梁的弯曲实验

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。

实验 杨氏模量的测定(梁弯曲法)

【实验目的】

用梁的弯曲法测定金属的杨氏模量。

【仪器用具】

攸英装置，光杠杆，望远镜及直尺，螺旋测微计，游标卡尺，米尺，千分表。

【实验原理】

将厚为a、宽为b的金属棒放在相距为l的二刀刃上（图1），在棒上二刀刃的中点处挂上质量为m的砝码，棒被压弯，设挂砝码处下降，称此为弛垂度，这时棒材的杨氏模量

bamglE33

4 . （1）

下面推导上式。图（2）为沿棒方向的纵断面的一部分。在相距dx的21OO二点上的横断面，

在棒弯曲前互相平行，弯曲后则成一小角度d。显然在棒弯曲后，棒的下半部呈现拉伸状态，

上半部为压缩状态，而在棒的中间有一薄层虽然弯曲但长度不变，称为中间层。 计算与中间层相距为y、厚dy、形变前长为dx的一段，弯曲后伸长了yd，它受到的拉

力为dF，根据胡克定律有

dxydEdSdF.

式中dS表示形变层的横截面积，即bdydS。于是

ydydxdEbdF.

此力对中间层的转矩为dM，即

dyydxdEbdM2.

而整个横断面的转矩M应是

dxdbEadyydxdEbMa32021212 . （2）

如果将棒的中点C固定,在中点两侧各为2l处分别施以向上的力mg21(图3)，则棒的弯曲情

况当和图1所示的完全相同。棒上距中点C为x、长为dx的一段，由于弯曲产生的下降d等于

dxld)2( （3） 当棒平衡时，由外力mg21对该处产生的力距)2(21xlmg应当等于由式（2）求出的转距M，

即

dxdbEaxlmg3121)2(21.

由此式求出d代入式(3)中并积分,可求出弛垂度

bEamgldxxl

bEamg

3321

0234)2(6, (4)

即

bamglE33

4. (1) 【仪器介绍】

攸英装置如图4所示，在二支架上设置互相平的钢制刀刃，其上放置待测棒和辅助棒。在待测棒上二刀刃间的中点处，挂上有刀刃的挂钩和砝码托盘，往托盘上加砝码时待测棒将被压弯，通过在待测棒和辅助棒上放置的千分表测量出棒弯曲的情况，从而求出棒材的杨氏模量。

梁的纯弯曲正应力实验报告

一、实验目的。

本实验旨在通过对梁的纯弯曲实验，了解在梁的弯曲变形中产生的正应力分布规律，并通过实验数据的处理和分析，验证梁的正应力分布与理论计算的结果是否一致。

二、实验原理。

梁的纯弯曲是指梁在外力作用下只产生弯曲变形，不产生轴向拉伸或压缩的情况。在梁的弯曲变形中，梁的上表面产生拉应力，下表面产生压应力，且在梁的截面上，不同位置的应力大小不同。根据梁的弯曲理论，梁在弯曲变形中的正应力分布规律可以通过理论计算得出。

三、实验装置和仪器。

本实验所使用的实验装置包括梁的支撑装置、加载装置、测力传感器、位移传感器等。其中，测力传感器用于测量梁在加载过程中的受力情况，位移传感器用于测量梁在加载过程中的位移情况。

四、实验步骤。

1. 将梁放置在支撑装置上，并调整支撑装置，使梁能够自由地产生弯曲变形；

2. 将加载装置与梁连接，并通过加载装置施加一定的加载力；

3. 同时记录梁在加载过程中的受力情况和位移情况；

4. 依据实验数据，计算梁在不同位置的正应力大小，并绘制出正应力分布图；

5. 将实验数据与理论计算结果进行对比分析，验证梁的正应力分布规律。

五、实验数据处理和分析。 通过实验测得的数据，我们计算出了梁在不同位置的正应力大小，并绘制出了正应力分布图。通过对比实验数据与理论计算结果，我们发现梁的正应力分布与理论计算的结果基本一致，验证了梁的正应力分布规律。

六、实验结论。

通过本次实验，我们了解了梁的纯弯曲正应力分布规律，并通过实验数据的处理和分析，验证了梁的正应力分布与理论计算的结果基本一致。因此，本实验取得了预期的实验目的。

七、实验总结。

本次实验通过对梁的纯弯曲实验，加深了我们对梁的弯曲变形和正应力分布规律的理解，同时也提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。希望通过本次实验，能够对大家有所帮助。

八、参考文献。

[1] 《材料力学实验指导书》。

[2] 《材料力学实验讲义》。

四、等强度矩形梁弯曲实验

一、实验目的：

1.了解电测法的基本原理

2.学会使用应变仪，熟悉应变仪的操作规程

3.掌握测量电桥的应用，熟悉各种组桥方式，并比较各种组桥的精确度。

二、实验设备及装置

1.BZ2205应变仪

2.实验装置见图1

图1

三、实验原理

测量对象为一等强度梁，如图1所示，在等强度梁的各截面处的上下表面分别铁电阻应变片R1，R2，R3,R4，R5，R6，在实验装置附近有一个温度补偿块，作为单臂半桥测量时的温度补偿片，当给试件加载荷时，等强度梁发生变形，其上下表面所贴的电阻应变片随产生拉伸或压缩变形，按电测法原理，可选择不同的接桥方式测出贴片截面处的应变值。

图2 接桥方式

1.单臂半桥：其组成形式见图2（a），AB桥臂为测量片R1，BC桥臂为温度补偿片R补，CD、DA桥臂R为应变仪内部提供的标准电阻，应变仪读出的应变值与真实值之间的关系为：pds

2.双臂半桥：其组成形式见图2（b），AB桥臂为测量片R1，BC桥臂应为R2，R为应变仪内部提供的准确电阻，应变仪读出的应变值与真实值关系为：pds2

3.全桥连接：组成形式见图2（c），AB、BC、CD、DA四个桥臂分别为测量片R1，R2，R3,R4，应变仪读出的应变值与真实值之间关系为：pds4。

四、实验步骤

1.熟悉应变仪面板，将电源线接到仪器电源插孔，另一端暂时补通电。

2.按要求将被测点的电阻片接入电桥插孔并将螺丝拧紧。（采取其中的一种接法）

（1）单臂半桥连接时，将测量片R1接入某通道的A、B插孔，将温度补偿片R补接入同一通道的B、C插孔，面板上的“半桥、全桥”开关放置半桥位置。

（2）双臂半桥连接时，将测量片R1接入某通道的A、B插孔，测量片R2接入同一通道的B、C插孔，面板上的“半桥、全桥”开关放置半桥位置。

（3）全桥连接时，将测量片R1，R2，R3,R4分别接入某一通道的AB、BC、CD、DA插孔，面板上的“半桥、全桥”开关放置全桥位置。