矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)四  矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)名稱矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)使用電阻應(yīng)變儀,初步掌握電測(cè)方法;2.測(cè)定矩形截面梁純彎曲時(shí)的正應(yīng)力分布規(guī)律,并與理論公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式的正確性。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.WSG-80型純彎曲正應(yīng)力試驗(yàn)臺(tái)2.靜態(tài)電阻應(yīng)變儀四、主要技術(shù)指標(biāo)1.矩形截面梁試樣圖1試樣受力情況材料:20號(hào)鋼,E=208×109Pa;跨度:L=600mm,a=200mm,L1=200mm;橫截面尺寸:高度h=28mm,寬度b=10mm。2.載荷增量載荷增量ΔF=200N(砝碼四

2、級(jí)加載,每個(gè)砝碼重10N采用1:20杠桿比放大),砝碼托作為初載荷,F(xiàn)0=26N。3.精度滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求,誤差一般在5%左右。五、實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示,CD段為純彎曲段,其彎矩為,則,。根據(jù)彎曲理論,梁橫截面上各點(diǎn)的正應(yīng)力增量為:       ?。?)式中:y為點(diǎn)到中性軸的距離;Iz為橫截面對(duì)中性軸z的慣性矩,對(duì)于矩形截面           ?。?)由于CD段是純彎曲的,縱向各纖維間不擠壓,只產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短,所以各點(diǎn)均為單向應(yīng)力狀態(tài)。只要測(cè)出各點(diǎn)沿縱向的應(yīng)變?cè)隽?,即可按胡克定律?jì)算出實(shí)際的正應(yīng)力增量。(3)  在CD段任取一截面,沿不同高度

3、貼五片應(yīng)變片。1片、5片距中性軸z的距離為h/2,2片、4片距中性軸z的距離為h/4,3片就貼在中性軸的位置上。  測(cè)出各點(diǎn)的應(yīng)變后,即可按(3)式計(jì)算出實(shí)際的正應(yīng)力增量,并畫出正應(yīng)力沿截面高度的分布規(guī)律圖,從而可與(1)式計(jì)算出的正應(yīng)力理論值進(jìn)行比較。?六、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1.開(kāi)電源,使應(yīng)變儀預(yù)熱。2.在CD段的大致中間截面處貼五片應(yīng)變片與軸線平行,各片相距h/4,作為工作片;另在一塊與試樣相同的材料上貼一片補(bǔ)償片,放到試樣被測(cè)截面附近。應(yīng)變片要采用窄而長(zhǎng)的較好,貼片時(shí)可把試樣取下,貼好片,焊好固定導(dǎo)線,再小心裝上。3.調(diào)動(dòng)蝶形螺母,使杠

4、桿尾端翹起一些。4.把工作片和補(bǔ)償片用導(dǎo)線接到預(yù)調(diào)平衡箱的相應(yīng)接線柱上,將預(yù)調(diào)平衡箱與應(yīng)變儀聯(lián)接,接通電源,調(diào)平應(yīng)變儀。5.先掛砝碼托,再分四次加砝碼,記下每次應(yīng)變儀測(cè)出的各點(diǎn)讀數(shù)。注意加砝碼時(shí)要緩慢放手。6.取四次測(cè)量的平均增量值作為測(cè)量的平均應(yīng)變,代入(3)式計(jì)算可得各點(diǎn)的彎曲正應(yīng)力,并畫出測(cè)量的正應(yīng)力分布圖。7.加載過(guò)程中,要注意檢查各傳力零件是否受到卡、別等,受卡、別等應(yīng)卸載調(diào)整。8.實(shí)驗(yàn)完畢將載荷卸為零,工具復(fù)原,經(jīng)指導(dǎo)老師檢查方可關(guān)閉應(yīng)變儀電源。七、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算彎曲梁截面各點(diǎn)處的理論正應(yīng)力增量(1)記錄測(cè)點(diǎn)的位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)123

5、45測(cè)點(diǎn)至中性軸的距離y(mm)1470714(2)計(jì)算矩形橫截面對(duì)中性軸z的慣性矩Iz ?。?)根據(jù)公式直接計(jì)算各點(diǎn)的理論正應(yīng)力增量測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345理論正應(yīng)力增量(MPa)2.計(jì)算彎曲梁截面各點(diǎn)處的實(shí)際正應(yīng)力增量(1)各測(cè)點(diǎn)原始數(shù)據(jù)記錄測(cè)點(diǎn)初載一次加載二次加載三次加載四次加載1應(yīng)變儀讀數(shù)ε0=ε1=ε2=ε3=ε4=2應(yīng)變儀讀數(shù)ε0=ε1=ε2=ε3=ε4=3應(yīng)變儀讀數(shù)ε0=ε1=ε2=ε3=ε4=4應(yīng)變儀讀數(shù)ε0=ε1=ε2=ε3=ε4=ε0=ε1=ε2=ε3=ε4=5應(yīng)變儀讀數(shù)(2)各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變?cè)隽康挠?jì)算測(cè)點(diǎn)一次加載二次加載三次加載四次

6、加載平均值1應(yīng)變?cè)隽喀う?=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=2應(yīng)變?cè)隽喀う?=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=3應(yīng)變?cè)隽喀う?=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=4應(yīng)變?cè)隽喀う?=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=5應(yīng)變?cè)隽喀う?=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=(3)各測(cè)點(diǎn)實(shí)際正應(yīng)力增量的計(jì)算測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345實(shí)際正應(yīng)力增量(MPa)3.計(jì)算各測(cè)點(diǎn)理論與實(shí)際正應(yīng)力的誤差e測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345誤差e八、實(shí)驗(yàn)作業(yè)1.說(shuō)明矩形梁純彎曲正應(yīng)力電測(cè)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)等;2.分別計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的理論和實(shí)際彎曲正應(yīng)力增量,驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式的正確性;3

7、.繪制彎曲正應(yīng)力沿截面高度的分布規(guī)律圖。

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