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直梁弯曲正应力测定实验

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直梁弯曲正应力测定实验

一、实验目的：

1． 测定矩形截面直梁在纯弯曲（非纯弯曲）时横截面上正应力的分布，并与理论公式比较，以验证弯曲正应力公式。

2． 进一步熟悉电测方法及电阻应变仪的使用。

二、实验装置及仪器

1．、矩形截面梁弯曲实验装置

2、电阻应变仪

3、钢板尺

三、实验概述

直梁受纯弯曲时横截面上的正应力公式为

或为

式中M为作用在横截面的弯矩，Iz为梁的横截面对中性轴Z的惯性矩，y为中性轴到欲求应力点的距离，此公式在非纯弯曲时于一定条件下也可应用。

本实验采用碳钢制成的矩形截面梁，实验装置如图9所示。

在梁跨度中点沿梁的高度h分别贴电阻应变片，均匀分布共贴五片，贴片位置如图9所示，用砝码加载，即先加一初载荷，测取点的电阻应变仪读数，然后再依次加载，同样测读每点的读数。每点相邻两次读数差（相邻的大载荷应变读数减去小载荷的应变读数的平均值）即为相应载荷增量下此点的纵向应变值。当应力在比例极限内时，应用虎克定律E，（E），即可算出各点相应的正应力的实验值。由前述公式可算出各点正应力的理论值，将这些结果画在一张坐标纸上可得到正应力沿高度的分布规律。

图9 测梁弯曲正应力装置示意图 zIyMzIyM四、实验步骤

1、测量梁的横截面尺寸b、h。

2、按指定的l、a长度架设梁，并仔细调整使之平稳。

3、将各点电阻片导线接在应变仪的预调平衡箱上，按半桥线路连接，然后，开启电源，预热仪器，并将灵敏系数K钮旋旋到所需刻度（或相应的标定数）。

4、按给定的载荷加载实验。从P0～Pn，每次载荷下记录各点的读数。纯弯曲情况实验2～3次。

5、非纯弯测定时，摘掉一个销子，方法同纯弯曲。

6、整理数据，经教师检查通过后，结束实验，整理仪器用具。

五、预习要求

1、阅读本讲义，并复习电测法与电阻变应仪介绍，弄清本次实验目的，准备好有关记录表格。

2、若弯曲梁的l=100cm，a=40cm，b=12mm，h=20mm，材料的[σ]=160MPa，

试计算此梁允许最大载荷为多少？

六、实验报告要求

包括：实验目的，所用设备（型号 、编号、最小刻度）装置简图，实验记录与结果，按材力理论计算结果，并列表比较理论值与实验值。

用16K的坐标纸，绘出应力沿梁高度分布的理论图线与实验图线。

最后对本实验的结果与误差因素进行分析与讨论。

实验记录表格

载荷P 应变仪读数（）

1 2 3 4 5

0p

1

2

3

4

5

1p

2p

3p

…

平均

（N）

合集下载

梁的弯曲正应力实验报告

梁的弯曲正应力实验报告

梁的弯曲正应力实验报告

梁的弯曲正应力实验报告

引言：

弯曲是一种常见的力学现象，广泛应用于工程和建筑领域。梁是一种常见的结构，在受到外力作用时会发生弯曲变形。为了研究梁的弯曲行为，本实验通过对梁进行弯曲试验，测量梁上的正应力分布，以便了解梁的强度和稳定性。

实验目的：

1. 通过实验测量梁上的正应力分布，了解梁的弯曲行为；

2. 分析梁的弯曲现象对梁的强度和稳定性的影响；

3. 探究不同材料和截面形状对梁的弯曲正应力分布的影响。

实验原理：

当一根梁受到外力作用时，梁会发生弯曲变形。在梁的顶部和底部，会出现正应力和负应力。本实验主要关注梁上的正应力分布。根据梁的弯曲理论，梁上的正应力与梁的截面形状、材料性质、外力大小和位置等因素有关。

实验装置和步骤：

实验装置包括一根长梁、测力计、测量仪器等。具体步骤如下：

1. 将长梁固定在实验台上，确保梁的两端支持牢固；

2. 在梁上设置几个不同位置的测力计，用于测量梁上的正应力；

3. 施加外力于梁上，使其发生弯曲变形；

4. 通过测力计测量梁上各位置的正应力，并记录数据；

5. 根据实验数据，绘制梁上的正应力分布曲线。

实验结果与分析： 根据实验数据，我们可以得出梁上的正应力分布曲线。通常情况下，梁上的正应力分布呈现出一定的规律性。在梁的顶部和底部，正应力较大，逐渐向中间递减，最终趋近于零。这是因为在梁的顶部和底部，受力较大，产生了较大的正应力；而在梁的中间，受力相对较小，正应力逐渐减小。

实验中还可以观察到不同材料和截面形状对梁的弯曲正应力分布的影响。例如，对比不同材料的梁，我们可以发现不同材料的梁上的正应力分布曲线有所差异。这是因为不同材料的梁具有不同的弹性模量和抗弯强度，从而导致不同的正应力分布。

此外，梁的截面形状也对梁的弯曲正应力分布有影响。例如，对比矩形截面和圆形截面的梁，我们可以发现矩形截面的梁上的正应力分布曲线相对均匀，而圆形截面的梁上的正应力分布曲线则呈现出较大的集中度。这是因为矩形截面的梁具有更大的抗弯强度，能够更好地分散外力，从而使正应力分布更均匀。

弯曲正应力实验指导

弯曲正应力实验指导

弯曲正应力实验

一、实验目的

1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；

2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

3、初步掌握电测方法。

二、实验仪器和设备

1、多功能组合实验装置一台；

2、TS3860型静态数字应变仪一台；

3、纯弯曲实验梁一根。

4、温度补偿块一块。

三、实验原理和方法

弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.29。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：

xMyI （3.14）

式中：M为弯矩；xI为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。

实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。当增加压力P时，梁的四个受力点处分别增加作用力/2P，如图3-16所示。

为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布置了5片应变片（见图3-16）（其中：b=10.8 mm; h=40 mm; C=121 mm），各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。此外，在梁的上表面沿横向粘贴了第6片应变片。

如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式E，可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。

σ实 =Eε实 （3.15） 式中E是梁所用材料的弹性模量。

图3-16

为确定梁在载荷ΔP的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量的载荷ΔP测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值Δε实来依次求出各点应力。

弯曲正应力实验报告

弯曲正应力实验报告

实验报告

浙江大学材料力学实验报告

（实验项目：弯曲正应力）

一、实验目的：1、初步掌握电测方法和多点测量技术。； 2、测定梁在纯弯和横力弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。 二、设备及试样： 1. 电子万能试验机或简易加载设备； 2. 电阻应变仪及预调平衡箱； 3. 进行截面钢梁。 三、实验原理和方法：

1、载荷P作用下，在梁的中部为纯弯曲，弯矩为1M=2Pa。在左右两端长为a的部分内为横力弯曲，弯矩为11=()2MPac。在梁的前后两个侧面上，沿梁的横截面高度，每隔4h贴上平行于轴线上的应变片。温度补偿块要放置在横梁附近。对第一个待测应变片联

同温度补偿片按半桥接线。测出载荷作用下各待测点的应变，由胡克定律知 E

另一方面，由弯曲公式MyI，又可算出各点应力的理论值。于是可将实测值和理论值进

行比较。

2、加载时分五级加载，0F=1000N，F=1000N，maxF=5000N，缷载时进行检查，若应

变差值基本相等，则可用于计算应力，否则检查原因进行复测(实验仪器中应变的单位是

610)。

3、实测应力计算时，采用1000FN时平均应变增量im计算应力，即

iimE,同一高度的两个取平均。实测应力，理论应力精确到小数点后两位。

4、理论值计算中,公式中的31I=12bh，计算相对误差时 -100%e理测理，在梁的中性层内，因理=0，故只需计算绝对误差。

四、数据处理 1、实验参数记录与计算：

实验报告

b=20mm, h=40mm, l=600mm, a=200mm, c=30mm,

E=206GPa, P=1000N, maxP5000N, k=2.19

3-641I==0.1061012bhm

2、填写弯曲正应力实验报告表格 (1)纯弯曲的中部实验数据记录 测点 1 2 3 4 5 应变 j1

j1 j2

j2

'2j

'2j

弯曲正应力实验指导 2

弯曲正应力实验指导 2

弯曲正应力实验

一、实验目的

1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；

2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

3、初步掌握电测方法。

二、实验仪器和设备

1、多功能组合实验装置一台；

2、TS3860型静态数字应变仪一台；

3、纯弯曲实验梁一根。

4、温度补偿块一块。

三、实验原理和方法

弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.29。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：

xMyI （3.14）

式中：M为弯矩；xI为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。

实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。当增加压力P时，梁的四个受力点处分别增加作用力/2P，如图3-16所示。

为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布置了5片应变片（见图3-16）（其中：b=10.8 mm; h=40 mm; C=121 mm），各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。此外，在梁的上表面沿横向粘贴了第6片应变片。

如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式E，可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。

σ实 =Eε实 （3.15） 式中E是梁所用材料的弹性模量。

图3-16

为确定梁在载荷ΔP的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量的载荷ΔP测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值Δε实来依次求出各点应力。