湖工院材料力学实验指导05偏心拉伸实验

实验五偏心拉伸实验一、实验目的1.初步掌握电测方法和多点测量技术。2.测定偏心拉伸时的弯曲正应力及其分布规律。二、实验内容概述掌握静态电阻应变仪的使用方法，掌握应变电测法原理和技术；运用电桥接法测定测定偏心拉伸时的弯曲正应力及其分布规律。三、实验设备及试样偏心拉伸块进行偏心拉伸测试时除了用到数字静态电阻应变仪以外，还要用到偏心拉伸块，如图1所示。偏心拉伸块需要用配套的夹具夹好，然后到拉伸机上进行拉伸。图1偏心拉伸块四、实验原理及方法（1）原理及方法1）应力计算图2所示为偏心块的拉伸受力图。偏心块为拉伸和弯曲变形的组合，其弯矩为。根据弯曲理论，偏心块上各点的正应力增量为（1）式中，y为各测点到中性轴z的距离，Iz为横截面对中性轴z的惯性矩，对于矩形截面图2偏心块的拉伸由于偏心块是拉伸和弯曲变形的组合，正应力可直接叠加。纵向各纤维间不产生相互挤压，只产生伸长或缩短，所以各点为单向应力状态。只要测出各点的应变增量Δ，即可按胡克定律计算出正应力增量实。实=EΔ（2）测出各点的应变后，即可按（2）式算出正应力增量实，并画出正应力实沿截面高度的分布规律图。从而可与（1）式算出的正应力理论值理进行比较。2）计算偏心距e对应于载荷（），通过合理组成测量电桥，可以直接测出1、5两点的弯曲应变。按胡克定律，相应的弯曲应力为另外，因载荷偏心引起的弯矩为，由弯曲正应力公式得比较以上两式可得（3）这是通过实验测定的偏心距，即e测。它与给定的e可能存在偏差，试分析出现偏差的原因。（2）实验步骤及注意事项1）在偏心块的大致中间横截面处贴五片应变片与x轴平行，各片等距a分布，作为工作片；另外在偏心块的左上方如图2某一位置贴一片应变片，作为温度补偿片，该点处的应力通过计算为零。2）将静态电阻应变仪内部电阻预调平衡。3）对粘贴应变片的五个点进行应变测量，则由于测点较多，应用有多个测点的数字应变仪分批进行。将待测应变片与测量接线柱的A、B位置相连。这时可共用一枚补偿片，并把它接在多点测量接线柱的任一B、C位置，全部C用短路线联接，所有B接线柱在仪器内部是联通的。这样，当转换测点时，补偿片始终与待测应变片组成半桥电路。应注意的是，应变仪的三点连接片应拧紧在D1、D2、D3上，而A、B、C接线柱上不能再接任何电阻或应变片。完成接线后，利用选择开关逐点预调平衡。加载时，每增加一级P，转动选择开关逐点读出相应的应变。5）加载要均匀缓慢；测量中不允许挪动导线；小心操作，不要因超载拉坏偏心块。五、偏心拉伸测试的参考表格（1）偏心拉伸块的数据及测点位置数据测点位置材料：弹性模量E=MPa横截面长h=mm横截面宽b=mm偏心距e=mm惯性矩Iz=mm4布片图测点号坐标（mm）1y1=2y2=3y3=4y4=5y5=（2）应变实测记录测点12345应变载荷()读数差Δ()读数差Δ()读数差Δ()读数差Δ()读数差ΔP0=P1=P2=P3=P4=P5=增量ΔP=读数差平均值=读数差平均值=读数差平均值=读数差平均值=读数差平均值=测出各点的应变后，算出正应力增量实，并画出正应力实沿截面高度的分布规律图。以与按叠加原理理=得出的斜直线进行比较。通过合理组成测量电桥，测出1、5两点的弯曲应变。计算出由实验测定的偏心距e测。将它与给定的e进行比较，找出存在的偏差，并分析出现偏差的原因。思考题1.胡克定律是在拉伸的情况