弯曲正应力实验报告.docx
弯曲正应力实验报告一、实验目的1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。3、初步掌握电测方法，掌握1/4桥，1/2桥，全桥的接线方法，并且对试验结果及误差进行比较。二、实验仪器和设备1、多功能组合实验装置一台；2、TS3860型静态数字应变仪一台；3、纯弯曲实验梁一根。4、温度补偿块一块。三、实验原理和方法弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa,泊松比II=O.29。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁,则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：Mb=y式中：M为弯矩；l为横截面对中性晶的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。当增加压力AP时，梁的四个受力点处分别增加作用力AP/2,如下图所示。为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布置了3片应变片，各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。此外，在梁的上表面和下表面也粘贴了应变片。如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式日，可求出各点处的应力实验Q一匚尤值。将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。O=E实实式中E是梁所用材料的弹性模量。图3-16为确定梁在载荷AP的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量的载荷AP测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值A£来依次求出各点应力。实把A。实与理论公式算出的应力比较，从而验证公式的正确性，上述理论公式中的M应按下式计算：M=JAPg2(3.16)四、实验步骤1、检查矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a,及各应变片到中性层的距离。2、检查压力传感器的引出线和电子秤的连接是否良好，接通电子秤的电源线。检查应变仪的工作状态是否良好。分别采用1/4桥，1/2桥，全桥的接线方法进行测量，其中1/4桥需要接温度补偿片，1/2桥通过交换接线方式分别进行两次试验来比较试验结果。3、根据梁的材料、尺寸和受力形式，估计实验时的初始载荷P（一般按P=Ol（I确定）、最0OS大载荷P（一般按皿7。确定）和分级载荷AP（一般按加载46级考虑）。本实验中分四次加载。实验时逐级加载，并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应变。4、实验完毕后将载荷卸掉，关上电阻应变仪电源开关，并请教师检查实验数据后，方可离开实验室。五、数据处理1、原始数据。其中a=80mmb=19.62mmh=39.38mm1/4桥JI*荷载测点测点测点测点测点(N)四五一次加载4-15-6O715二次加载6-22-10O1124三次加载8-29-1311531四次加载1036-1631839五次加载120044-1922146I注AO=EAZYn实实测点测点测点测点四测点五7.253.250.53.57.75AO-J：(KPa)1522568.2510.573.5162.75AM=亭嘿*VZ测点测点测点测点四测点五加载二次6-46_19加载三次加载8-6027Pl10-7534五次加载128940=N=E实n实实测点一五测点二四实14.57.25(KPa)304.5152.25AM=竺F=吧o=AM2z12理U*2Z测点一五测点二四Y19.699.845(mm)理(KPa)315.5157.76相对误差=IM-%_|xioo%“理测点一五测点二四相对对误差3.49%3.49%1/2桥荷载(N)测点一五测点二四一次40031-10加载二次647-18加载三次加载862-25Pl107733五次加载128941=N=E实n实实测点一五测点二四实14.57.75(KPa)304.5162.75AM=竺F=吧o=AM2z12理U*2Z测点一五测点二四Y19.699.845(mm)理(KPa)315.5157.76相对误差=IMI×oo%M理测点一五测点二四相对对误差3.48%3.16%全桥荷载(N)测点一次40012加载二次60021加载三次加载80027四次加载1037五次加载1242A-=EYn实实测点7.5实(KPa)157.5P*abh3.MM=2I=12凝理yZ测点测点测点测点四测点五Y(mm19.699.845O9.84519.69)157.7578.88078.88157.75FJT(KPa).ffi窿=M-%理I_IX100%M=A1+5+2-4=157.74KPa测点相对对误差0.15%六、实验小结1、通过1/4,1/2桥，全桥各种接法以及结果分析，我们可以发现，全桥接法是误差最小的，其次是1/2桥，最后是1/4桥，在1/2桥接法中，我们还把接线反接过来，最后得出的误差和未反接相差不大。2、弯曲试验是测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。本用地塑性材料，检测其延展性和均匀性展性和均匀性，为冷弯试验。3、试验的误差主要来源于试样的安装，试样安装时一定要在同一平面内，否则荷载不是垂直作用在试样上，造成误差。还有就是试样应变片陈旧，造成测量不准。4、荷载采用等荷加载方式，便于计算比较。5、试样测量平面为弯矩最大平面，在该平面上分五点测量，在中性层上的点的理论应变为零，多点测量能较好的掌握试样的应变情况。
