純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律試驗(yàn)

1、銷子2銷子1銷子1 c圖1純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)1. 用電測(cè)法測(cè)定梁純彎曲時(shí)沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律;2. 驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。二. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)；2. YJR-5靜態(tài)數(shù)字應(yīng)變儀；3溫度補(bǔ)償塊一塊。三. 實(shí)驗(yàn)原理和方法彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1,它由彎曲梁 1、定位板2、支座3、試驗(yàn)機(jī)架 4、加載系統(tǒng) 5、 兩端帶萬(wàn)向接頭的加載桿6、加載壓頭（包括鋼珠）7、加載橫梁 8、載荷傳感器 9和測(cè)力儀 10等組成。彎曲梁的材料為鋼，其彈性模量E=200GN/m 2，泊松比 - 0.29。旋轉(zhuǎn)手輪，則 梁的中間段承受純彎曲。根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖 維間無(wú)擠壓的假

2、設(shè)，可得到純彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式為式中M為彎矩；Iz為橫截面對(duì)中性軸的慣性矩；y為所求應(yīng)力點(diǎn)至中性軸的距離。由上式可知，沿橫截面高度正應(yīng)力按線性規(guī)律變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)蝸輪絲桿運(yùn)動(dòng)而改變純彎曲梁上的受力大小。該裝 置的加載系統(tǒng)可對(duì)純彎曲梁連續(xù)加、卸載，純彎曲梁上受力的大小通過(guò)拉壓傳感器由 測(cè)力儀直接顯示。當(dāng)增加力 P時(shí)，通過(guò)兩根加載桿，使得距梁兩端支座各為c處分別增加作用力 P/2，如圖2所示。AP AP2i,J1rJ4C-341C圖2在梁的純彎曲段內(nèi)，沿梁的橫截面高度已粘貼一組應(yīng)變片17號(hào)，應(yīng)變片粘貼位置見(jiàn)圖3所示。另外，8號(hào)應(yīng)變片粘貼在梁的下表面與7號(hào)應(yīng)變片垂直的方向上（在梁的背

3、面相同的位置另有一組應(yīng)變片1*8* ）。當(dāng)梁受載后，可由應(yīng)變儀測(cè)得每片應(yīng)變片的應(yīng)變，即得到實(shí)測(cè)的沿梁橫截面高度的應(yīng)變分布規(guī)律，由單向應(yīng)力狀態(tài)下的虎克定律公式二二E；，可求出實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值。實(shí)驗(yàn)應(yīng) 力值與理論應(yīng)力值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。若實(shí)驗(yàn)測(cè)得 應(yīng)變片7號(hào)和8號(hào)的應(yīng)變 7和 8滿足西吒卩則證明梁彎曲時(shí)近似為單向Z1狀態(tài)，即梁的縱向纖維間無(wú)擠壓的假設(shè) 成立。四實(shí)驗(yàn)步驟18號(hào)應(yīng)變片，另一組注意：本裝置同時(shí)供給兩組同學(xué)實(shí)驗(yàn)，一組用 用1*8*應(yīng)變片，實(shí)驗(yàn)加載時(shí)請(qǐng)兩組同學(xué)協(xié)調(diào)好。61. 純彎曲梁有關(guān)尺寸：彎曲梁截面寬度 b=20mm, 高度h=40mm, 載荷作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)距離c=15

4、0mm。2. 接通測(cè)力儀電源，將測(cè)力儀開(kāi)關(guān)置開(kāi)。3. 本實(shí)驗(yàn)用 YJR-5電阻應(yīng)變儀，YJR-5電阻應(yīng)變儀面板見(jiàn)圖4。按下電源開(kāi)關(guān)（其余量程、標(biāo)定開(kāi)關(guān)、調(diào)幅電位器都不要?jiǎng)樱┌褱y(cè)量通道選擇旋鈕旋在0位置上。4本實(shí)驗(yàn)采用公共接線法，即梁上應(yīng)變片已按公共線接法引出9根導(dǎo)線，其中一根特殊顏色導(dǎo)線為公共線。將應(yīng)變片公共 引線接至應(yīng)變儀背面（應(yīng)變儀背面見(jiàn)圖5）B點(diǎn)的任一通道上，其它按相應(yīng)序號(hào)接至 A點(diǎn)各通道上；Di、D2、D3已用短接片短 接，公共補(bǔ)償片接在Di、D2、D3短接片下面的B、C上。5. YJR-5應(yīng)變儀靈敏系數(shù) K儀=2.00，應(yīng)變片 靈敏系數(shù) K=2.17。6. 實(shí)驗(yàn)：a.本實(shí)驗(yàn)取初始載荷

5、P0=0.5 KN （ 500 N），回回回瞬 開(kāi)關(guān) 標(biāo)運(yùn)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀督，會(huì)測(cè)量通道選擇錠鈕圖*A B CD Di 0Pmax=4.5KN (4500 N)， P=1KN ( 1000N)，共分四次加載;b.加初始載荷 0.5KN （500N）后，通過(guò)選擇旋鈕，切換測(cè)量通道，記錄各測(cè)量通道初始讀數(shù)應(yīng)變（該讀數(shù)應(yīng)變實(shí)際包含了測(cè)量電橋的初始不平衡和初始載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)變）c.逐級(jí)加載，記錄各級(jí)載荷作用下各測(cè)量通道的讀數(shù)應(yīng)變。五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理K儀1. 本實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)應(yīng)變應(yīng)為讀數(shù)應(yīng)變按一 修正后的應(yīng)變。K2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各點(diǎn)增量的平均應(yīng)變，求出各點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值，并計(jì)算出各點(diǎn)的理論應(yīng)力值；計(jì)算實(shí)

6、驗(yàn)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值的相對(duì)誤差。3. 按同一比例分別畫出各點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)值和理論值沿橫截面高度的分布曲線，將兩者進(jìn)行比較，如果兩者接近，說(shuō)明純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式成立。4. 計(jì)算二8值，若二：I，則說(shuō)明梁的純彎曲段內(nèi)為單向應(yīng)力狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)記錄和計(jì)算可參考表一、表二和表三。六.思考題1. 比較應(yīng)變片 6和7 （或應(yīng)變片 4和5）的應(yīng)變值，可得到什么結(jié)論？2. 本實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)變片的柵長(zhǎng)尺寸有無(wú)要求？為什么？3. 設(shè)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K為2.24，應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)K儀為2.12，已知讀數(shù)應(yīng)變分別為 290；，218；，145；，問(wèn)實(shí)測(cè)應(yīng)變?yōu)槎嗌?？?7號(hào)應(yīng)變片至中性層的距離(mm)丫1丫2丫3丫4丫5丫6丫7表二、應(yīng)變片 、號(hào) 載荷“、12345678P(KN)?P(KN)8(1)? &(? &(1&)(1