純彎正應(yīng)力精品課件

1、純彎正應(yīng)力第1頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)?zāi)康臏y定矩形截面梁純彎段應(yīng)變、應(yīng)力及撓度分布規(guī)律，為建立理論計(jì)算模型提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，并將實(shí)測值與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較；通過試驗(yàn)和理論分析深化對彎曲變形理論的理解培養(yǎng)思維能力；學(xué)習(xí)多點(diǎn)測量技術(shù)。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器多功能力學(xué)試驗(yàn)臺(tái)（多通道靜態(tài)應(yīng)變儀、50kg拉壓力傳感器） 鋼尺、千分表微機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)原理一、如下圖示梁承受純彎曲時(shí)正應(yīng)力

2、： 式中：彎曲正應(yīng)力； M：作用在橫截面上的彎矩； I：梁橫截面對中性軸的慣性矩； y：由中性軸到欲求應(yīng)力點(diǎn)的距離。二、試驗(yàn)應(yīng)力計(jì)算： 式中：試驗(yàn)所測正應(yīng)力； E： 試樣材料的彈性模量； ：試驗(yàn)所測得的應(yīng)變。 第4頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)裝置簡圖第5頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)方案 1、實(shí)驗(yàn)時(shí)將梁的支承及載荷情況布置如圖所示，梁的BC段為純彎曲，在梁的BC段某截面不同高度（四等分點(diǎn)）處貼五片電阻應(yīng)變片，方向平行梁軸，溫度補(bǔ)償片粘貼梁上不受力處； 2、當(dāng)純彎梁受載變形時(shí)，利用電阻應(yīng)

3、變儀測出各應(yīng)變片的應(yīng)變值(即梁上各縱向應(yīng)變值)實(shí)。由于縱向纖維間不互相擠壓，故根據(jù)單向應(yīng)力狀態(tài)的虎克定律求出應(yīng)力實(shí)=E實(shí)。E為梁所用材料的彈性模量。 第6頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)方案3、為了減少測量誤差，同時(shí)也可以驗(yàn)證正應(yīng)力與彎矩的線性關(guān)系，采用等增量加載來測定沿高度分布的各相應(yīng)點(diǎn)的應(yīng)變及梁中間撓度，每增加等量的載荷P，測定各點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)變及梁的撓度，取應(yīng)變增量的平均值實(shí).求出各應(yīng)力增量實(shí)=E實(shí),并與理論值理= My/I 進(jìn)行比較，其中M=P/2 * |AB|，從而驗(yàn)證理論公式的正確性。 第7頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)5

4、5分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)步驟一、安裝千分表 將千分表安裝于表座上，然后再將表座安裝在梁的正中間的下表面。二、打開應(yīng)變儀電源并按紅色按鈕使應(yīng)變儀各通道平衡清零；三、打開計(jì)算機(jī)電源，雙擊桌面“武工大應(yīng)變儀”圖標(biāo)啟動(dòng)采集分析軟件；四、選擇試驗(yàn)：點(diǎn)擊菜單“實(shí)驗(yàn)選擇” “電測梁的彎曲 實(shí)驗(yàn)”；五、電腦聯(lián)機(jī)：點(diǎn)擊菜單“測量” “聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)”，聯(lián)機(jī)過程結(jié)束后微機(jī)顯示的數(shù)據(jù)將與應(yīng)變儀顯示數(shù)據(jù)同步一致。六、微機(jī)平衡清零：點(diǎn)擊“自動(dòng)平衡”使軟件初始化清零；第8頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)步驟七、施加預(yù)加壓力：旋轉(zhuǎn)加力桿給純彎梁施加100N左右的

5、初始壓力，使壓頭跟梁接觸緊密。調(diào)整千分表位置使之與梁有0.2mm左右的壓縮位移，以便讓千分表跟梁接觸緊密；八、加載與數(shù)據(jù)采集： 點(diǎn)擊“自動(dòng)平衡” 使軟件清零，點(diǎn)擊“確認(rèn)”；然后記錄千分表顯示的讀數(shù)。此即為力為零時(shí)的初始應(yīng)變及撓度。 然后采用等增量法分5級加載，每級20N，每次加載20N后，點(diǎn)“確認(rèn)”采集各通道應(yīng)變數(shù)據(jù)，并記錄下該級荷載作用下千分表讀數(shù)。加到100N后，點(diǎn)擊“結(jié)束”，應(yīng)變儀與計(jì)算機(jī)離線，記錄千分表讀數(shù)，第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束。卸載，然后記錄下微機(jī)采集的純彎梁五個(gè)測點(diǎn)的應(yīng)變數(shù)據(jù)。重復(fù)以上方法至少做2次，取數(shù)據(jù)線性較好者作試驗(yàn)報(bào)告。 第9頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期

6、二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心問題與思考1、純彎曲梁應(yīng)力(變)分布有何規(guī)律？平面假設(shè)是否適用？2、采用等增量加載的目的是什么？3、彎曲正應(yīng)力的大小是否會(huì)受到彈性模量E的影響，其應(yīng)變值與彈性模量有關(guān)嗎？4、如考慮梁的自重，所得梁上各點(diǎn)的應(yīng)力是否有變化？5、分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因第10頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心附錄：梁尺寸參數(shù)及應(yīng)變片規(guī)格1、梁尺寸參數(shù)2、應(yīng)變片規(guī)格 名 稱b（mm）h（mm）L（mm）a（mm）I（mm4）E(GPa)材料數(shù)值1320540200200Q235標(biāo) 距電阻值靈敏系數(shù)32mm1200.52.08第11頁，共16頁，20

7、22年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心附錄:試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄格式示例序號(hào)荷載P（N）測點(diǎn)1測點(diǎn)2測點(diǎn)3測點(diǎn)4測點(diǎn)5撓度(mm)累計(jì)增量累計(jì)增量累計(jì)增量累計(jì)增量累計(jì)增量累計(jì)增量累計(jì)增量002001105000-50-120.0380.0411201150-5-120.0791160-110.0352012-6240230-11-230.11420101540-5-120.038360330-16-3505-110.038480460-20-460.190202650-5-120.03711510057-25-580.227平均值2011.45.20-

8、5-11.60.0378第12頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心附錄:實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫格式要求一、將試驗(yàn)設(shè)備詳細(xì)內(nèi)容寫在報(bào)告第一部分（預(yù)習(xí)報(bào)告）;二、將梁尺寸參數(shù)表與應(yīng)變片規(guī)格參數(shù)表及加載結(jié)果記錄表寫在報(bào)告第二部分（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄）;三、報(bào)告第三部分(計(jì)算和分析)要求計(jì)算出測點(diǎn)1至測點(diǎn)5以及撓度的所有結(jié)果，并算出相應(yīng)的誤差大小(理論值、實(shí)驗(yàn)值、誤差百分比) 。如 第13頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期二武漢理工大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心附錄:實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫格式要求測點(diǎn)1：理論值 實(shí)驗(yàn)值 誤 差 測點(diǎn)2：理論值 實(shí)驗(yàn)值 誤 差以此類推，可以計(jì)算出測點(diǎn)1至測點(diǎn)5及撓度的結(jié)果第14頁，共16頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期