材料力學(xué)梁變形實(shí)驗(yàn)報(bào)告(20210510024244)

1、材料力學(xué)梁變形實(shí)驗(yàn)報(bào)告 作者: 日期: 梁變形實(shí)驗(yàn)報(bào)告 (1)簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、簡(jiǎn)支梁見圖一，力F在跨度中點(diǎn)為最嚴(yán)重受力狀態(tài)，計(jì)算梁內(nèi)最危險(xiǎn)點(diǎn)達(dá)到 屈服應(yīng)力時(shí)的屈服載荷Fs； 2、簡(jiǎn)支梁在跨度中點(diǎn)受力F二1.5kg時(shí)，計(jì)算和實(shí)測(cè)梁的最大撓度和支點(diǎn)剖面轉(zhuǎn) 角，計(jì)算相對(duì)理論值的誤差； 3、在梁上任選兩點(diǎn)，選力F的適當(dāng)大小，驗(yàn)證位移互等定理； 4、簡(jiǎn)支梁在跨度中點(diǎn)受力F二1.5kg時(shí)，實(shí)測(cè)梁的撓度曲線(至少測(cè)8個(gè)點(diǎn)撓度, 可用對(duì)稱性描點(diǎn)連線)。 二、試件及實(shí)驗(yàn)裝置 簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn)裝置見圖一，中 碳鋼矩形截面梁，屈服應(yīng)力 cr, = 360MPa ,彈性模量 E=210GPao 百分表和磁性表

2、座各1個(gè)； 碇碼5個(gè)，各袪碼重0.5kg；祛碼盤和掛鉤1套，約重0. 1kg；游標(biāo)卡尺和鋼卷 尺各1個(gè)。 三、實(shí)驗(yàn)原理和方法 1、求中點(diǎn)撓度 簡(jiǎn)支梁在跨度中點(diǎn)承受力F時(shí)，中點(diǎn)撓度最大，在終點(diǎn)鉛垂方向安裝百分表, 小表針調(diào)到量程中點(diǎn)附近，用手輕拍底座振動(dòng)，使標(biāo)桿摩擦力最小，大表指針示 值穩(wěn)定時(shí)，轉(zhuǎn)表盤大表針調(diào)零，分級(jí)加力測(cè)撓度，檢驗(yàn)線性彈性。 2、求支點(diǎn)轉(zhuǎn)角 測(cè)撓度，代入算式隸支點(diǎn)轉(zhuǎn)角。 3、驗(yàn)證位移互等定理： 圖二的線彈性體，冉在F?引起的位移、2上所作之功，等于F2在冉引起的 位移Am上所作之功，即：F,-A12=F2-A21,若F.=F2,則有：AI2 = A21 6 互等定理。 圖二位移

3、互等定理示意圖 為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，重復(fù)加載4次。 取初載荷Fo= (Q+0.5) kg,式中Q為祛碼盤和祛碼鉤的總重量，AF二2kg,為了 防止加力點(diǎn)位置變動(dòng)，在重復(fù)加載過程中，最好始終有0. 5kg的磋碼保留在硅碼 盤上。 四、數(shù)據(jù)記錄 1、中點(diǎn)分級(jí)加載時(shí)，中點(diǎn)撓度值: F(kg) 0.0 0.5 1.0 1. 5 2.0 2.5 w (X 10 2mm) 0 20 41 62 83 103 Aw (X 10-2mm) 20 21 21 21 20 2、測(cè)支點(diǎn)轉(zhuǎn)角 F二 1. 5kg； w (端點(diǎn))二0. 15mm； a=71mni 3、驗(yàn)證位移互等定理 F (2) =1. 5kgw

4、(5) =0. 34nun F (5) =1.5kgw (2) =0. 36mm 五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 4、繪制撓曲線(中點(diǎn)加載F=l. 5kg) AL (mm) 50 100 150 200 250 300 350 w(X 10 Lmm) 11 18 33 41 49 54 58 1、計(jì)算梁的屈服載彳 最危險(xiǎn)點(diǎn)為中點(diǎn), bh3 20X IO3 X f9X 103)34Q 4 I =m4 = 1.215 X 109m4 12 12 h Y =- y 2 0.009 二m = 0.0045m 2 M = y 360 X 106 X 1.215 X 10“ =0.0045N-m=97-2Nm Fl4M

5、 4X 97.2 m = t -f-t=-n = 486N 2、計(jì)算最大撓度和支點(diǎn)處轉(zhuǎn)角： 實(shí)驗(yàn)值：F=l. 5kg 時(shí),w=0. 62mm； 50.153 0 = - =rad = 2.11 X 103rad a 2.11 理論值：F二l5kg； b二20mm； h二9mm； E=200GPa； 1=0. 8m 20XW-(9XW-ym4 =仁215 x 迂卅 12 12 0.62-0.615 0615 X 100% = 0.81% 2.30-2.11 230 X 100% = 83% Fl3 1.5 X 9.8 X O.83 D = 48EI = 48X210X10?X1.215X10-m

6、&15 X 10 m 0.615mm Fl2 9 = 16EI =1 % 挈 rad =2.30 X 10_3rad 16 X 210 X IO9 X 1.215 X IO9 實(shí)驗(yàn)值和理論值的比較: 3、驗(yàn)證位移互等定理： 有試驗(yàn)數(shù)據(jù)不難看出，位移互等定理成立，測(cè)量誤差大致為5.6% 畫中點(diǎn)載荷F=L 5kg時(shí)的撓曲線: 數(shù)據(jù)如下: AL(mm) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 w (X 10 mm) 0 -11 -18 -33 -41 -49 -54 -58 -62 AL (mm) 450 500 550 600 650 700 750 800 w (X 1

7、0 mm) -58 -54 -49 -41 -33 -18 -11 0 （2） 懸臂梁實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?利用貼有應(yīng)變片的懸臂梁裝置，確定金屬塊的質(zhì)量O 二. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1、懸臂梁支座； 2、電阻應(yīng)變儀； 3、祛碼兩個(gè)，金屬塊一個(gè)，磋碼盤和掛鉤。 4、游標(biāo)卡尺和鋼卷尺。 三. 實(shí)驗(yàn)試件及裝置 中碳鋼矩形截面梁，屈服極限o-,=360MPa,彈性模量E=210GPao 亠T污系傳習(xí)梆 6L 6 四. 實(shí)驗(yàn)原理和方法 細(xì)長(zhǎng)梁受載時(shí)，A-B截面上的最大彎曲正應(yīng)變表達(dá)式為: max AB截面上的彎矩的表達(dá)式為: M = mg / 五、數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)測(cè)得：當(dāng)在端點(diǎn)處掛上fflo=0. 5kg的祛碼時(shí)，=142*106；當(dāng)將未知金屬塊加載 在懸臂梁端點(diǎn)時(shí)，max=90*l 06； SEW? gl .m - 142 -1.58 mo9 .- m0 = 0.317kg 實(shí)驗(yàn)感想與體會(huì) 第一個(gè)實(shí)驗(yàn)做過很多遍，也認(rèn)為它確實(shí)有一些需要改進(jìn)之處，但是這次更多 的感想來(lái)自于第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。如果說有一些實(shí)驗(yàn)用品和儀器放在我們面前，已知試 驗(yàn)?zāi)康模覀冊(cè)趺礃觼?lái)選擇最簡(jiǎn)單并且精度較髙的試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)量？我認(rèn)為這是 一個(gè)很值得思考的問題。 比如說第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教材上所用的方法是利用應(yīng)變儀，在梁上1、2兩 處加掛未知金屬物，然后利用公式 maxl E W. mg =-一 可得到金屬塊的質(zhì)量。同樣，我的實(shí)驗(yàn)報(bào)