单材料梁的弯曲正应力实验指导.doc

单材料梁的弯曲正应力实验指导.doc单一材料梁的弯曲正应力实验
一、实验目的
,并与理论计算值比较,从而验证梁的弯曲正应力理论公式.
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二、预****思考要点
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,若要测取其上某一点的线应变为何只需在该点布设一枚应变计,且平行于梁的轴线方向?
三、实验装置和仪器

本实验采用低碳钢或中碳钢制成的矩形截面梁,测试其正应力分布规律的实验装置如图1-26(a)所示,所加的砝码重量通过杠杆以一定的放大比例作用于加载辅梁的中央,设作用于辅梁中央的载荷为F,由于载荷对称,支承条件对称,则通过两个挂杆作用于待测梁上C、D处的载荷各为F/=0,弯矩为一常量M=,即梁的CD段处于纯弯曲状态.
图1-26 弯曲正应力实验装置及试样贴片位置图

、钢直尺
四、实验原理
由于矩形截面梁的CD段处于纯弯曲状态,当梁发生变形其横截面保持平面的假设成立,又可将梁视作由一层一层的纵向纤维叠合而成且假设纵向纤维间无挤压作用,此时纯弯曲梁上的各点处于单向应力状态,且弯曲正应力的方向平行于梁的轴线方向,所以若要测量纯弯曲状态下梁的横截面上的正应力的分布规律,可在梁的CD段任一截面上沿不同高度处平行于梁的轴线方向布设若干枚电阻应变计,为简便计算,本实验的布片方案如图1-26(b)所示,一枚布设在梁的中性层上,其余四枚分别布设在距中性层h/4或h/2处(h为梁矩形截面的高度),此外还布设了一枚温度补偿片
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当梁受载后,电阻应变计随梁的弯曲变形而产生伸长或缩短,,,所以依据单向虎克定律即可求解相应各测点的应力值,即σ实=E ·ε实,E为梁材料的弹性模量.
实验采用“等增量法”加载,即每增加等量的载荷ΔF,测定一次各点相应的应变增量Δε实,—5级,最终载荷的选取,应依据梁上的最大应力σmax<(-)σs(σs为材料的屈服极限).当加载至最后一级,测完各应变值后即卸载,最后算出各测点应变增量的算术平均值,依次求出各点的应力增量Δσ实. Δσ实=E· (1-43)
把Δσ实与理论公式计算的应力增量
Δσ理= (1-44)
进行比较,算出截面上各测点的应力增量实验值与理论值的相对误差,即
(1-45)
从而验证梁的弯曲正应力公式的正确性.
五、实验步骤
,载荷作用点到梁支点的距离a.
,材料的σs值,确定分级加载的载荷增量和级次,(每级加载应使梁上各点的应变有较明显的变化),最终载荷值.
,将5枚应变测量计和公共温度补偿计分别接入静态电阻应变仪的相邻桥臂上,根据电阻应变计所给出的灵敏系数k值调好电阻应变仪的灵敏系数
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