【VIP專享】材料力學(xué)實驗講義

1、梁的彎曲正應(yīng)力實驗、實驗?zāi)康?、初步掌握電測方法和多點應(yīng)變測量技術(shù)。2、用電測方法測定梁在承受純彎曲作用時橫截面高度方向上正應(yīng)力的分布規(guī)律。3、驗證純彎曲梁橫截面上正應(yīng)力理論計算公式。二、實驗設(shè)備組合實驗裝置；力-位移測量儀；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀加載轉(zhuǎn)換器圖2梁的彎曲應(yīng)力實驗三、實驗原理及方法圖2為圖1中梁IJ的詳 圖。梁的中央部位被加工成 T型截兩端為矩型截面，T型 截面部位貼有兩列電阻應(yīng) 變片，一組位于內(nèi)角的部 位，另一組位于中央的部分 如圖。以圖示的方式加載 時，梁發(fā)生四點彎曲，即中 央部分發(fā)生純彎曲。若移去加載轉(zhuǎn)換器，外力直接加到梁上。梁將發(fā)生三點彎曲 變形（發(fā)生橫力彎曲）?？梢酝ㄟ^不同的加

2、載方式和不同位置的貼片測出相應(yīng)應(yīng) 力，分析應(yīng)力分布的特點。梁的彈性模量 E=74GPa。1.應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及原理：（參看圖1-6-2）是由絕緣膠膜第慮上制成的合金絲柵或箔柵構(gòu)成的e金屈統(tǒng)的電阻R = p.構(gòu)A件受力后.粘貼應(yīng)變片的測試部位產(chǎn)生變形,并 通過膠脫基底傳遞到絲#h金薦絲產(chǎn)生微小變形時有；二心即：R 片圖162應(yīng)變片示意圖比例系數(shù)心作為靈敏系數(shù)，因此*只翌測JI1AR,二比MJ合金tsit膠膜基底 引出線HP id得到測點處的平均阪變值"2.惠斯登電橋的測帚原理：（圖1-6-3）R惠斯觸橋可屈地噸R饑肖=玉時,R吐橋F耐出電壓Al零（Ig也対零人齊電膽的阻值發(fā)主變化后，AU帥

3、譽詈-警弩當(dāng)釧接為印同的電阻應(yīng)變片F(xiàn)t產(chǎn)生hV變時，喩變儀浪示出的應(yīng)變值為f E.=E_E_E+E"3”溫度補億1 由尸應(yīng)變片卷柵材頃U有電阻溫度系數(shù),H；自身電阻R會隨環(huán)境溫度變化而冃.被測物體也會因溫度改變嚴牛變形因此會造成很大的測最謀差，必須消除因隘度改變圖 1-6-3BRiOAUAU D+卜而產(chǎn)生的應(yīng)變樹這就足溫度補償 an】溫度補償時i ®w以下三種接橋方法:（1）半橋單補（1/4橋）聯(lián)接法：R接工作片，R接溫度補償片。條件：溫度補償片與工作片應(yīng) 為同種類型片；處于同一溫度環(huán)境； 粘貼在同種材料上；補償片粘貼在應(yīng)力為零的位置；（2）半橋互補聯(lián)接法：Ri，R均接工作

4、片。條件：除中前3條外，還應(yīng)有： 兩應(yīng)變片粘貼處的應(yīng)力關(guān)系已知，如對 純彎曲梁可得：；總二2刁(3)全橋互補聯(lián)接法：Ri, R, F3, F4均接工作片。條件：除(1)中前3條外，還應(yīng)有：四應(yīng)變片粘貼處的應(yīng)力關(guān)系已知，如對純 彎曲梁可得：；總二4；1四、實驗步驟1. 熟悉電阻應(yīng)變儀的使用方法；2. 根據(jù)材料a=200MPa以定加載方案最大力300N,可以采用等增量加載法加載。3. 按半橋單補(1/4橋)聯(lián)接法接線(A,B接工作片，B,C接補償片)分別測量梁 上各點的應(yīng)變值；4請指導(dǎo)教師檢查后，接通電阻應(yīng)變儀電源，調(diào)整應(yīng)變儀平衡；5. 正式試驗：加載，記錄相應(yīng)的應(yīng)變值，隨時檢查每級是否大致相同，

5、最 少測兩遍；6. 試驗完畢請老師檢查原始記錄并簽字；7將儀器、工具等恢復(fù)原狀，清理現(xiàn)場。注意事項：1. 認真觀察試驗裝置，確保支座及加載壓頭位于試樣 V形槽內(nèi)； 在加載過程中要始終注意載荷讀值，不要超過最大載荷Pmax電測主應(yīng)力實驗一、實驗?zāi)康?、測定薄壁圓管在彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形下， 其表面某點處的主應(yīng)力大小和方向。2、掌握使用應(yīng)變花測量某一點處主應(yīng)力大小及方向的方法。3、將實驗方法所測得的主應(yīng)力的大小和方向與理論值進行比較和分析。二、實驗設(shè)備智能全數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、多功能電測實驗裝置。三、實驗原理及方法實驗裝置由鋁合金薄壁圓筒AB和鋁合金矩形截面的伸臂BC構(gòu)成折桿結(jié)構(gòu) 如圖1（a）。圓

6、筒一端固定，通過旋轉(zhuǎn)加力手柄可在伸臂上施加集中載荷 P （比 如，載荷作用在伸臂外端）。令作用點距圓筒形心距離為 b,圓筒在載荷P作用 下為扭彎組合變形，伸臂發(fā)生彎曲變形。(a)圖1彎扭聯(lián)合實驗裝置圓筒上距B點距離為L處貼有45°應(yīng)變花，貼片方位見圖1 （b）。應(yīng)變花a,b,c 分別相當(dāng)于x、45。和y方向（45°方向與圓筒軸線平行）。試樣彈性模量E=74GPa, 泊松比卩=0.33，圓筒外徑40mm，內(nèi)徑34mm。要測取圓筒上距B點距離為L處的主應(yīng)力大小和方向，在伸臂上施加集中載荷 使圓筒發(fā)生彎扭組合變形，根據(jù)應(yīng)變花測出的三個應(yīng)變；x, ；y, ；45O1平面應(yīng)力狀態(tài)時：

7、；x（二X -，；y）1；y 飛（二 y - x）由（1）,式可知：二x 韋（，一by）1 -卩E（；y "x）又因:xyE2（1）（；x ；y將（3）, （4）, （5）式分別代入下面的兩個公式:tg2： 2 Xy可得到直接由；x, ；y, ；45計算主應(yīng)力大小和方向的公式21Ey2xy（1）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）注意式中：-°是主應(yīng)力二1和x軸方向的夾角，逆時針為正。（公式8, 9只適用于45°應(yīng)變花測平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力大小和方向。）四、實驗步驟1、 測量薄壁圓管試件的有關(guān)尺寸（內(nèi)外直徑 d、D;自由端距測試點距離L; 加力點距懸臂端距離b。），材料的常數(shù)E和卩由實驗室給出。2、采用多點1/4橋公共補償法進行測量。將應(yīng)變花的三個應(yīng)變計和溫度補償 片接到智能全數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀相應(yīng)接線柱上。3、檢查接線無誤后，打開智能全數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀電源開關(guān)，設(shè)置好 參數(shù)，預(yù)熱應(yīng)變儀5分鐘左右，測試前查看各應(yīng)變儀各通道是否平衡。4、實驗采用手動加載，先對試件預(yù)加初載荷 100N左右，用以消除連接間隙 初始因素的影響，按下應(yīng)變儀面板上的“測量”按鈕（調(diào)零）；然后分級遞增相 等的載荷厶P= 50N進行實驗加載，分4級加載，從0開始，再50N 100N 150N直 到200N吉束。每級加載后記錄下應(yīng)變儀上的讀數(shù)。5