實(shí)驗(yàn)二：梁彎曲實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二：梁彎曲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：

直梁彎曲實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.用電測法測定純彎時梁橫截面上的正應(yīng)變分布規(guī)律，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較。

2.用電測法測定三點(diǎn)彎梁某一橫截面上的正應(yīng)變分布與最大切應(yīng)變，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較。

3．學(xué)習(xí)電測法的多點(diǎn)測量。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

1.微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)；2.電阻應(yīng)變儀；三、實(shí)驗(yàn)試件：

本實(shí)驗(yàn)所用試件為兩種梁：一種為實(shí)心中碳鋼矩形截面梁，其橫截面設(shè)計尺寸為h×b=(50×28)mm2；另一種為空心中碳鋼矩形截面梁，其橫截面設(shè)計尺寸為h×b=(50×30)mm2，壁厚t=2mm。材料的屈服極限MPas360，彈性模量E=210GPa，泊松比=0.28。

四.實(shí)驗(yàn)原理及方法：

在比例極限內(nèi)，根據(jù)平面假設(shè)和單向受力假設(shè)，梁橫截面上的正應(yīng)變?yōu)榫€性分布，距中性層FFFaaaa2a圖三純彎梁受力簡圖（a=90mm）圖四三點(diǎn)彎梁受力簡圖（a=90mm）圖一實(shí)驗(yàn)裝置圖（純彎曲）圖二實(shí)驗(yàn)裝置圖（三點(diǎn)彎）

為y處的縱向正應(yīng)變和橫向正應(yīng)變?yōu)椋?/p>

()()ZZMyyEIMyyEI（1）距中性層為y處的縱向正應(yīng)力為：

()()zMyyEyI（2）對于三點(diǎn)彎梁，梁橫截面上還存在彎曲切應(yīng)力：

()()SzzFSyI（3）并且，在梁的中性層上存在最大彎曲切應(yīng)力，對于實(shí)心矩形截面梁：

max32SFA（4）對于空心矩形截面梁：

22max[((2)(2)]16SzFbhbthtIt（5）由于在梁的中性層處，微體受純剪切受力狀態(tài)，因此有：

maxmaxG（6）實(shí)驗(yàn)時，可根據(jù)中性層處045方向的正應(yīng)變測得最大切應(yīng)變：

000045454545max22)(（7）本實(shí)驗(yàn)采用重復(fù)加載法，多次測量在一級載荷增量M作用下，產(chǎn)生的應(yīng)變增量、’和max。于是式（1）、式（2）和式（7）分別變?yōu)椋?/p>

0000max45454545()()()()22ZZZMyyEIMyyEIMyyI（8）（9）在本實(shí)驗(yàn)中，/2MPa（10）

最后，取多次測量的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

111,max1max()()()()()()NnnNnnNnnNnnyyNyyNyyNN（11）本實(shí)驗(yàn)采用電測法，在梁實(shí)驗(yàn)段某一橫截面的不同高度（梁的上下表面、中性層及距中性層±10mm、±20mm）處粘貼縱向電阻應(yīng)變片，在梁的上下表面處粘貼橫向應(yīng)變片，并在梁中性層處沿±450方向粘貼應(yīng)變片。

五、實(shí)驗(yàn)步驟1．設(shè)計實(shí)驗(yàn)所需各類數(shù)據(jù)表格；2．?dāng)M定加載方案；3．試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備、試件安裝和儀器調(diào)整；4．確定組橋方式、接線、設(shè)置應(yīng)變儀參數(shù)；5．檢查及試車；檢查以上步驟完成情況，然后預(yù)加一定載荷，再卸載，以檢查試驗(yàn)機(jī)和應(yīng)變儀是否處于正常狀態(tài)。

6．進(jìn)行試驗(yàn)；將載荷加至初載荷，記下此時應(yīng)變儀的讀數(shù)或?qū)⒆x數(shù)清零。逐級加載，每增加一級，記錄一次相應(yīng)的應(yīng)變值。同時檢查應(yīng)變變化是否符合線性。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次，如果數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好即可。

7．?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)檢驗(yàn)合格后，卸載、關(guān)閉電源、拆線并整理所用設(shè)備。

六、試驗(yàn)結(jié)果處理測得數(shù)據(jù)如下：

四點(diǎn)彎實(shí)心梁應(yīng)變片編號112211310495786第一次實(shí)驗(yàn)+39-48-136+131-106+119-52+66+2-20+2第二次實(shí)驗(yàn)+35-40-133+136-103+111-43+470+1+20

三點(diǎn)彎實(shí)心梁應(yīng)變片編號112211310495786第一次實(shí)驗(yàn)+40-44-153+144-127+117-65+57+16-23+20-3第二次實(shí)驗(yàn)+41-36-154+142-128+121-65+59+19-22+24-5由求得:四點(diǎn)彎實(shí)心梁應(yīng)變片編號112211310495786應(yīng)變平均值+37-44-134.5+133.5-104.5+115-47.5+56.5+1-0.5+1+1三點(diǎn)彎實(shí)心梁應(yīng)變片編號112211310495786應(yīng)變平均值+40.5-40-153.5+143-127.5+119-65+58+17.5-22.5+22-41.（1）四點(diǎn)彎梁中，由理論計算，有：

=0.00588y=5.88y(y取mm單位)=1.23（GPa）y-25-20-100102025理論結(jié)果（MPa）-30.75-24.6-12.3012.324.630.75實(shí)驗(yàn)中，由得：

y-25-20-100102025實(shí)驗(yàn)結(jié)果（MPa）-28.25-21.95-9.980.2111.8724.1528.04比較結(jié)果如圖：

-25-20-100102025四點(diǎn)彎梁實(shí)驗(yàn)值-28.245-21.945-9.9750.2111.86524.1528.035四點(diǎn)彎梁理論值-30.75-24.6-12.3012.324.630.75相對誤差8%11%19%4%2%9%（2）三點(diǎn)彎梁中，由理論計算，有：

=1.23（GPa）y-25-20-100102025理論結(jié)果（MPa）-30.75-24.6-12.3012.324.630.75實(shí)驗(yàn)中，由得：

y-25-20-100102025實(shí)驗(yàn)結(jié)果（MPa）-32.235-26.775-13.65-0.8412.1824.9930.03比較結(jié)果如圖：

-25-20-100102025三點(diǎn)彎梁實(shí)驗(yàn)值-32.235-26.775-13.65-0.8412.1824.9930.03三點(diǎn)彎梁理論值-30.75-24.6-12.3012.324.630.75相對誤差5%9%11%1%2%2%2.計算上下表面的橫向應(yīng)變增量與縱向應(yīng)變增量之比的絕對值：

（1）