纯弯曲梁正应力实验
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《纯弯曲梁的正应力实验》实验报告一、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计算公式二、实验仪器设备和工具3.XL3416 纯弯曲试验装置4.力&应变综合参数测试仪5.游标卡尺、钢板尺3、实验原理及方法在纯弯曲条件下,梁横截面上任一点的正应力,计算公式为σ= My / I z式中M为弯矩,I z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。
为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。
实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。
加载采用增量法,即每增加等量的载荷△P,测出各点的应变增量△ε,然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i,依次求出各点的应变增量σ实i=E△ε实i将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。
四、实验步骤1.设计好本实验所需的各类数据表格。
2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变片到中性层的距离y i。
见附表13.拟订加载方案。
先选取适当的初载荷P0(一般取P0 =10%P max左右),估算P max(该实验载荷范围P max≤4000N),分4~6级加载。
4.根据加载方案,调整好实验加载装置。
5. 按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
6.加载。
均匀缓慢加载至初载荷P 0,记下各点应变的初始读数;然后分级等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值εi ,直到最终载荷。
实验至少重复两次。
见附表27.作完实验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。
附表1 (试件相关数据)附表2 (实验数据)P 50010001500200025003000载荷N △P 500500500500500εP -33-66-99-133-166△εP -33-33-34-334平均值-33.25εP -16-33-50-67-83△εP -17-17-17-162平均值16.75εP 00000△εP 00001平均值0εP 1532476379△εP 171516163平均值16εP 326597130163△εP 33323333 各 测点电阻应变仪读数µε5平均值32.75五、实验结果处理1.实验值计算根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值△εi ,代入胡克定律计算应变片至中性层距离(mm )梁的尺寸和有关参数Y 1-20宽 度 b = 20 mm Y 2-10高 度 h = 40 mm Y 30跨 度 L = 620mm (新700 mm )Y 410载荷距离 a = 150 mm Y 520弹性模量 E = 210 GPa ( 新206 GPa )泊 松 比 μ= 0.26惯性矩I z =bh 3/12=1.067×10-7m 4 =106667mm 4。
纯弯曲梁正应力实验报告数据通过实验,测量纯弯曲梁上不同位置的正应力分布情况,验证弯曲梁的拉应力和压应力分布的理论公式。
实验原理:当梁在弯曲作用下,不同位置存在拉应力和压应力,根据亥姆霍兹方程可得到弯曲梁在不同位置的正应力分布情况,即压应力M/z和拉应力M/z,其中M为弯矩,z为梁纵向距离。
实验中通常采用张力应变计和屈服应变计来测量梁上不同位置的正应力。
实验设备和材料:1. 弯曲梁样品:选取一根长度较长、宽度和厚度相对较小的金属样品;2. 悬挂装置:用于悬挂样品并施加弯矩;3. 应变计:用于测量样品上不同位置的应变。
实验步骤:1. 将弯曲梁样品固定在悬挂装置上,并调整悬挂装置,使得梁样品呈现凸起形状;2. 使用应变计测量梁上不同位置的应变,记录下对应的位置和应变数值;3. 变动悬挂装置的位置,重复步骤2,记录更多位置的应变数值;4. 将测得的应变数值转化为正应力数值,并绘制应力-位置曲线。
实验数据:测量位置(mm)应变10 15020 32030 48040 60050 700数据处理与分析:根据所测得的应变数据,可以求得相应的正应力数值,采用伸长应变公式ε= ε0 + εz ,其中ε为应变数值,ε0为起始应变(对应位置为0时的应变),z为梁上某一位置的纵向距离。
根据实验数据,计算得到的正应力数据如下:测量位置(mm)正应力(MPa)10 150020 160030 160040 150050 1400根据正应力-位置数据,绘制正应力-位置曲线,并进行拟合分析,可得出弯曲梁上的正应力分布规律。
实验结果与讨论:通过实验测量,我们得到了纯弯曲梁上不同位置的正应力分布情况。
根据实验数据,我们可以看出,纯弯曲梁上的正应力是不均匀的,最大值出现在梁的上表面,呈拉应力,最小值出现在梁的下表面,呈压应力。
这符合我们的理论预期。
在实验过程中,可能存在一些误差。
一方面,样品的准备和测量过程中可能存在一些不均匀性,导致测得的应变和正应力数值存在一定的误差。
纯弯曲正应力分布实验报告篇一:弯曲正应力实验报告一、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,掌握1/4桥,1/2桥,全桥的接线方法,并且对试验结果及误差进行比较。
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=。
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:??My Ix式中:M为弯矩;Ix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?P/2,如下图所示。
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3片应变片,各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。
此外,在梁的上表面和下表面也粘贴了应变片。
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式中E是梁所用材料的弹性模量。
实图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 把Δσ实与理论公式算出的应力??式中的M应按下式计算:实来依次求出各点应力。
??比较,从而验证公式的正确性,上述理论公????四、实验步骤1?Pa (3.16) 21、检查矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a,及各应变片到中性层的距离yi。
纯弯曲梁正应力实验报告数据纯弯曲梁正应力实验报告数据引言:纯弯曲梁正应力实验是结构力学实验中的一项重要内容,通过对材料的弯曲变形进行测试,可以得到材料在不同载荷下的正应力分布情况。
本文将介绍一项纯弯曲梁正应力实验的数据结果,并对实验结果进行分析和讨论。
实验装置与方法:本次实验使用了一台万能材料试验机,悬臂梁的试件采用了标准的矩形截面,材料为钢。
实验过程中,通过加载试件的两端,使其产生弯曲变形,并通过应变计和测力计等传感器测量试件在不同载荷下的应变和力的变化。
实验结果:在不同的载荷下,测得悬臂梁试件的应变和力的变化数据如下:载荷(N)应变(με)力(N)100 500 10200 1000 20300 1500 30400 2000 40500 2500 50数据分析与讨论:通过对实验结果的分析,可以得到以下几个方面的结论:1. 应变与载荷的关系:从实验数据可以看出,应变随着载荷的增加而线性增加。
这是由于在纯弯曲梁实验中,试件的上表面受到拉应力,下表面受到压应力,而应变计测量的是试件的表面应变,因此随着载荷的增加,试件的弯曲变形增大,表面应变也相应增加。
2. 力与载荷的关系:实验数据表明,力与载荷之间呈线性关系,即力随着载荷的增加而增加。
这是因为在纯弯曲梁实验中,试件受到的弯曲力矩与载荷成正比,而力是力矩除以试件的截面积,因此力与载荷之间呈线性关系。
3. 正应力分布:根据弯曲梁的受力分析理论,试件上表面受到拉应力,下表面受到压应力。
通过实验数据可以得到,试件上表面的正应力随着载荷的增加而增大,而下表面的正应力随着载荷的增加而减小。
这与弯曲梁的受力分布规律一致。
结论:通过纯弯曲梁正应力实验的数据分析与讨论,可以得出以下结论:1. 在纯弯曲梁实验中,应变与载荷呈线性关系,力与载荷呈线性关系;2. 试件上表面的正应力随着载荷的增加而增大,下表面的正应力随着载荷的增加而减小。
这些结论对于理解材料在弯曲变形下的应力分布规律具有重要意义,对于结构设计和工程实践具有指导作用。