偏心拉伸实验报告

北京航空航天大学、材料力学、实验报告实验名称：偏心拉伸实验学号39051320姓名喻海川实验时间：2011年1月日试件编号试验机编号计算机编号应变仪编号百分表编号成绩实验地点：主楼南翼116室99教师预习要求：预习构件在单向偏心拉伸时，横截面上的内力分析；复习电测法的不同组桥方法；设计本实验所需数据记录表格。一、实验目的hRaRbbt1hRaRbbt2．测定中碳钢材料的弹性模量E；3．测定试件的偏心距e；二、实验设备与仪器1．微机控制电子万能试验机；2．电阻应变仪；3．游标卡尺。三、试件中碳钢矩形截面试件，（如图所示）。图一试件示意图截面的名义尺寸为h×b=(7.0×30)mm2，图一试件示意图四、实验原理和方法试件承受偏心拉伸载荷作用，偏心距为e。在试件某一截面两侧的a点和b点处分别沿试件纵向粘贴应变片Ra和Rb,则a点和b点的正应变为：εa=εp+εM+εt（1）εb=εpεM+εt（2）式中： εp——轴向拉伸应变εM——弯曲正应变εt——温度变化产生的应变有分析可知，横截面上的最大正应变为：εmax=εp+εM(3)根据单向拉伸虎克定律可知：(4)试件偏心距e的表达式为：(5)图二可以通过不同的组桥方式测出上式中的εmax、εp及εM，从而进一步求得弹性模量E、最大正应力和偏心距e。图二1、测最大正应变εmax组桥方式见图二。（1/4桥；2个通道）εmax=εp+εM=(εp+εM+εt)εt=εaεt(6)图三2、测拉伸正应变εp图三全桥组桥法（备有两个温补片），组桥方式见图三。(7)将εp代入式（4），即可求得材料的弹性模量E。图四图四3、测偏心矩e半桥组桥法，组桥方式见图四。(8)将εM代入式（5）即得到试件的偏心距e：为了尽可能减小实验误差，实验采用多次重复加载的方法。可参考如下加载方案：P0=6KN，Pmax=16KN，P=10KN，N=4。五、实验步骤设计实验所需各类数据表格；测量试件尺寸；测量试件三个有效横截面尺寸，取其平均值作为实验值。拟定加载方案；试验机准备、试件安装和仪器调整；确定各项要求的组桥方式、接线和设置应变仪参数；检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。进行试验；将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。重复加载，每重复一次，记录一次应变仪的读数。实验至少重复四次，如果数据稳定，重复性好即可。数据通过后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。六、试验结果处理对几组实验数据求平均值；最大正应变增量；材料的弹性模量；求实验段横截面上的最大正应力增量；试件的偏心距。七、数据处理L=30.06mmH=7.02mm1、最大应变数据次数123平均片a380375375376.7片b80898885.7εmax=εa平=3.767×102、全桥组接线数据次数123平均Δε470463466466.32εP=Δε平=466.3×10-6故有εp=233.2×E=ΔPLHεp=103、半桥组接线数据次数123平均Δε350356342349.32εM=Δε平=349.3×10-6故有εm=174.7×e=EεMΔPWzW故有e=HL2εM6八、思考题1．材料在单向偏心拉伸时，分别有哪些内力存在。答：材料在单向偏心拉伸时。存在轴向拉力和弯矩力两个内力。2．通过全桥法测εP和利用εP=(εmaxεM)测εP，哪种方法测量精度高。答：通过全桥