应力测定实验

正应力测定实验报告引言正应力是材料力学性质的重要参数之一，它可以帮助我们了解材料的强度和稳定性。

正应力测定实验是一种常用的实验方法，通过施加外力来测量材料内部的正应力分布。

本实验旨在通过实验测量和分析，探究不同条件下材料的正应力分布规律。

实验目的1.了解正应力的概念和测量方法；2.掌握正应力测定实验的实验步骤和操作技巧；3.分析不同条件下材料的正应力分布规律。

实验仪器与材料1.正应力测定装置2.材料试样3.外力加载装置4.测量仪器（如应变计、力计等）实验步骤1.准备工作：–清洁测量仪器和试样，确保其表面光滑干净；–安装应变计和力计，并校准仪器。

2.装置设置：–将试样放置在正应力测定装置中，调整装置使其与试样接触良好；–确保外力加载装置与试样连接可靠。

3.实验操作：–逐渐施加外力，记录相应的应变和力值；–每隔一定的加载步骤，停止加载并记录测量值，以便后续分析；–根据测量值计算正应力，并标记在试样上。

4.数据处理与分析：–将实验测得的应变和力值绘制成应变-力值曲线；–根据应变-力值曲线计算正应力分布情况；–分析不同条件下材料的正应力分布规律，寻找影响因素。

实验结果与讨论根据实验测得的数据，我们绘制了应变-力值曲线，并计算了正应力的分布情况。

通过对曲线的分析，我们可以得出以下结论： - 随着外力的增加，试样的应变呈线性增加，直至达到一定值后开始非线性增加； - 正应力在试样中的分布呈现均匀的特点，无明显的集中或集中分布。

分析以上结论时，我们发现试样内部的力学性质与试样本身的材料特性有着密切的关系。

不同材料在不同条件下的正应力分布规律可能存在差异，这是进一步研究的方向。

实验总结通过本次正应力测定实验，我们对正应力的测量方法和分析过程有了更深入的了解。

实验结果表明正应力的分布与试样的材料性质相关，这对于优化材料结构和设计具有重要意义。

我们还发现了一些影响因素，需要进一步研究和探索。

实验中我们遇到了一些挑战，例如测量仪器的精确性和试样的制备，这些都需要在今后的实验中加以改进。

高压容器内外壁应力测定实验一、试验目的：1． 测定高压容器筒体在内压作用下，内、外壁面的应力，并与理论值进行比较。

2． 掌握用应变数据采集测量仪器测量应变的原理和操作方法。

3． 了解高压液下电阻应变测量的基本方法。

二、实验原理： 1．应力值的理论计算高压容器筒体在内压作用下，筒壁处于三面应力状态。

在弹性范围内，其应力值可由拉 美公式求得，计算公式详见表一。

表一 高压筒体应力的理论值其中：－i p 容器筒体承受的内压(MPa)。

-K 容器筒体的直径比，i o ioR R R R K ，,=分别为容器筒体的外半径和内半径 －r 容器筒体壁内任意一点的半径)(m m 。

2．应用电阻应变仪测量筒壁应力容器筒壁应力的测量，目前常用的方法为电阻应变测量法，即在筒体内、外壁面上，用特制的胶水，沿筒壁的轴线方向及圆周方向粘贴电阻片。

本试验中，电阻片的粘贴位置如图一所示，在筒体接管的下方一圆周上，将圆周内外分别分成八等份；1、3、……15号电阻片为内壁面的轴向片，2、4、……16号电阻片为内壁面的环向片，17、19……31号电阻片为外壁面的轴向片。

18、20……32号电阻片为外壁面的环向片。

当筒体承受内压后，电阻片随之变形。

电阻片变形后，其电阻值亦发生改变，因而应用电阻图一 电阻片布置图应变仪可测得筒体内外壁面的应变值，应变仪的原理及结构见实验一中所述。

贴在容器筒壁上的电阻片由于温度的变化，会产生一定的变形从而给测量带来一定误差。

粘贴在容器内壁面上的电阻片除温度影响外，因受容器内介质压力的作用（见图二），也会造成变形使电阻值发生变化，给测量带来误差，这种现象称电阻片在高压下的“压力效应”。

无论是由温度变化还是压力效应所引起的误差都必须消除。

消除这些误差的方法即称“补偿”。

温度补偿的方法在试验三中已经用过，而高压液下的补偿方法常用的有两种：即外补偿及内补偿。

内补偿：将工作片贴在容器内壁面上，外补偿片贴在与筒体相同材料的试块上，试块安放在容器内，并尽量靠近工作片（见图三）。

实验六 纯弯曲梁正应力的测定一、实验目的1. 初步掌握电测法的基本原理和方法。

2. 测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律；验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

二、实验仪器、设备和工具1、组合实验台纯弯曲梁实验装置。

2、静态电阻应变仪。

3、游标卡尺、钢板尺。

三、实验原理梁受纯弯曲时，纯弯曲正应力计算公式为：ZI My=σ式中：M－弯矩－横截面对中性轴的惯矩Z I y－所求应力点到中性轴的距离由上述可知，梁在纯弯曲时，各点处的正应力沿横截面高度按直线规律分布。

如将电阻应变计粘贴在距中性层不等的位置上（见图），测得纯弯曲时沿横截面高度各点的纵向应变ε。

根据理论推导可知，各纵向纤维层只受简单拉伸或压缩，由单向应力状态的虎克定律εσE =，可求出各点处的实验应力实σ。

要测纯弯曲梁沿截面高度各点的应变值，可采用温补半桥组桥方法，见电阻应变片各种接桥方法(1)。

加载采用增量法，即每增加等量的载荷，测出各点的应变增量P ΔεΔ，然后分别取各点应变增量的平均值i εΔ，记录应变仪读数并填入表中，依次求出各点的应变增量实i εΔ.实实i E εσΔ=将实测应力值实σ与理论应力值理σ进行比较，以验证弯曲正应力公式。

四、实验步骤(一)、实验准备1、 按规定位置粘贴电阻应变计，焊线、防护（己由生产厂家准备好）。

2、 制定加载方案，四级加载：20Kg、40Kg、60Kg、80Kg。

3、 接通传感器和负荷显示器及电阻应变仪，预热10分钟。

4、 记录梁的截面尺寸，载荷作用点到支点距离及各应变计的位置。

见附表15、 加初载荷0P （一般取0P ＝10%max P 左右）估算max P ，记下初读数。

(二)、进行实验1、 均匀缓慢加载到初载荷0P ，记下各点应变的初始读数：后分级等量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值仪i ε，直到最终载荷。

实验至少重复两次。

见附表2 2、 按力值对照表分四级加载。

3、 做完实验后，卸掉载荷，仪器复原。

机械工程学院实验报告实验名称：专业班级：学号：姓名：日期：实验报告内容实验一薄壁容器应力测定实验一、实验目的1、实测封头在内压作用下的应力分布规律。

2、学习电阻应变仪的使用方法。

二、实验内容实测在不同内压力作用下封头和筒体上各测点的应变值，画出各测点的P-ε修正曲线（线性关系），并在修正曲线上求得在0.6 MPa压力下应变修正值，由应变修正值计算在0.6MPa下各点的应力值，绘制0.6 MPa下的封头应力分布曲线，利用所学理论解释封头的应力分布状况，并对存在的问题进行讨论。

三、实验装置过程装备与控制工程专业基本实验综合实验台，详见附录二。

实验容器的材料为304，容器内径400=iD mm，壁厚4=δmm，椭圆形封头的应变片布置如图1-1所示，椭圆型封头各测点距封头顶点距离如表1-1。

其他形式封头布片见附录四。

图1-1椭圆形封头的应变片布置表1-1 椭圆型封头各测点距封头顶点距离（mm）序号 1 2 3 4 5距离20 60 90 120 145序号 6 7 8 9 10距离170 190 210 230 250应变片的布置方案是根据封头的应力分布特点来决定的。

封头在轴对称载荷作用下可以认为是处于二向应力状态，而且在同一平行圆上各点受力情况是一样的。

所以只需要在同一平行圆的某一点沿着经向和环向各贴一个应变片实验报告内容即可。

经向应变片的中点线和环向应变片的轴线必须位于欲测之点所在的平行圆上。

四、实验原理1．应力计算：薄壁压力容器主要由封头和圆筒体两个部分组成，由于各部分曲率不同，在它们的连接处曲率发生突变。

受压后，在连接处会生产边缘力系——边缘力矩和边缘剪力。

使得折边区及其两侧一定距离内的圆筒体和封头中的应力分布比较复杂，某些位置会出现较高的局部应力。

利用电阻应变测量方法可对封头和与封头相连接的部分圆筒体的应力分布进行测量。

2.应力测定中采用电阻应变仪来测定封头上各点的应变值，然后根据广义虎克定律换算成相应的应力值。

内压容器应力测定实验报告内压容器应力测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过内压容器应力测定实验，了解内压容器应力分布的特点，验证应力与压力之间的关系，为内压容器设计和安全评估提供依据。

二、实验原理内压容器应力分布规律是材料力学的重要研究对象之一。

在承受内压作用下，容器内部和外部将产生应力。

根据弹性力学基本方程，应力与压力之间的关系可以用以下公式表示：σ = P/A其中，σ为应力，P为压力，A为受力面积。

对于圆柱形内压容器，应力分布可简化为二维问题，通过在容器截面上引入应力函数，可以得到容器截面上的应力分布情况。

三、实验步骤1.准备实验器材：内压容器、压力传感器、数据采集器、支撑装置等。

2.将压力传感器安装在内压容器外部，并与数据采集器连接。

3.将内压容器放置在支撑装置上，保持容器直立稳定。

4.开启压力泵，向内压容器内部注入压力，同时记录数据采集器显示的应力值。

5.在不同压力下重复步骤4，记录多组数据。

6.对实验数据进行整理和分析。

四、实验结果及分析1.实验数据记录表（略）2.应力分布图（略）3.数据分析：通过对实验数据进行分析，我们可以得到内压容器应力分布规律以及应力与压力之间的关系。

实验结果表明，在内压作用下，容器的应力分布呈现出以容器壁为中心的环形分布特点。

在容器截面上，应力值从中心向边缘逐渐增大，且在容器边缘处达到最大值。

此外，实验结果还验证了应力与压力之间呈线性关系的结论。

五、结论通过本次内压容器应力测定实验，我们得到了内压容器应力分布的规律以及应力与压力之间的关系。

实验结果表明，在内压作用下，容器的应力分布呈现出以容器壁为中心的环形分布特点，且应力值从中心向边缘逐渐增大，在容器边缘处达到最大值。

此外，实验结果验证了应力与压力之间呈线性关系的结论。

这些结果为内压容器的设计和安全评估提供了重要依据。

在未来的研究中，我们可以通过改变内压容器的形状、尺寸、材料等参数，进一步探究应力分布的特点及其与压力之间的关系。

正应力测定实验报告正应力测定实验报告一、引言正应力测定是材料力学中的重要实验之一，通过测定材料在受力状态下的正应力变化，可以了解材料的力学性能及其变化规律。

本实验旨在通过实验方法测定不同材料在不同受力状态下的正应力，并分析其结果。

二、实验原理正应力是指在材料内部某一点处，垂直于该点处截面的力的作用，通常用σ表示。

正应力的单位为帕斯卡（Pa）。

正应力测定实验中常用的方法有拉伸试验、压缩试验和剪切试验等。

三、实验步骤1. 准备不同材料的试样，如金属材料、塑料材料等。

2. 将试样放置在拉伸试验机或压缩试验机中，并调整好试样的位置和夹持方式。

3. 施加适当的拉伸或压缩力，开始实验。

4. 在实验过程中，记录下试样的变形情况和施力情况。

5. 根据实验数据计算出试样在不同受力状态下的正应力。

四、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以计算出试样在不同受力状态下的正应力。

通过对不同材料的实验结果进行比较分析，可以得出以下结论：1. 材料的强度差异：不同材料在相同受力状态下的正应力会有所不同，这是由于材料的强度不同所致。

例如，金属材料的强度通常较高，其正应力也会相应较大。

2. 受力方式对正应力的影响：不同受力方式下的正应力也会有所差异。

例如，在拉伸试验中，试样的正应力主要集中在试样的中心位置，而在压缩试验中，试样的正应力主要集中在试样的表面。

3. 应力-应变曲线的特征：通过实验数据可以绘制出应力-应变曲线，该曲线反映了材料在受力状态下的变形规律。

根据曲线的形状可以判断材料的强度、韧性等力学性能。

五、实验误差分析在实验过程中，由于各种因素的影响，可能会产生一定的误差。

例如，试样的准备不均匀、试验设备的精度限制以及操作人员的技术水平等。

因此，在进行实验结果分析时，需要考虑这些误差对结果的影响，并进行相应的修正和讨论。

六、实验的意义与应用正应力测定实验是材料力学研究中的重要实验之一，其结果可以为材料的设计、制造和使用提供重要的参考依据。

实验一薄壁容器内压应力测定实验一、实验目的通过实验测量薄壁容器内部的压应力，并对实验数据进行分析，掌握薄壁容器内部压应力的测量方法和技巧，加深对应力的理解和认识。

二、实验原理薄壁容器内部压应力的产生主要是因为容器内有压力。

薄壁容器内的压力是由容器内部的气体或液体所施加的作用力引起的。

在静止平衡的状态下，容器内部所受的压力与容器所产生的内部应力相等，即：σ = P × r / t其中，σ 为容器内部应力，P 为容器内部压力，r 为容器半径，t 为容器壁厚度。

通过测量容器壁的变形量可以求得内部应力的大小，具体方法可以使用：应变覆盖片法、电阻应变桥法、光栅应变传感器法、激光干涉法等，本次实验使用应变覆盖片法进行测量。

应变覆盖片法的原理是：在测量表面粘贴不同类型和数量的弹性薄膜传感器（应变覆盖片），并使用电缆将数字信号传递到计算机系统中，计算机通过解读信号来实现应变的测量。

三、实验器材和仪器实验器材：薄壁容器、虎钳、吸盘、加热器等。

仪器：应变覆盖片（包括型号为RSTR-1/120-LY8W的3片应变覆盖片、型号为KY-2000A 的数字化应变测量仪），加热器、计算机等。

四、实验步骤1、使用虎钳将薄壁容器夹住，并使用吸盘尽量固定在实验台上。

2、在薄壁容器上粘贴3片应变覆盖片，在不影响测量的前提下均匀地分布在容器上表面，并将每个应变覆盖片的信号通过电缆与计算机相连。

3、使用加热器和安装在容器上的温度传感器使容器内部的温度达到设定温度，保持一段时间，以使容器内部压力稳定。

4、在容器达到稳态后，记录容器内部压力P。

5、使用计算机记录每个应变覆盖片的信号，并根据不同的应变传感器标定曲线，计算出应变。

6、根据容器的几何尺寸和应变值，计算容器内部的应力大小σ，并与容器内部压力P 进行对比。

7、记录实验数据，撤除应变覆盖片和传感器。

五、实验注意事项1、粘贴应变覆盖片时要注意不能捏住或将温度传感器弄松或损坏。

如果损坏应变覆盖片或传感器，需要更换后重新进行测量。

实验三 纯弯曲梁正应力测定一、 实验目的1．测定梁在纯弯曲时横截面上的正应力分布，验证平面假设理论和弯曲正应力公式。

2．学习电测应力实验方法。

二、 实验设备1．简支梁及加载装置。

2． YJ-31型静态电阻应变仪。

3．游标卡尺。

三、 实验原理如图3-1所示，求纯弯曲梁上某一截面上各点的应力。

其中y 1=0（中性层）;y 2=10;y 3=10;y 4=15;y 5=15;y 6=20;y 7=20(单位： mm)根据弯曲梁的平面假设沿着梁横截面高度的正应力分布规律应当是直线。

为了验证这一假设，我们在梁的纯弯曲段内粘贴7片电阻应变片：1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#，离中性层的距离在图中已标出，由应变仪测出读数即知道沿着梁横面高度的正应力分布规律。

材料力学中还假设梁的纯弯曲段是单向应力状态，为此在梁的上或下表面粘贴8#应变片，可测得8ε，根据μ=εε纵横，式中μ—梁材料的泊松比。

可由纵横εε计算得到μ',当μ近似等于μ'时,则证明梁在弯曲时是近似于单向应力状态的。

即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。

四、 实验步骤1．用游标卡尺测量尺寸，将梁放在实验台的两个支点上，用钢尺量梁的支点至力点的距离d 。

2．将各点的应变片和温度补偿片以半桥的形式接入YJ-31 型静态数字应变仪。

被测应变片接在AB 上，补偿片接在BC 上。

1．仪器操作步骤：根据选择的仪器型号见电阻应变仪介绍。

1） 用半桥单臂接法，接入被测试件的导线，Y 1~Y 7，被测试件导线接A 1~A 7、B 1~B 7补偿片接B 1~B 7、C 1~C 7。

图3-1 纯弯曲梁布片图被测点 6 4 2 1 3 5 7接线端子 1 2 3 4 5 6 72）分别调（1~7点）电阻平衡。

面板显示为0000（每次转换一个测量点，必须稳定2分钟后再调平衡或读出测量值）。

3）采用增量法加载，每次0.5kN。

注意不能超载。

0.5 kN 初载荷调零1.0 kN 读出应变值1.5 kN 读出应变值2.0 kN 读出应变值2.5 kN 读出应变值4）实验结束。

一、实验目的1. 了解并掌握应力状态的基本概念。

2. 学习如何通过实验方法测定应力状态。

3. 掌握应力状态分析的基本原理和方法。

4. 培养实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理应力状态是指物体内部在受力作用下，各个点上的应力分布情况。

应力状态分析是研究物体内部应力分布规律的重要方法。

本实验主要研究平面应力状态和空间应力状态。

三、实验设备1. 载荷试验机2. 应变片3. 数据采集系统4. 比较材料5. 标准试验件四、实验步骤1. 实验准备（1）将试验件放置在试验机上，确保试验机水平。

（2）将应变片粘贴在试验件表面，确保应变片粘贴牢固。

（3）连接数据采集系统，检查系统是否正常工作。

2. 加载过程（1）按照实验要求对试验件进行加载。

（2）在加载过程中，实时采集应变数据。

（3）记录加载过程中的应力、应变数据。

3. 数据处理（1）将采集到的应变数据输入计算机，进行数据处理。

（2）根据应力-应变关系，计算应力状态。

（3）分析应力状态的变化规律。

4. 结果分析（1）根据实验数据，绘制应力-应变曲线。

（2）分析应力状态的变化规律，得出结论。

五、实验结果与分析1. 平面应力状态（1）在平面应力状态下，试验件表面出现正应力和剪应力。

（2）通过实验数据，可以计算出应力状态的变化规律。

（3）结果表明，随着加载力的增大，正应力和剪应力逐渐增大。

2. 空间应力状态（1）在空间应力状态下，试验件表面出现正应力和剪应力。

（2）通过实验数据，可以计算出应力状态的变化规律。

（3）结果表明，在空间应力状态下，应力状态的变化规律与平面应力状态相似。

六、实验结论1. 本实验成功地测定了应力状态，并分析了应力状态的变化规律。

2. 通过实验，掌握了应力状态分析的基本原理和方法。

3. 本实验为后续的应力分析、结构设计等提供了实验依据。

七、实验注意事项1. 实验过程中，确保试验机水平，避免试验误差。

2. 在粘贴应变片时，注意粘贴牢固，避免脱落。