梁的纯弯曲正应力实验

图2-2 梁的尺寸、测点布置及加载示意图

图2-3半桥接线图 实验五 梁的纯弯曲正应力测定

一、概述

梁是工程中常用的构件和零件。在结构设计和强度计算中经常要涉及到梁的弯曲正应力的计算。而梁的弯曲正应力的理论公式是根据纯弯曲梁横截面变形保持平面的假设推导出来的，它的正确性以及能否推广到剪切弯曲梁，可以由本次实验提供的简便方法验证。

二、实验目的

1.用电测法测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及分布规律，并与理论计算值相比较，以验证弯曲正应力理论公式。

2.掌握电测法原理和电阻应变仪的使用方法。

三、实验设备、器材及试样

1. 静态应变测试仪。

2. 多功能组合实验台。

四、实验原理

弯曲梁为矩形截面钢梁，其弹性模量E＝2.05×105MPa，几何尺寸见图2-2，CD段为纯弯曲段，梁上各点为单向应力状态，在正应力不超过比例极限时，只要测出各点的轴向应变ε实，即可按σ实＝Eε实计算正应力。为此在梁的CD段某一截面的前后两侧面上，在不同高度沿平行于中性层各贴有五枚电阻应变片。其中编号3和3′片位于中性层上，编号2和2′片与编号4和4′片分别位于梁的上半部分的中间和梁的下半部分的中间,编号1和1′片位于梁的顶面的中线上,编号5和5′片位于梁的底面的中线上（见图2-2），并把各前后片进行串接。

温度补偿片贴在一块与试件相同的材料上,实验时放在被测试件的附近。上面粘贴有各种应变片和应变花，实验时根据工作片的情况自行组合。为了便于检验测量结果的线性度，实验时采用等量逐级缓慢加载方法，即每次增加等量的荷载ΔP，测出每级荷载下各点的应变增量Δε，然后取应变增量的平均值实，依次求出各点应力增量Δσ实＝E实实。

实验可采用半桥接法、公共外补偿。即工作片与不受力的温度补偿片分别接到应变仪的A、B和B、C接线柱上（如图2-3），其中R1为工作片，R2为温度补偿片。对于多个不同的工作片，用同一个温度补偿片进行温度补偿，这种方法叫做“多点公共外补偿”。

梁的纯弯曲正应力实验报告

梁的纯弯曲正应力实验报告

一、实验目的

本实验旨在通过对实验材料进行纯弯曲加载，测量其正应力和弯曲角度，从而掌握材料在纯弯曲状态下的应力特性，并探究材料性能的影响因素。

二、实验原理

当梁在纯弯曲时，受到的载荷可以分解为一个弯矩和一个剪力。由于实验中去除了外部作用力，剪力为零，因此我们只需要考虑弯矩作用下的应力情况。

在梁的截面上，由于受到弯曲，不同位置的应变不同，因此会形成不同大小的应力。在正常情况下，当梁未发生破坏时，梁的内部应力呈线性分布，即受到的弯矩越大，所受到的应力也会相应增大。

三、实验设备

本实验所使用的设备包括：

1.纯弯曲实验台 2.测力仪

3.梁材料（一定长度的圆形钢管或方管）

四、实验步骤

1. 选择一段合适材质的梁进行实验。

2. 将梁固定在纯弯曲实验台上。

3. 在梁的一端加上一定荷载。

4. 通过测力仪测量在梁部位不同位置受到的正应力。

5. 在梁的另一端加上一定数量的荷载，并重复步骤4，记录正应力。

6. 重复以上操作，直到梁发生破坏。

五、实验结果

在实验过程中，我们记录了梁不同位置受到的正应力，并根据实验数据分析了不同弯矩下的应力分布曲线。实验结果表明，在纯弯曲状态下，梁的内部应力呈线性分布，随着弯矩的增大，所受应力也会逐渐增大，直到梁发生破坏。

六、实验分析

根据实验结果，我们可以发现梁的性能会受到材料的影响。不同的材料具有不同的弯曲特性，不同的性能和抗断性能。而在实验中，我们也可以通过调整材料的材质和长度来控制弯曲的程度，从而控制梁的应力分布和破坏点位置。

七、实验结论

本实验通过纯弯曲实验台对梁进行弯曲测试，得到了不同弯矩下的应力分布曲线。实验结论表明，梁在纯弯曲状态下，其内部应力呈线性分布，随着弯矩的增大，所受应力也会逐渐增大，直到梁发生破坏。同时，不同材质和长度的材料在弯曲状态下具有不同的弯曲特性和抗断性能。

弯曲正应力实验

弯曲正应力实验是一种常见的材料力学实验，用于研究材料在弯曲载荷下的变形和破坏行为。该实验可以通过测量材料在弯曲载荷下的应变和应力来评估材料的力学性能和强度。

在弯曲正应力实验中，通常使用弯曲试验机来施加载荷。试样被放置在两个支撑点之间，然后在中间施加一个力，使其产生弯曲。通过测量试样的变形和载荷，可以计算出试样的应变和应力。

在实验中，应力和应变的关系可以用弹性模量来描述。弹性模量是材料在弯曲载荷下的应力和应变之比。通过测量弹性模量，可以评估材料的刚度和强度。

弯曲正应力实验还可以用于评估材料的疲劳性能。在疲劳实验中，试样被反复弯曲，以模拟材料在实际使用中的疲劳载荷。通过测量试样的疲劳寿命和疲劳极限，可以评估材料的耐久性和可靠性。

弯曲正应力实验是一种重要的材料力学实验，可以用于评估材料的力学性能和强度。通过该实验，可以为材料的设计和应用提供重要的参考和指导。

纯弯曲梁的正应力实验

一、实验目的：

1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律

2.验证纯弯曲梁的正应力公式

二、实验设备及工具：

1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置

2.数字测力仪、电阻应变仪

三、实验原理及方法：

在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任意一点的正应力，计算公式：zMyI

为测量梁横截面上的正应力分布规律，在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。贴法：中性层一片，中性层上下1/4梁高处各一片，梁上下两侧各一片，共计五片。

采用增量法加载，每增加等量荷载△P（500N）测出各点的应变增量△ε，求的各点应变增量的平均值△ε实i，从而求出应力增量：

σ实i=E△ε实i

将实验应力值与理论应力值进行比较，已验证弯曲正应力公式。

四、原始数据：

应变片至中性层的距离/mm 梁的尺寸和有关参数

Y1 -20 宽度（b） 20mm

Y2 -10 高度（h） 40mm

Y3 0 跨度（L） 600mm

Y4 10 载荷距离（a） 350mm

Y5 20 加力点到支座距离（LP） 125mm

弹性模量（E） 206GPa

泊松比（μ） 0.26

惯性矩（Iz=bh3/12） 1.067×10-7m4 五、实验步骤：

1. 打开应变仪、测力仪电源开关

2. 连接应变仪上电桥的连线，确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。

3. 检查测力仪，选择力值加载单位N或kg，按动按键直至显示N上的红灯亮起。按清零键，使测力计显示零。

4.应变仪调零。按下“自动平衡”键，使应变仪显示为零。

5.转动手轮，按铭牌指示加载，加力的学生要缓慢匀速加载，到测力计上显示500N，读数的学生读下5个测点的应变值，（注意记录下正、负号）。用应变仪右下角的通道切换键来显示第5测点的读数。以后，加力每次500N，到3000N为止。