材料力學(xué)實驗指導(dǎo)書(正文)

-PAGE23-實驗一材料在軸向拉伸、壓縮時的力學(xué)性能實驗?zāi)康臏y定低碳鋼在拉伸時的屈服極限σs、強度極限σb、延伸率δ和斷面收縮率。測定鑄鐵在拉伸以及壓縮時的強度極限σb。觀察拉壓過程中的各種現(xiàn)象，并繪制拉伸圖。比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）機械性質(zhì)的特點。設(shè)備及儀器1．電子萬能材料試驗機。2．游標(biāo)卡尺。圖1-1CTM－5000電子萬能材料試驗機電子萬能材料試驗機是一種把電子技術(shù)和機械傳動很好結(jié)合的新型加力設(shè)備。它具有準(zhǔn)確的加載速度和測力范圍，能實現(xiàn)恒載荷、恒應(yīng)變和恒位移自動控制。由計算機控制，使得試驗機的操作自動化、試驗程序化，試驗結(jié)果和試驗曲線由計算機屏幕直接顯示。圖示國產(chǎn)CTM－5000系列的試驗機為門式框架結(jié)構(gòu)，拉伸試驗和壓縮試驗在兩個空間進行。圖1-2試驗機的機械原理圖試驗機主要由機械加載（主機）、基于DSP的數(shù)字閉環(huán)控制與測量系統(tǒng)和微機操作系統(tǒng)等部分組成。機械加載部分試驗機機械加載部分的工作原理如圖1-2所示。由試驗機底座（底座中裝有直流伺服電動機和齒輪箱）、滾珠絲杠、移動橫梁和上橫梁組成。上橫梁、絲杠、底座組成一框架，移動橫梁用螺母和絲杠連接。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時經(jīng)齒輪箱的傳遞使兩絲杠同步旋轉(zhuǎn)，移動橫梁便可水平向上或相下移動。移動橫梁向下移動時，在它的上部空間由上夾頭和下夾頭夾持試樣進行拉伸試驗；在它的下部空間可進行壓縮試驗。基于DSP的數(shù)字閉環(huán)控制與測量系統(tǒng)是由DSP平臺；基于神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法的全數(shù)字、三閉環(huán)（力、變形、位移）控制系統(tǒng)；8路高精準(zhǔn)24Bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；USB1.1通訊；專用的多版本應(yīng)用軟件系統(tǒng)等。微機操作系統(tǒng)試驗機由微機控制全試驗過程，采用POWERTEST軟件實時動態(tài)顯示負荷值、位移值、變形值、試驗速度和試驗曲線；進行數(shù)據(jù)處理分析，試驗結(jié)果可自動保存；試驗結(jié)束后可重新調(diào)出試驗曲線，進行曲線比較和放大?？杉磿r打印出完整的試驗報告和試驗曲線。圖1-3為POWERTEST的主界面。其功能分述如下：菜單欄傳感器欄菜單欄傳感器欄速度欄軟件狀態(tài)欄功能區(qū)試驗狀態(tài)區(qū)【菜單欄】包括系統(tǒng)管理、參數(shù)設(shè)置、界面設(shè)置等功能?！緜鞲衅鳈凇總鞲衅鳈陲@示采樣的數(shù)據(jù)。單擊傳感器欄右側(cè)【清零】按鈕，使傳感器顯示值清零?！舅俣葯凇空{(diào)節(jié)位移速度，單位：mm/min，可用于裝卸試樣或試驗運行中修改運行速度?！拒浖顟B(tài)欄】顯示曲線遍歷速度、鼠標(biāo)在曲線上的坐標(biāo)、系統(tǒng)日期、系統(tǒng)時間、試驗運行時間、當(dāng)前用戶名等信息?！驹囼灎顟B(tài)區(qū)】用于顯示試驗過程中試驗運行的步驟?！竟δ軈^(qū)】有四種功能選擇，包括輸入用戶參數(shù)，單圖或多圖顯示、實驗結(jié)果查詢。三、實驗原理與方法1.低碳鋼的拉伸實驗低碳鋼的屈服極限σs、強度極限σb、延伸率δ和斷面收縮率是由拉伸實驗測定的。為了使實驗結(jié)果具有可比性，試件按國標(biāo)GB228-87規(guī)定加工成標(biāo)準(zhǔn)試件。對圓截面試件，標(biāo)距與直徑有兩種比例，即 和 圖1-4本實驗取長比例圓試件，如圖1-4所示。由圖可見，試件共分三部分，即夾持部分，過渡部分和工作部分。試件工作部分加工要求較高，其長度稱為試件的標(biāo)距。試件過渡部分要有適當(dāng)?shù)呐_肩和圓角，以降低應(yīng)力集中。夾持部分視試驗機的夾具結(jié)構(gòu)而定。圖1-5在實驗過程中，與電子萬能試驗機聯(lián)機的微機顯示屏上實時繪出實驗的拉伸曲線。如圖1-5所示。圖1-5（1）屈服極限σs、強度極限σb屈服極限σs、強度極限σb可根據(jù)相應(yīng)的載荷除以試件橫截面的原始面積而得到，即（1—1）（1—2）（2）延伸率和截面收縮率延伸率和斷面收縮率分別用下式進行計算（1—3）（1—4）其中——試件標(biāo)距；——試件拉斷后的長度，可將拉斷后的試件對緊，然后測量；圖1-6——試件橫截面的原始面積；圖1-6——試件拉斷后頸縮處的最小橫截面面積。2．鑄鐵拉伸鑄鐵拉伸時，其拉伸曲線如圖1-6，沒有明顯的直線段，也沒有屈服階段，變形很小時試樣就突然斷裂，斷面與橫截面重合。強度極限σb可根據(jù)相應(yīng)的載荷除以試件橫截面的原始面積而得到，即（1—5）圖1-7其中圖1-7——試件斷裂時的最大載荷。3．鑄鐵壓縮鑄鐵壓縮時，試件在較小的變形下突然破壞，破壞斷面與軸線大致成45°的傾角。如圖1-7所示。其強度極限為 （1—6）其中 ——試件斷裂時的最大載荷。4．測定性能數(shù)值的修約由金屬拉伸試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB228-87，測定的機械性能數(shù)值應(yīng)按下表規(guī)定修約：測試項目范圍修約到屈服極限σs強度極限σb≤200MPa1MPa>200～1000MPa5MPa>1000MPa10MPa延伸率≤10%0.5%>10%1%斷面收縮率≤25%0.5%>25%1%修約的方法按照GB1.1-87執(zhí)行。若應(yīng)力在200～1000MPa范圍，應(yīng)力計算的尾數(shù)<2.5,則舍去；計算的尾數(shù)≥2.5或<7.5,則取5；計算的尾數(shù)≥7.5，則取10。驗方法和步驟1.低碳鋼的拉伸試驗（1）試件準(zhǔn)備：確定試件的標(biāo)距。在試件的工作部分測得標(biāo)距，并打上點。測量試件的直徑。直徑要在試件標(biāo)距的中部及兩端三個截面上測量，每個截面在相互垂直方向測量二次并取平均值。取三個截面中的最小值作為試件的橫截面積。（2）試驗機準(zhǔn)備：開機順序：試驗機→計算機→打印機。運行POWERTEST軟件。（3）裝夾試件：在上空間試驗，先將試樣加在上夾頭上，力清零消除試樣自重后再夾持試樣的另一端。（4）設(shè)置靠限位裝置。（5）在微型計算機測試應(yīng)用程序界面中執(zhí)行以下操作：a：設(shè)置實驗參數(shù)，主要有實驗形式（如金屬的拉伸）、載荷、變形量程、加載速度、試樣編號、尺寸、材料等。設(shè)置完畢，可自定義文件名并確定工作目錄后存盤；b：點擊主界面右側(cè)“運行”按鈕，開始實驗；c：觀察實驗。實驗過程中，不能遠離試驗機；除停止按鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒上的其它按鍵，否則會影響實驗。（6）結(jié)束工作：試件拉斷后，取下試件，將其對緊在一起，量取破壞后的長度。量取頸縮處的最小直徑，在垂直方向各測量一次，取其平均值。2.鑄鐵的拉伸試驗測量試件直徑。并將之裝夾在試驗機的上空間（與低碳鋼試樣測量、裝夾方法相同）重復(fù)實驗步驟（4）～（5），進行鑄鐵拉伸實驗。3.鑄鐵的壓縮試驗（1）試件準(zhǔn)備 測量試件直徑。（2）試驗機準(zhǔn)備 （同前）（3）安裝試件 將試件放在試驗機工作臺墊板的中心處。（4）加載 開動機器緩慢加載，直到把試件壓至破裂，記下最大載荷。（5）結(jié)束工作 注意事項（1）實驗時，必須嚴格遵守試驗機的操作規(guī)程。嚴禁隨意改動計算機的軟件配置。（2）拉伸時，為避免損傷試驗機的夾頭，同時防止鑄鐵試樣脆斷飛出傷及操作者，應(yīng)注意在裝夾試樣時，橫梁移動速度要慢，使試樣下端緩慢插入上夾頭，不要頂撞卡板頂部。（3）壓縮時，當(dāng)試件上端接近上墊板時要減慢工作臺上升速度，避免突然接觸引起急加載。脆性材料壓壞時，可能有碎塊飛出，要注意安全，設(shè)置好防護罩。實驗二 材料在扭轉(zhuǎn)時的力學(xué)性能及鋼材切變模量G的測定實驗?zāi)康?.測定低碳鋼的剪切屈服極限及剪切強度極限。2.測定鑄鐵的剪切強度極限。3.在比例極限內(nèi)驗證扭轉(zhuǎn)虎克定律，并測定剪切彈性模量。設(shè)備及儀器1.NDW3000微機控制電子式扭轉(zhuǎn)試驗機，如圖2-1所示。圖2-1NDW3000微機控制電子式扭轉(zhuǎn)試驗機底座減速器底座減速器從動夾頭滑塊主動夾頭電機導(dǎo)軌試驗機由加載機構(gòu)、測力單元、顯示器、試驗機附件（標(biāo)定裝置）組成。圖2-2為扭轉(zhuǎn)機的主機結(jié)構(gòu)圖。安裝在導(dǎo)軌上的加載機構(gòu)由伺服電機帶動，通過減速器使夾頭旋轉(zhuǎn)，對試樣施加扭矩。試驗機的正反加載和停車，可按液晶顯示器的標(biāo)志按鈕。通過夾頭傳來的力矩經(jīng)傳感器的處理輸出，在液晶顯示器和計算機上同步顯示出來。可選擇保存或打印。(a)(b)(a)(b)(c)(d)圖2-3扭轉(zhuǎn)實驗微機控制程序2．扭轉(zhuǎn)測G裝置，如圖2-4所示。3．游標(biāo)卡尺。ll0b截面A截面B（a）(b)2-4扭轉(zhuǎn)測G裝置及原理圖實驗原理1.測定剪切彈性模量從圖2-4（a）和（b）可以看出，若百分表指示的位移為，則A、B兩截面的相對轉(zhuǎn)角為（2-1）圖2-5圓軸扭轉(zhuǎn)時，如果最大剪應(yīng)力不超過材料的比例極限，則扭矩與扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系為圖2-5（2-2）其中為A、B兩截面間距。由上式可知，若材料遵守虎克定律，則圖為一條直線。實驗時，采用“增量法”逐級加載，當(dāng)試件受到一定的扭矩增量后，在計算長度內(nèi)可測得兩截面的相對轉(zhuǎn)角增量。根據(jù)式（2-2）可得剪切彈性模量為（2-3）2.測定低碳鋼的剪切屈服極限和剪切強度極限利用扭力試驗機記錄下曲線，如圖2-5所示。在彈性范圍內(nèi)，剪應(yīng)力沿截面半徑成直線分布，最大剪應(yīng)力發(fā)生在邊界上。由此可知，邊界上各點的剪應(yīng)力將隨著的增加首先達到屈服極限，如圖2-6a所示。而且塑性區(qū)逐漸向圓心擴展，形成環(huán)形塑性區(qū)（圖2-6b），但中心部分仍然是彈性的所以仍可以增加，和的關(guān)系成為曲線。圖2-6與拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線相似，當(dāng)剪應(yīng)力到達時，會出現(xiàn)一段較大的平臺，即這時的剪應(yīng)變不斷增加，而剪應(yīng)力保持不變。這時隨著的增加，由邊界向里各點都相續(xù)達到并保持不變。當(dāng)增加到時，截面上各點的剪應(yīng)力均達到，如圖2-6c所示。根據(jù)平衡條件，截面上這樣分布的剪應(yīng)力組成的合力偶矩應(yīng)等于，即于是有：（2-4）式中為抗扭截面系數(shù)。圖2-7同理，經(jīng)過一段強化后，截面上各點的剪應(yīng)力又相繼達到（應(yīng)力分布與圖2-6c）相似），這時的增加到，根據(jù)平衡條件可得：圖2-7（2-5）3.測定鑄鐵的剪切強度極限τb鑄鐵的曲線，如圖2-7所示。鑄鐵只能測得斷裂破壞時的極限扭矩。根據(jù)下式可以求得剪切強度極限（2-6）四實驗方法和步驟測量剪切彈性模量（1）測量試件直徑、A、B兩截面距（即為標(biāo)距）、兩測量臂長、力臂，得： （2）調(diào)整百分表。（3）采用“增量法”，逐次在砝碼盤上加砝碼，每砝碼重1Kg。每加一次砝碼則記錄一次相應(yīng)的百分表讀數(shù)，并填入實驗表格。（4）求出扭矩增量及兩截面相對扭角增量的平均值，并利用公式（2-3）計算剪切彈性模量。2.扭轉(zhuǎn)破壞試驗（1）測量低碳鋼試件直徑，并事先在試件上劃一條縱向線，便于觀察變形。（2）裝夾試件，用夾頭時，根據(jù)試樣的大小決定夾塊的大小和襯套的大小，然后裝上試樣，塞入夾塊，擰緊緊定螺釘。（3）接好電源，打開試驗機鑰匙開關(guān)，此時液晶屏開啟，運行微機控制軟件：a：進入錄入模塊，輸入實驗參數(shù)。b：進入試驗?zāi)K，聯(lián)機，設(shè)定實驗方案，對扭矩、扭角、變形等值清零。c：按試驗開始鍵，按照軟件設(shè)定的試驗方案進行實驗。d：試樣斷裂后停車，保存數(shù)據(jù)，取下試樣，注意觀察試樣破壞斷口形貌。（4）根據(jù)公式（2-4）及（2-5）算出剪切屈服極限和剪切強度極限。（5）鑄鐵試件的實驗方法與低碳鋼試件相同。將試件扭斷并記下極限扭矩，根據(jù)公式（2-6）算出剪切強度極限。五注意事項（1）裝卡百分表時，表桿觸頭要垂直于加力桿測點處的平面，而且與加力桿有效接觸。（2）用砝碼加載，要輕拿輕放，不得產(chǎn)生沖擊和振動。（3）扭轉(zhuǎn)破壞試驗中，低碳鋼試樣在彈性階段和屈服階段，加載速度要盡量緩慢，試樣進入強化階段后可將加載速度適當(dāng)加快。鑄鐵試樣扭轉(zhuǎn)試驗應(yīng)始終采用慢速加載。六實驗結(jié)果整理

實驗三 純彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律實驗一實驗?zāi)康?．用電測法測定梁純彎曲時沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律；2．驗證純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式。12412439657108圖3-1彎曲正應(yīng)力試驗裝置二實驗設(shè)備及儀器彎曲梁試驗裝置一臺；DH3818靜態(tài)應(yīng)變儀三實驗原理與方法純彎曲梁試驗裝置如圖3-1，它由彎曲梁1、定位板2、支座3、試驗機架4、加載系統(tǒng)5、兩端帶萬向接頭加載桿6、加載壓頭7、加載橫梁8、載荷傳感器9和測力儀10等組成。彎曲梁的材料為鋼，其彈性模量，泊松比，旋轉(zhuǎn)手輪，則梁的中間段承受純彎曲（如圖3-2示）。根據(jù)平面假設(shè)和縱向纖維間無擠壓的假設(shè)，可得到純彎曲正應(yīng)力計算公式（3-1）其中——作用在橫截面上的彎矩； ——梁橫截面對中性軸的慣性矩； ——從中性軸到所求應(yīng)力點的距離。公式表明：沿橫截面高度各點處的正應(yīng)力是按直線規(guī)律變化的。22圖3-2實驗時，通過旋轉(zhuǎn)手輪，帶動蝸輪絲杠運動而改變純彎曲梁的受力大小。并通過拉壓傳感器由測力儀直接顯示。當(dāng)增加力，通過兩根加載桿，使得距梁兩端支座為a處分別增加作用力。在梁的中部為純彎曲，彎矩為（3-2）彎矩的增量為（3-3）為了驗證此理論公式的正確性，在梁的前后兩個側(cè)面上，沿梁的橫截面高度貼上平行于軸線的一組應(yīng)變片1～7。8號應(yīng)變片貼在梁的下表面與7號應(yīng)變片垂直的方向上（在梁的背面相同位置另有一組應(yīng)變片1*～8*）。當(dāng)梁受載后，用靜態(tài)應(yīng)變儀測出各點的應(yīng)變值，根據(jù)虎克定律求出各點的應(yīng)力實驗值，即（3-4）實驗時，采用增量法，每增加等量的載荷，測定各點相應(yīng)的應(yīng)變增量，取應(yīng)變增量的平均值，則各點的應(yīng)力實驗值為（3-5）用增量法計算相應(yīng)的應(yīng)力理論值為（3-6）其中：。將實驗測得的應(yīng)力值與理論應(yīng)力值加以比較，從而驗證彎曲正應(yīng)力公式的正確性。若實驗測的應(yīng)變片7號和8號的應(yīng)變和滿足，則證明梁彎曲時近似為單向狀態(tài)，即梁的縱向纖維間無擠壓的假設(shè)。四電阻應(yīng)變儀簡介電阻應(yīng)變測量主要由電阻應(yīng)變片和應(yīng)變儀組成。電阻應(yīng)變片圖3-3電阻應(yīng)變片（簡稱應(yīng)變片）是由很細的電阻絲繞成柵狀或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀，并用膠水粘在兩層絕緣薄片中制成，如圖3-3所示。柵的兩端各焊一小段引線，以供試驗時與導(dǎo)線聯(lián)接。圖3-3實驗時，將應(yīng)變片用專門的膠水牢固地粘貼在構(gòu)件表面需測應(yīng)變處。當(dāng)該部位沿應(yīng)變片方向產(chǎn)生線變形時，應(yīng)變片亦隨之一起變形。應(yīng)變片的電阻值也產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。實驗證明，在一定范圍內(nèi)應(yīng)變片的電阻變化率與該處構(gòu)件的長度變化成正比，即其中 ——應(yīng)變片的初始電阻值； ——應(yīng)變片電阻變化值； ——應(yīng)變片處縱軸方向的構(gòu)件的應(yīng)變值； ——應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，表示每單位應(yīng)變所造成的相對電阻變化。由制造廠家抽樣標(biāo)定給出的，一般值在2.0左右。應(yīng)變儀由電阻應(yīng)變片將構(gòu)件應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻片的電阻變化，而應(yīng)變片所產(chǎn)生的電阻變化是很微小的。通常用惠斯頓電橋方法來測量如圖3-4所示。電阻構(gòu)成電橋的四個橋臂。在對角節(jié)點上接上電橋工作電壓，另一對角點為電橋輸出端，輸出端電壓。當(dāng)四個橋臂上電阻值滿足一定關(guān)系時，電橋輸出電壓為零，此時，稱電橋平衡。由電工原理可知，電橋的平衡條件為 （3-7）若電橋的四個橋臂為粘貼在構(gòu)件上的四個應(yīng)變片，其初始電阻都相等，即。構(gòu)件受力前，電橋保持平衡，即。構(gòu)件受力后，應(yīng)變片各自受到應(yīng)變后分別有微小電阻變化。這時，電橋的輸出電壓將有增量。即若四個電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)都相同，則上式表明，應(yīng)變片感受到的應(yīng)變通過電橋可以線性轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海ɑ螂娏鳎┬盘?，將此信號進一步放大、處理，就可用應(yīng)變儀應(yīng)變讀數(shù)表示出來。即 （3-8）此式為電阻應(yīng)變儀的基本工作原理。若四個橋臂都接入應(yīng)變片，稱“全橋接法”。若只在和上接入應(yīng)變片，而另外二個橋臂、利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電阻，則稱“半橋接法”。這時，應(yīng)變儀讀數(shù)與測量電橋兩應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)? （3-9）應(yīng)變片的電阻值對溫度的變化十分敏感，在測量過程中若溫度有變化，將影響測試精度。在半橋測試中，將應(yīng)變片貼在被測試件表面，而為溫度補償片。電阻應(yīng)變片粘貼在與被測試件材料相同的小試塊上，放置在被測試件附近，但其不受力。由式（3-9）可知，電阻應(yīng)變片與由于溫度變化而產(chǎn)生的溫度影響將相互抵消，從而使應(yīng)變儀測量結(jié)果為由加載引起的應(yīng)變。為簡便起見，以上討論中，假設(shè)。實際上，四個電阻片的電阻值是不可能完全相等的；電橋工作電源亦為交流電。所以，設(shè)有電阻平衡，電容平衡調(diào)節(jié)裝置。在未加載之前，調(diào)節(jié)“電阻平衡”和“電容平衡”。預(yù)調(diào)平衡后，方可進行測量。我們現(xiàn)在所用的儀器為靜態(tài)應(yīng)變測試儀。應(yīng)變儀的操作程序靜態(tài)應(yīng)變測試儀外形如圖3—5所示。其面板功能：1——應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)的顯示數(shù)碼管；2——通道號顯示數(shù)碼管；3——手動控制指示；4——自動控制指示；5——應(yīng)變量指示，當(dāng)此燈亮表示1顯示的是2所指示的通道號對應(yīng)的應(yīng)變量；6——修正系數(shù)指示，當(dāng)此燈亮表示1顯示的是2所指示的通道的修正系數(shù)，此時修正系數(shù)值的改變可通過數(shù)字鍵來設(shè)置；7——確認鍵，按此鍵，則確認通道號或修正系數(shù)，確認通道號時，當(dāng)通道號數(shù)值大于20或等于0時，則數(shù)碼管閃爍，通道號不能被確定，此時可按退格鍵更改數(shù)值；確認修正系數(shù)時，按此鍵則將修正系數(shù)顯示切換為應(yīng)變量顯示；8——設(shè)置鍵，按此鍵將應(yīng)變量顯示切換為修正系數(shù)顯示，此時可按數(shù)字鍵來更改修正系數(shù)；9——平衡鍵，按此鍵則平衡2所顯示的通道，此鍵在通道號和修正系數(shù)已確定時有效；10——退格鍵，按此鍵則閃爍的數(shù)碼管顯示值退后一位，此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效；11——數(shù)字鍵，按此鍵，則顯示所按數(shù)值，此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效。圖3-6靜態(tài)應(yīng)變測試儀操作步驟如下：圖3-6（1）半橋接線法將測量電阻應(yīng)變片溫度補償片分別接于儀器接線柱上，如圖3-6所示。接通儀器電源，按下電源開關(guān)。（2）調(diào)整修正系數(shù)按數(shù)字鍵并確認，按設(shè)置鍵，輸入修正系數(shù)并確認。若儀器已修正，通常不必再調(diào)整。靈敏度系數(shù)的修正：式中：為測量應(yīng)變量；為實際應(yīng)變量；為應(yīng)變片靈敏度系數(shù)。（3）平衡操作按數(shù)字鍵并確認，按平衡鍵。對每一路都要進行平衡，然后進行加載測量。五實驗方法和步驟1.純彎曲鋼梁有關(guān)尺寸：梁截面寬度，高度，載荷作用點到梁支點距離。2.應(yīng)變儀的調(diào)整。（按上述應(yīng)變儀操作程序進行）。3.實驗：a：本實驗取初始載荷，，。b：緩慢平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動手輪，對梁加載。每增加載荷，測定相應(yīng)各點的應(yīng)變值，并記錄下來，載荷增加到為止。4.卸去載荷，應(yīng)變測量結(jié)束。六實驗結(jié)果整理1.算出每增加時，各點處的平均應(yīng)變增量。2.由各測點的應(yīng)變增量平均值，按式（3—5）計算各測點的應(yīng)力實驗值3.由式（3—6）計算各測點處相應(yīng)的應(yīng)力理論值計算各測點應(yīng)力實驗值與理論值的誤差百分率5.按同一比例分別畫出各點應(yīng)力的實驗值與理論值沿截面高度的分布曲線，比較兩曲線，如果接近，說明純彎曲梁的正應(yīng)力計算公式成立。6.計算值，若，則證明梁彎曲時近似為單向應(yīng)力狀態(tài)。注意事項1.使用應(yīng)變儀必須遵守其操作規(guī)程。測量過程中不得觸動導(dǎo)線。2.純彎曲梁實驗裝置的最大加載量為，超載會損壞傳感器。

實驗四薄壁圓筒扭彎組合變形的主應(yīng)力測量實驗實驗?zāi)康挠秒姕y法測定薄壁圓筒在扭彎聯(lián)合作用下（平面應(yīng)力狀態(tài)）一點處的主應(yīng)力大小及方向。學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變花的應(yīng)用。設(shè)備及儀器DH-3818靜態(tài)應(yīng)變測試儀；彎扭組合實驗裝置。21721765436543圖4-1彎扭組合裝置彎扭組合裝置如圖4-1所示，它由薄壁圓管1（已貼好應(yīng)變片），扇臂2，鋼索3，傳感器4，加載手輪5，座體6，數(shù)字測力儀7組成。實驗時，逆時針轉(zhuǎn)動手掄，傳感器受力，將信號傳給數(shù)字測力儀，數(shù)字測力儀顯示數(shù)字為作用在扇臂頂端的載荷值，扇臂頂端作用力傳遞至薄壁圓管上，薄壁圓管產(chǎn)生彎扭組合變形。薄壁圓管產(chǎn)生彎扭組合變形后，粘貼其上的應(yīng)變片就有應(yīng)變輸出，用應(yīng)變儀可以檢測到。實驗原理薄壁圓筒