弯曲正应力实验报告

弯曲正应力实验报告、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、2、3、4、二多功能组合实验装置一台；TS3860型静态数字应变仪一台；纯弯曲实验梁一根。温度补偿块一块。三、实验原理和方法l=Jw弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa,泊松比u=0.29o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：…MyI■ix式中：M为弯矩；，为横截面对中性轴的惯性x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。当增加压力时，梁的四个受力点处分别增加作用力/2，如下图所示。1=1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政，可求出各点处的应力实验U—EO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。0=E实8实i=jw式中E是梁所用材料的弹性模量。3-16=i=1为确定梁在载荷小P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△£来依次求出各点应力。实cIZ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：把△。实与理论公式算出的应力MY比M=1APa2(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。yi=jwliiJIII2、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，U2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，U2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（—般按f°］。确定）、最pp=U・1b00S大载荷P（一般按PJ。切确定）和分级载荷闭maxmaxs（一般按加载4〜6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。b=19.62mmh=39.38mm其中a=80mm1/4桥荷载（N）测点测点测点测点四测点五一次加载400-15-60715二次加载600-22-1001124三次加载800-29-1311531四次加载1000-36-1631839五次加载1200-44-1922146£AeAs=Ab=EAe实n实实测点一测点测点三测点Eg测点五Ae实7.253.250.53.57.75Ab实(KPa)152.2568.2510.573.5162.75a”AP*a了bh3.AM*yAM=一%一I=i2Ab理=一i―-z测点一测点测点三测点EW测点五Y(mm)19.699.84509.84519.69△b理(KPa)157.7578.88078.88157.75|X100%相对误差=|△♦实一△气△b测点测点测点测点四测点五相对对误差3.49%13.4%6.82%3.17%在梁的中性层内，因如0,只需计算绝对误差，△b=U理理绝对误差=10.5KPa。1/2桥(1)荷载(N)测点一五测点二四一次400-3111加载二次加载600-4619三次加载800-6027四次加载1000-7534五次加载1200-8940*2ZAe测点一五测点二四Ae实14.57.25A。实(KPa)304.5152.25AeA。=EAei实实实nAP*abh3AM*yA。AM=I测点一五测点二四Y19.699.845122I理zz(mm)△。理(KPa)315.5157.76相对误差=|如实—△气|X100%实理△b理测点一五测点二四相对对误差3.49%3.49%1/2桥(2)荷载(N)测点一五测点二四一次40031-10加载二次加载60047-18三次加载80062-25四次加载100077-33五次加载120089-41*2ZAe测点一五测点二四Ae实14.57.75A。实(KPa)304.5162.75AeA。=EAei实实实nAP*abh3AM*yA。AM=I测点一五测点二四Y19.699.845122I理zz(mm)△。理(KPa)315.5157.76相对误差=|如实—△气|X100%实理△b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加载二次加载60021三次加载80027四次加载100037五次加载120042ZAe测点Ae实7.5A。实(KPa)157.5AeA。=EAei实实实nAP*abh3AM*yA。AM=I测点一测点测点三＞点四测点五Y(mm19.699.84509.84519.69122I理zz)Ab理(KPa)(157.7578.88078.88157.75相对误差=|竺实一△■理IX100%Ag=Ad+A△b理理•5+Ao2-A，4=157.74KPa测点相对对误差0.15%六、实验小结=j1、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。本试验采用地塑性材料，检测其延展性和均匀性展性和均匀性，为冷弯试验。I=jw3、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。