实验 梁弯曲正应力测定

PAGEPAGE4梁弯曲正应力测定一、实验目的1.用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。2.了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。二、实验设备名称及型号1.WSG-80型纯弯曲正应力试验台。2.YE2538A程控静态应变仪。3.应变片、导线、接线端子等。三、实验原理1.试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5枚电阻应变片。2.弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为式中，的单位为MPa；M为梁横截面上的弯矩，单位为N·mm；y为应力所在的点到中性轴的距离，单位为mm；Iz为横截面对中性轴z的面积二次矩，单位为mm4。面积二次矩对于矩形截面按下式计算式中，b为梁横截面的宽度，单位为mm；h为梁横截面的高度，单位为mm。令使载荷P对称地加在矩形截面直梁上（如图4-1所示）。这时，梁的中段将产生纯弯曲。若载荷每增加一级（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量，根据虎克定律求出各点实测正应力增量图4-1此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即进行比较，就可验证弯曲正应力公式。这里，弯矩增量。梁上各点的应变测量，采用1/4桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。四、实验步骤1.记录实验台参数，设计实验方法。2.准备应变仪：把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到电阻应变仪A、B接线柱上，将温度补偿片接到电阻应变仪接线柱上作公共补偿。3.进行实验：把砝码托挂在杠杆上、加初载荷、调节应变仪，使各测量点均为零。加载，加一次砝码，各测量点读一次数，记下各点的应变值，直到加完砝码读数完毕为止。然后计算出各点读数差的平均值。4.结束实验：请教师检查实验记录和数据是否齐全、正确。将实验设备、仪器、工具复原，清理实验场地。最后整理数据，完成实验报告。五、实验记录数据表4-1试件尺寸及装置尺寸试件材料弹性模量E（GPa）高度h（mm）宽度b（mm）支座间的距离l（mm）加力器到支座的距离a（mm）惯性矩Iz（mm4）45钢2082810600200表4-2试件测点位置应变片编号12345测点位置yi（mm）0测点坐标yi（mm）表4-3测定应变ε实验记录第一次应变读数记录P(N）ΔP(N)应变片1应变片2应变片3应变片4应变片5ε1×10-6Δε1×10-6ε2×10-6Δε2×10-6ε3×10-6Δε3×10-6ε4×10-6Δε4×10-6ε5×10-6Δε5×10-6200200400200600200800ΔP＝200(N)＝＝＝＝＝第二次应变读数记录P(N）ΔP(N)应变片1应变片2应变片3应变片4应变片5ε1×10-6Δε1×10-6ε2×10-6Δε2×10-6ε3×10-6Δε3×10-6ε4×10-6Δε4×10-6ε5×10-6Δε5×10-6200200400200600200800ΔP＝200(N)＝＝＝＝＝第三次应变读数记录P(N）ΔP(N)应变片1应变片2应变片3应变片4应变片5ε1×10-6Δε1×10-6ε2×10-6Δε2×10-6ε3×10-6Δε3×10-6ε4×10-6Δε4×10-6ε5×10-6Δε5×10-6200200400200600200800ΔP＝200(N)＝＝＝=＝＝×10-6＝＝×10-6＝＝×10-6＝＝×10-6＝＝×10-6＝六、计算结果1.各点正应力增量，理论值及相对误差填入表4-4表4-4测点编号12345实验正应力增量理论应力增量相对误差2.实验所得横截面上正应力分布图七、思考题1.