表面。二、打开应变仪电源并按红色按钮使应变仪各通道平衡清零；三、打开计算机电源，双击桌面“武工大应变仪”图标启动采集分析软件；四、选择试验：点击菜单“实验选择” “电测梁的弯曲 实验”；五、电脑联机：点击菜单“测量” “联机实验”，联机过程结束后微机显示的数据将与应变仪显示数据同步一致。六、微机平衡清零：点击“自动平衡”使软件初始化清零；第8页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心实验步骤七、施加预加压力：旋转加力杆给纯弯梁施加100N左右的

5、初始压力，使压头跟梁接触紧密。调整千分表位置使之与梁有0.2mm左右的压缩位移，以便让千分表跟梁接触紧密；八、加载与数据采集： 点击“自动平衡” 使软件清零，点击“确认”；然后记录千分表显示的读数。此即为力为零时的初始应变及挠度。 然后采用等增量法分5级加载，每级20N，每次加载20N后，点“确认”采集各通道应变数据，并记录下该级荷载作用下千分表读数。加到100N后，点击“结束”，应变仪与计算机离线，记录千分表读数，第一次实验结束。卸载，然后记录下微机采集的纯弯梁五个测点的应变数据。重复以上方法至少做2次，取数据线性较好者作试验报告。 第9页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期

6、二武汉理工大学力学实验中心问题与思考1、纯弯曲梁应力(变)分布有何规律？平面假设是否适用？2、采用等增量加载的目的是什么？3、弯曲正应力的大小是否会受到弹性模量E的影响，其应变值与弹性模量有关吗？4、如考虑梁的自重，所得梁上各点的应力是否有变化？5、分析实验误差产生的原因第10页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心附录：梁尺寸参数及应变片规格1、梁尺寸参数2、应变片规格 名 称b（mm）h（mm）L（mm）a（mm）I（mm4）E(GPa)材料数值1320540200200Q235标 距电阻值灵敏系数32mm1200.52.08第11页，共16页，20

7、22年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心附录:试验数据记录格式示例序号荷载P（N）测点1测点2测点3测点4测点5挠度(mm)累计增量累计增量累计增量累计增量累计增量累计增量累计增量002001105000-50-120.0380.0411201150-5-120.0791160-110.0352012-6240230-11-230.11420101540-5-120.038360330-16-3505-110.038480460-20-460.190202650-5-120.03711510057-25-580.227平均值2011.45.20-

8、5-11.60.0378第12页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心附录:实验报告书写格式要求一、将试验设备详细内容写在报告第一部分（预习报告）;二、将梁尺寸参数表与应变片规格参数表及加载结果记录表写在报告第二部分（实验数据记录）;三、报告第三部分(计算和分析)要求计算出测点1至测点5以及挠度的所有结果，并算出相应的误差大小(理论值、实验值、误差百分比) 。如 第13页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期二武汉理工大学力学实验中心附录:实验报告书写格式要求测点1：理论值 实验值 误 差 测点2：理论值 实验值 误 差以此类推，可以计算出测点1至测点5及挠度的结果第14页，共16页，2022年，5月20日，9点55分，星期