試驗電測法測定材料彈性模量Eμ

實(shí)驗四、疊梁、復(fù)合梁正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康?．用電測法測定疊梁、復(fù)合梁在純彎曲受力狀態(tài)下，沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律；2．推導(dǎo)疊梁、復(fù)合梁的正應(yīng)力計算公式。二、 實(shí)驗儀器和設(shè)備1．純彎曲梁實(shí)驗裝置一臺（純彎曲梁換成疊梁或復(fù)合梁） ；2．YJ-4501A靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀一臺；三、 實(shí)驗原理和方法疊梁、復(fù)合梁實(shí)驗裝置與純彎曲梁實(shí)驗裝置相同，只是將純彎曲梁換成疊梁或復(fù)合梁，疊梁和復(fù)合梁所用材料分別為鋁梁和鋼梁，疊梁、復(fù)合梁受力狀態(tài)和應(yīng)變片粘貼位置如圖

其彈性模量分別為1所示，共 12

E=70GN/m2和E=210GN/m2。個應(yīng)變片。疊梁、復(fù)合梁受力簡圖如圖 2所示，由材料力學(xué)可知疊梁橫截面彎矩： M=M1+M21M1M2ME1IZ1E2IZ2E1IZ1E2IZ2IZ1為疊梁1截面對Z1軸的慣性距；IZ2為疊梁2截面對Z2軸的慣性距。因此，可得到疊梁Ⅰ和疊梁Ⅱ正應(yīng)力計算公式分別為Y1E1M1Y1Y2E2M2Y21E1E1IZ1E2IZ22E2E1IZ1E2IZ2式中Y1——疊梁Ⅰ上測點(diǎn)距Z1軸的距離；Y2——疊梁Ⅱ上測點(diǎn)距Z2軸的距離。復(fù)合梁設(shè)：E/E=n211 ME1IZ1 E2IZ2IZ1為梁1截面對中性Z軸的慣性距；IZ2為梁2截面對中性Z軸的慣性距。中性軸位置的偏移量為： e

h(n 1)2(n 1)因此，可得到復(fù)合梁Ⅰ和復(fù)合梁Ⅱ正應(yīng)力計算公式分別為YE1MYYE2MY1E1E1IZ1E2IZ22E2E1IZ1E2IZ2在疊梁或復(fù)合梁的純彎曲段內(nèi)，沿疊梁或復(fù)合梁的橫截面高度已粘貼一組應(yīng)變片，見圖1。當(dāng)梁受載后，可由應(yīng)變儀測得每片應(yīng)變片的應(yīng)變，即得到實(shí)測的沿疊梁或復(fù)合梁橫截面高度的應(yīng)變分布規(guī)律，由單向應(yīng)力狀態(tài)的虎克定律公式E，可求出應(yīng)力實(shí)驗值。應(yīng)力實(shí)驗值與應(yīng)力理論值進(jìn)行比較，以驗證疊梁、復(fù)合梁的正應(yīng)力計算公式。四、實(shí)驗步驟1．疊梁、復(fù)合梁的單梁截面寬度b=20mm,高度h=20mm,載荷作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)距離c=150mm。2．將載荷傳感器與測力儀連接 ,接通測力儀電源 ,將測力儀開關(guān)置開。3．將梁上應(yīng)變片的公共線接至應(yīng)變儀背面 B點(diǎn)的任一通道上，其它接至相應(yīng)序號通道的A點(diǎn)上，公共補(bǔ)償片接在 0通道的B、C上。4．實(shí)驗：疊梁實(shí)驗a．本實(shí)驗取初始載荷 P0=0.5KN（500N），Pmax=2.5KN(4500N)， P=0.5KN(500N)，共分四次加載；b．加初始載荷0.5KN(500N)，將各通道初始應(yīng)變均置零；c．逐級加載，記錄各級載荷作用下每片應(yīng)變片的讀數(shù)應(yīng)變。復(fù)合梁實(shí)驗a．本實(shí)驗取初始載荷 P0=0.5KN（500N），Pmax=4.5KN(4500N)， P=1KN(1000N)，共分四次加載；b．加初始載荷 0.5KN(500N)，將各通道初始應(yīng)變均置零；c．逐級加載，記錄各級載荷作用下每片應(yīng)變片的讀數(shù)應(yīng)變五、實(shí)驗結(jié)果的處理1． 根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)計算各點(diǎn)的平均應(yīng)變，求出各點(diǎn)的實(shí)驗應(yīng)力值，并計算出各點(diǎn)的理論應(yīng)力值；計算實(shí)驗應(yīng)力值與理論應(yīng)力值的相對誤差。2． 按同一比例分別畫出各點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)驗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，說明疊梁、復(fù)合梁的正應(yīng)力計算公式成立。六、思考題1．如何理解疊梁中各梁受力大小與其抗彎剛度 EI有關(guān)；