矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測實驗

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1、實驗四　　矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測實驗一、實驗名稱矩形截面梁純彎曲正應(yīng)力的電測實驗二、實驗?zāi)康?．學(xué)習(xí)使用電阻應(yīng)變儀，初步掌握電測方法；2．測定矩形截面梁純彎曲時的正應(yīng)力分布規(guī)律，并與理論公式計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗證彎曲正應(yīng)力計算公式的正確性。三、實驗設(shè)備1．WSG－80型純彎曲正應(yīng)力試驗臺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（砝碼四級

2、加載，每個砝碼重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)實驗要求，誤差一般在5%左右。五、實驗原理如圖1所示，CD段為純彎曲段，其彎矩為，則，。根據(jù)彎曲理論，梁橫截面上各點的正應(yīng)力增量為：　　　　　　　?。?）式中：y為點到中性軸的距離；Iz為橫截面對中性軸z的慣性矩，對于矩形截面　　　　　　　　　　　　（2）由于CD段是純彎曲的，縱向各纖維間不擠壓，只產(chǎn)生伸長或縮短，所以各點均為單向應(yīng)力狀態(tài)。只要測出各點沿縱向的應(yīng)變增量，即可按胡克定律計算出實際的正應(yīng)力增量。（3）　　在CD段任取一截面，沿不同高度貼五

3、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?！　y出各點的應(yīng)變后，即可按（3）式計算出實際的正應(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）式計算出的正應(yīng)力理論值進(jìn)行比較。?六、實驗步驟及注意事項1．開電源，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償片，放到試樣被測截面附近。應(yīng)變片要采用窄而長的較好，貼片時可把試樣取下，貼好片，焊好固定導(dǎo)線，再小心裝上。3．調(diào)動蝶形螺母，使杠桿尾端

4、翹起一些。4．把工作片和補償片用導(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)變儀測出的各點讀數(shù)。注意加砝碼時要緩慢放手。6．取四次測量的平均增量值作為測量的平均應(yīng)變，代入（3）式計算可得各點的彎曲正應(yīng)力，并畫出測量的正應(yīng)力分布圖。7．加載過程中，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．實驗完畢將載荷卸為零，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．計算彎曲梁截面各點處的理論正應(yīng)力增量（1）記錄測點的位置測點編號12345測點

5、至中性軸的距離y(mm)1470714（2）計算矩形橫截面對中性軸z的慣性矩Iz　?。?）根據(jù)公式直接計算各點的理論正應(yīng)力增量測點編號12345理論正應(yīng)力增量(MPa)2．計算彎曲梁截面各點處的實際正應(yīng)力增量（1）各測點原始數(shù)據(jù)記錄測點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）各測點應(yīng)變增量的計算測點一次加載二次加載三次加載四次加載平均值

6、1應(yīng)變增量Δε1=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=2應(yīng)變增量Δε1=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=3應(yīng)變增量Δε1=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=4應(yīng)變增量Δε1=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=5應(yīng)變增量Δε1=Δε2=Δε3=Δε4=Δε平=（3）各測點實際正應(yīng)力增量的計算測點編號12345實際正應(yīng)力增量(MPa)3．計算各測點理論與實際正應(yīng)力的誤差e測點編號12345誤差e八、實驗作業(yè)1．說明矩形梁純彎曲正應(yīng)力電測實驗的原理、實驗步驟及注意事項等；2．分別計算各測點的理論和實際彎曲正應(yīng)力增量，驗證彎曲正應(yīng)力公式的正確性；3．繪制彎曲正

7、應(yīng)力沿截面高度的分布規(guī)律圖。