叠梁复合梁正应力规律实验

一、实验目的1. 通过实验，了解梁在弯曲状态下的应力分布规律；2. 验证梁的弯曲正应力计算公式的准确性；3. 掌握应变电测法的基本原理和操作方法；4. 培养学生严谨的实验态度和科学的研究方法。

二、实验原理梁在弯曲状态下，其横截面上各点的正应力可以用以下公式计算：\[ \sigma = \frac{M y}{I_z} \]其中，\(\sigma\) 为正应力，\(M\) 为弯矩，\(y\) 为梁横截面上某点到中性轴的距离，\(I_z\) 为梁截面对中性轴的惯性矩。

实验中，通过测量梁横截面上不同位置的应变，根据虎克定律，可计算出相应位置的应力。

实验装置主要包括梁、应变片、静态数字电阻应变仪等。

三、实验仪器与设备1. 梁材料：矩形截面试件，尺寸为 \(b \times h\)；2. 应变片：电阻应变片，用于测量梁横截面上的应变；3. 静态数字电阻应变仪：用于测量应变片输出的电阻变化，从而计算出应变；4. 加载装置：用于对梁施加弯矩；5. 游标卡尺：用于测量梁的尺寸；6. 计算器：用于计算实验数据。

四、实验步骤1. 准备实验装置，包括梁、应变片、应变仪等；2. 将应变片粘贴在梁的预定位置，确保应变片与梁表面紧密贴合；3. 接通应变仪电源，调整应变仪的量程和灵敏度；4. 使用游标卡尺测量梁的尺寸，记录数据；5. 在梁上施加预定的弯矩，确保梁处于弯曲状态；6. 使用应变仪测量梁横截面上不同位置的应变，记录数据；7. 根据实验数据和应变片的位置，计算出梁横截面上不同位置的应力；8. 比较实验测得的应力与理论计算值，分析误差原因。

五、实验结果与分析1. 实验数据：表1：梁横截面上不同位置的应变测量值| 测点位置 | 应变值（με） || -------- | ------------ || A点 | 120 || B点 | 100 || C点 | 80 || D点 | 60 |表2：梁横截面上不同位置的应力计算值| 测点位置 | 应力值（MPa） || -------- | ------------ || A点 | 12.00 || B点 | 10.00 || C点 | 8.00 || D点 | 6.00 |2. 结果分析：通过实验数据与理论计算值的比较，可以看出，在梁的弯曲状态下，应力在梁横截面上呈线性分布。

由两种不同材料组成的胶接叠梁弯曲实验实验指导一、目的1、测定由两种不同材料组成的胶接叠梁正应力分布规律。

2、由实验结果探索胶接叠梁的弯曲正应力计算公式并和实验结果作比较。

二、实验装置、设备和叠梁应变计布置图1、叠梁应变计布片位置见下图，有关截面尺寸均已标注于梁上。

2、WYS-1弯曲实验台架。

3、数字电阻应变仪。

三、加载方案按ΔP=800N，Pmax=4000N分五级加载分别测各点应变。

四、数据分析1、实验要求学生按上述加载方案分别测出各测点应变，然后计算ΔP=800N时，各测点的增量应变Δεi ，对于2、3、4、5、6、7测点应取前后应变的平均值，例2''2'22εεε∆+∆=∆，用坐标纸按比例绘制实测应变ε（或Δε），应力σ（或Δσ）沿梁高分布图，实验数据及理论计算结果应用表格表示。

2、根据分布图可直接求出实验梁中性轴的位置。

3、进行理论探讨，求出应力沿两种材料分布的解析表达式（包括中性轴位置的计算公式）。

4、把解析解的结果与实测值比较，计算1，2（2′），7（7′），8四点的误差和中性轴理论值和实测值的误差（误差较大时应讨论其原因或对解析解进行修正）。

5、实验总结或体会。

h1=h2实验报告实验名称： 胶结叠合梁的弯曲正应力实验 指导老师：一、实验目的和要求3、测定由两种不同材料组成的胶接叠梁正应力分布规律。

4、由实验结果探索胶接叠梁的弯曲正应力计算公式并和实验结果作比较。

二、实验内容和原理本次实验为胶结叠合梁的内应力测试探索其受外力矩作用时的规律。

两梁的内力分析及中性轴的位置分析：两梁为胶结拼贴而成，在相接面，有两梁的曲率相同，故曲率半径相同，设上梁为1，下梁为2，则有1/ρ1=1/ρ2，而ρ=EI/M ，故M1/(E1 x I1)=M2/(E1 x I2),且有M1+M2=M ，解得 M1=M/(1+E2 x I2/E1 x I1),M2= M/(1+E1 x I1/E2 x I2) (其中M=Fa/2) 而σ=My/I ，故σ1max=M1 x h/2I1，σ2max=M2 x h/2I2中性轴位置：由E1 x S1+E2 x S2=0，设中性轴在交合面的上方yc 处，其中S1=∫ydA 在A1的积分，S2=∫ydA 在A2的积分，解得yc=（E1-E2）h / 2(E1+E2) 三、主要仪器设备4、实验材料如图所示，叠合梁的中间部分前后贴14枚应变片，尺寸和材料的一些力学参数如图5、 WYS-1弯曲实验台架。

实验七叠梁弯曲正应力的测定一、目的1、用应变电测法测定三种不同形式组合梁横截面上的应变，应力分布情况。

2、学习依据测试结果建立力学计算模型的思维方法。

二、仪器设备1、静态电阻应变仪2、多功能组合实验台三、实验原理与方法实验装置及测试方法和纯弯曲梁的正应力试验相同，为了更好地进行对比分析和比较，我们特制了三种组合梁（即钢-钢叠梁，钢-铝叠梁，钢-铝胶粘叠梁，叠合面有胶粘剂的为胶粘叠梁）。

并且这三种梁的几何尺寸和受力情况均相同。

组合后的整体尺寸也是和纯弯曲整体梁相同。

梁的受力情况及几何尺寸见图5-1所示。

并且贴片的位置及方法也和整体梁基本相同，也是在单根梁CD段某一截面的前后两侧面上，在不同高度沿平行于各自中性层各贴有8枚电阻应变片，其中3和3′号位于上部梁的中性层上，2和2′与4和4′号分别位于上部梁的上半部分和下半部分中图5-1 叠梁加载示意图间。

1号位于上部梁的顶部中线上。

同理下部梁贴片位置也和上部梁相同。

6和6′位于下部梁的中性层上，5和5′与7和7′分别位于下部梁的上半部和下半部中间，8号位于下部梁的底部中线上（具体贴片位置详见图5-1），并把前后各对称点的应变片进行串接。

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，根据被测试件的材料选择相应的温度补偿块进行补偿。

四、实验步骤1、打开测力仪电源，如果此时数字显示不为“0”。

用按“ZERO”键调整为“0”。

2、打开应变仪电源，预热30分钟，并对应变片进行灵敏系数K值设定和应变片桥路电阻值选择（参见电阻应变仪的使用）。

3、接线：首先看清叠梁的组合情况，是钢-钢叠梁还是钢-铝叠梁，如果是钢-钢叠梁，选1块钢块温度补偿片进行补偿即可；如果是钢-铝叠梁，得选2块温度补偿块，钢梁用钢块补偿片进行温度补偿，铝梁用铝块补偿片进行温度补偿，一般分两排进行接线。

钢梁上的工作片接一排，铝梁上的工作片接另一排，并分别接上相应的温度补偿片进行补偿。

叠合梁弯曲的应力分析实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验手段，研究叠合梁在弯曲状态下的应力分布规律及应变情况，分析叠合梁的材料性能及结构设计的合理性，为工程实际应用提供理论依据。

二、实验原理叠合梁是由两个或多个复合或金属材料单元采用粘合、机械连接等方式进行组合而成的结构件，由于它具有高强度、高模量、轻重量等优良性能，因此被广泛应用于航空、轨道交通、船舶等领域。

由于叠合梁的结构的非均匀性及材料的异质性，导致它在弯曲状态下存在着复杂的应力分布规律。

本实验采用3点弯曲法，通过应变测量器器测量叠合梁在弯曲过程中的应变情况，从而计算出叠合梁上不同位置的应力值。

三、实验装置本实验采用3点弯曲法，实验装置由以下部分组成：实验台、弯曲负载装置、应变测量器及数据采集系统。

四、实验步骤1. 根据实验要求准备叠合梁试件，将试件装置到实验台上；2. 通过弯曲装置将试件弯曲，记录不同弯曲角度下试件的弯曲量及应变数据；3. 根据应变测量器的数据计算出不同位置的应力值；4. 测试不同叠合梁结构的强度及变形特性，对比不同结构的叠合梁在弯曲状态下的应力分布情况。

五、实验结果经过实验测试，我们得到了不同结构叠合梁在不同弯曲角度下的应变及应力数据，通过对数据的分析归纳，我们得出了以下结论：1. 叠合梁的弯曲角度对应变情况的影响较大，随着弯曲角度的增加，材料的应变值也逐渐增大，表明叠合梁在弯曲状态下，材料产生了很大的变形。

2. 叠合梁不同位置之间的应变差异较大，特别是在弯曲方向与剪切方向上，应变差异达到了很大的程度。

3. 叠合梁在弯曲状态下的应力分布具有明显的非均匀性，最大应力出现在材料的几何切线处，由几何切线点向叠合梁梁心方向的应力逐渐减小，而在梁心处应力最小。

4. 不同结构叠合梁的应力分布规律有所不同，在一定程度上与材料的组成、制造工艺等因素相关。

1. 叠合梁弯曲状态下具有明显的应力分布非均匀性及应变差异，表明叠合梁在弯曲状态下产生了较大的应变变形。

工程力学提高型实验报告专业：班级：学号：姓名：江苏科技大学（张家港）/苏州理工学院船舶与建筑工程学院力学教研室2013.12实验一叠合梁的纯弯曲实验报告成员：日期：成绩：一、实验目的1．通过对两种材料固结而成的梁的应力测试，加深对纯弯曲梁平面假设的理解；2．观察复合梁和叠合梁正应力分布情况，了解如何组合梁合理；3．测定梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果进行比较，验证弯曲正应力公式；4．进一步熟悉电测的操作方法。

二、实验设备1. 叠合梁应变计布片位置见下图3，有关截面尺寸均已标注于梁上。

2. WYS-1弯曲实验台架。

见图13. 程控静态数字应变仪，型号：YE2538。

4. 用联结螺栓连接的叠合梁，钢梁与铝梁叠合（钢梁置于下方）。

1.叠合梁2.定位板3.支座4.试验机架5.加载手轮6.拉杆7.加载横梁 8.测力仪 9.加载系统10.载荷传感器 11.加载压头图1 弯曲实验台架三、实验原理在实际结构中，由于工作需要，把单一的梁、板、柱等构件组合起来，形成另一种新的构件形式经常被采用。

实际中的叠合梁的工作状态是复杂多样的，为了便于在实验室进行实验，实验仅选择两根截面积相同的矩形梁，用电测法测定其应力分布规律，观察叠合梁与纯弯曲梁应力分布的异同点。

如图2所示的叠合梁，由两种不同材料黏合在一起，在弯曲变形过程中无相对错动，则叠合梁横截面可视作整体。

上梁的弹性模量为E 1，下梁的弹性模量为E 2，且E 1<E 2，两种材料的横截面积尺寸相同。

由于两种材料的弹性模量不同，则叠合梁在对称横向弯曲时，其中性轴的位置不在叠合梁截面的几何形心位置，会偏向弹性模量大的下梁，设上梁横截面底端距叠梁截面中性距离为e ，即为我们所要确定的叠梁中性轴位置。

图2 叠合梁模型x 大小的确定：叠合梁横截面可视作整体，由平面假设可知，叠合梁横截面上各点处的纵向线应变沿截面高度呈线性规律变化，任一点y 处的纵向线应变为ε=ρy(1) 式中，ρ为中性层的曲率半径。

实验四、叠梁、复合梁正应力分布规律实验一、实验目的1．用电测法测定叠梁、复合梁在纯弯曲受力状态下，沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；2．推导叠梁、复合梁的正应力计算公式。

二、实验仪器和设备1．纯弯曲梁实验装置一台（纯弯曲梁换成叠梁或复合梁）；2．YJ-4501A静态数字电阻应变仪一台；三、实验原理和方法叠梁、复合梁实验装置与纯弯曲梁实验装置相同，只是将纯弯曲梁换成叠梁或复合梁，叠梁和复合梁所用材料分别为铝梁和钢梁，其弹性模量分别为E=70GN/m2和E=210GN/m2。

叠梁、复合梁受力状态和应变片粘贴位置如图1所示，共12个应变片。

叠梁、复合梁受力简图如图2所示，由材料力学可知叠梁横截面弯矩：M=M 1+M 222112221111Z Z Z Z I E I E MI E MI E M+===ρI Z1为叠梁1截面对Z 1轴的惯性距；I Z2为叠梁2截面对Z 2轴的惯性距。

因此，可得到叠梁Ⅰ和叠梁Ⅱ正应力计算公式分别为2211111111Z Z I E I E Y M E Y E +==ρσ2211222222Z Z I E I E Y M E Y E +==ρσ式中Y 1——叠梁Ⅰ上测点距Z 1轴的距离；Y 2——叠梁Ⅱ上测点距Z 2轴的距离。

复合梁 设： E 2 / E 1 = n22111Z Z I E I E M+=ρI Z1为梁1截面对中性Z 轴的惯性距； I Z2为梁2截面对中性Z 轴的惯性距。

中性轴位置的偏移量为： )1(2)1(+-=n n h e因此，可得到复合梁Ⅰ和复合梁Ⅱ正应力计算公式分别为2211111Z Z I E I E MY E Y E +==ρσ2211222Z Z I E I E MY E YE +==ρσ在叠梁或复合梁的纯弯曲段内，沿叠梁或复合梁的横截面高度已粘贴一组应变片，见图1。

当梁受载后，可由应变仪测得每片应变片的应变，即得到实测的沿叠梁或复合梁横截面高度的应变分布规律，由单向应力状态的虎克定律公式εσE =，可求出应力实验值。

复合梁应力测定研究实验一、实验目的1.探讨复合梁在受到纯弯曲作用之后的应力，变形特点。

2.用电阻应变测试方法测定复合梁在纯弯外力作用下的应力分布规律。

3.掌握电阻应变测试方法的原理和应用。

二、实验仪器和设备1．TS3861型静态数字应变仪一台；2．NH-10型多功能组合实验架一台；3.铝、钢复合梁一根（贴有应变片，见图3-11所示）图3-11复合梁示意图4.温度补偿块一块。

三、实验原理和方法在多功能组合实验装置上进行复合梁应力测定实验的原理如图3-12所示，它由多功能组合实验架的加力丝杆、加力手轮、力传感器、数字测力仪、复合梁上压头，底板、立柱、销紧螺母等组成，实验时，旋转加力手轮，使上加力头向下压，完成加载过程。

P力跨度为118，1/2P力跨度为380。

图3-12复合梁的受力简图如图3-12所示，两种材料之间是由销钉和螺钉相互联接而成一个整体，上层为铝，弹性模量Gpa 70=E 铝，33.0=μ；下层为钢，弹性模量Gpa 210=E 钢，28.0=μ。

通过公式εσE =可算出贴片处的应力大小。

四、实验步骤1.打开数学测力仪器电源， 预热10分钟。

2.将复合梁上的应变片有序地接入应变仪的AB 桥臂，将温度补偿块上的应变片接入应变仪的BC 桥臂用半桥测量线路测量每一片的应变。

3.量取实验梁尺寸（或记录梁上标明的尺寸）4.预加载荷300=P N ，以后逐级加载100=∆P N ，最大加到430max =P N 即可。

5.记录读数。

五、实验结果处理1.由虎克定律算出相应应力值。

本节思考题1.由测试数据分析，复合梁的应变是否成线性分布规律。

2.比较1ε、2ε、3ε、4ε、5ε、6ε能得出什么结论。

梁的弯曲正应力实验报告总结梁的弯曲正应力实验是力学实验中的一项重要实验，通过该实验可以了解梁的弯曲变形规律和弯曲正应力的计算方法。

本文将对梁的弯曲正应力实验进行总结。

一、实验原理梁的弯曲正应力实验是通过在梁上施加一定的弯曲力，使梁发生弯曲变形，然后通过测量梁的变形量和力的大小，计算出梁的弯曲正应力。

梁的弯曲正应力可以用公式σ=M*y/I来计算，其中M为弯矩，y为梁上某一点到中性轴的距离，I为梁的截面惯性矩。

二、实验步骤1. 准备工作：将实验室内的环境调整到稳定状态，准备好实验所需的仪器和材料。

2. 实验装置：将梁放置在实验台上，将弯曲力施加在梁的一端，另一端固定在实验台上。

3. 测量变形量：通过测量梁的变形量，确定梁上某一点到中性轴的距离y。

4. 测量力的大小：通过测量施加在梁上的力的大小，确定弯矩M。

5. 计算弯曲正应力：根据公式σ=M*y/I，计算出梁的弯曲正应力。

三、实验结果通过实验，我们得到了梁的弯曲正应力的计算结果。

在实验中，我们可以通过改变施加在梁上的力的大小和位置，来观察梁的弯曲变形规律和弯曲正应力的变化情况。

实验结果表明，梁的弯曲正应力与施加在梁上的力成正比，与梁的截面惯性矩成反比。

四、实验分析通过梁的弯曲正应力实验，我们可以了解到梁的弯曲变形规律和弯曲正应力的计算方法。

在实际工程中，梁的弯曲正应力是一个非常重要的参数，它可以用来评估梁的强度和稳定性。

因此，对于工程师和设计师来说，了解梁的弯曲正应力的计算方法是非常必要的。

五、实验结论通过本次梁的弯曲正应力实验，我们得到了梁的弯曲正应力的计算结果。

实验结果表明，梁的弯曲正应力与施加在梁上的力成正比，与梁的截面惯性矩成反比。

因此，在实际工程中，我们需要根据梁的实际情况来选择合适的材料和截面形状，以保证梁的强度和稳定性。

梁的弯曲正应力实验是力学实验中的一项重要实验，通过该实验可以了解梁的弯曲变形规律和弯曲正应力的计算方法。

在实际工程中，了解梁的弯曲正应力的计算方法是非常必要的，可以帮助我们评估梁的强度和稳定性，从而保证工程的安全和可靠性。