实验九：叠合梁正应力测试
叠梁纯弯曲正应力的理论与实验分析
Ｓ ｒ ｓ ｆＳｔ ｃ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｓ ０ ａ ｋ ｄ Ｂｅ ｍ
Ｔ Ｎ ａ —ｕ ，Ｚ Ｕ Ｆ ｎ —ａ，Ｌ ｉ ｉｇ Ｕ Ｊ ｇｊ ｇ Ａ Ｇ Ｆ ｎｈ ａ Ｈ ａｇｃｉ Ｉ — ｎ ，Ｌ ｉ －ｎ Ｘ ｐ ｎ ｉ
（ ｏｌ ｅｏ ｉｉＥ ｇｎｅｉｇ ｕ ａ ｎｖｒｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｚ ｕｈ ｕ １ ０ ８ ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆＣｖｌ ｎｉｅｒ ，Ｈ ｎｎＵ ｉ ｓｙ ｆ ｃｎｌ ｙ ｈ ｚｏ ４ ２０ ，Ｃ ｉａ ｅ ｎ ｅ ｉ Ｔ ｏ
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Ｋｅ ｒ ｓ：ｓａ ｋ ｄ ｂ ａ ； ｐ ｒ ｅ ￣ｎ ； ｎ ｒ ｌｓｒ ｓ ； ｎ ｕｒ ｘｓ ｙ ｗｏ ｄ ｔｃ ｅ ｍ ｅ ｕｅ ｂ ｎ ｇ ｏｍａ ｔｅ ｓ ｅ ｔａ ａ ｉ ｌ
１ 引 言
在材料力学的实验教学中 ，为验证梁在对称弯
曲时 ，横 截 面上 各点 处 的纵 向线 应 力 理 论 公 式 的 建 立 卜
２ １ 截 面 中性 轴 位 置的确 定 ． 如 图 ｌ所 示 ，一 叠 梁 由两 种 不 同材料 粘 合在 一 起 ，在 弯 曲变 形过 程 中无 相 对错 动 ，则叠 梁 横截 面 可 视作 整 体 。 上 梁 的弹 性 模 量 为 ，下 梁 的 弹 性 模量 为 Ｅ ，且 Ｅ ＜Ｅ ，两 种 材 料 的横 截 面 尺 寸 相 ： 。 ：
胶结叠合梁的弯曲正应力实验指导 报告 (参考)
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。
叠合梁弯曲的应力分析实验报告
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。
正应力测定实验报告
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。
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读数差平均值 Байду номын сангаасε
实 验 值 ( Mpa )
Δ 实 = ΔE × Δε ×10−6
2
2)在白纸上按比例画出三组梁的应变、应力测试值沿截面高度的分布情况。 3)计算各点的实测值和理论值的相对误差。
六、理论值计算提示
（1）叠梁 假设材料弹性模量分别为E1，E2的两梁在接触面无摩擦力地紧密叠合，且在各自内力作用下绕自己的 中性轴（轴惯性矩分别为I1和I2）弯曲，弯曲后接触面仍保持处处在接触。图 4-5 是叠梁中截面的一段梁， 截面上两梁的内力素分别是剪力Q1，Q2和弯矩M1，M2。平衡方程式为
七、思考题
1、上述三种梁的应力沿截面高度是怎样分布，其内力大小与性质有什么共同点和不同点。 2、比较四种梁（整体梁为第四种）的承载能力。
注意事项：
1、切．勿．超．载．，所．加．荷．载．最．大．不．能．超．过．1700N，否．则．将．损．坏．胶．粘．叠．梁．的．粘．接．层．。 2、测．试．过．程．中．，不．要．震．动．仪．器．、设．备．和．导．线．，否．则．将．影．响．测．试．结．果．，造．成．较．大．的．误．差．。 3、注．意．爱．护．好．贴．在．试．件．上．的．电．阻．应．变．片．和．导．线．，不．要．用．手．指．或．其．它．工．具．破．坏．电．阻．应．变．片．的．防．潮．层．， 造．成．应．变．片．损．坏．。
组合梁弯曲正应力实验
一、目的
1、用应变电测法测定三种不同形式的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和纯弯曲整体梁相同。梁的受力情况及几何尺寸见图 4-4 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 4-4），并把前后各对称点的应变片进行串接。
复合聚合物层合梁弯曲正应力的测试与计算
复合聚合物层合梁弯曲正应力的测试与计算【摘要】在此次创新中运用了电测技术对不同配比的环氧树脂与有机玻璃复合层合梁的弯曲正应力进行了测试，并且基于层合梁弯曲的理论，计算了均布载荷作用下简支层合梁的弯曲正应力。
【关键词】弹性层合梁；电测技术；弯曲正应力；中性轴1.选题背景复合材料将两种或多种性质不同的材料组合成一种具有多种性能的材料，新组成的材料的性能优于任何一种基体材料。
聚合物复合材料是由诸多聚合树脂制成的多相位材料，它们可产生一种比任何一种独立物质性能都要强的疏松物质，减少成本、减少体积密度或增加美观性；增强聚合物的性能，改善诸如硬度及强度等的机械性能；承载负荷，保护纤维。
多年来，聚合物复合材料在生产生活中得到广泛应用，建筑业成为聚合物复合材料的第二大消费产业，在全球市场消费份额中的比例为35%。
在土木结构翻修、式样翻新，作为钢筋混凝土以及较少范围的新型土木结构的替代物方面，聚合物复合材料为其自身树立了实际可行及具有竞争力的形象。
聚合物复合结构在战略导弹、战术导弹、运载火箭及航天飞行器的太阳电池阵结构、有效载荷结构、本体结构、桁架结构、热控制系统和压力容器的应用十分广泛且对国家军事水平的发展都有深远意义。
2.方案论证有关层合梁应力分析的一般理论已有一些研究成果，而弹性层合梁弯曲的Timoshenko理论则为工程计算提供简易可行的理论依据。
在材料力学课程中有经典的单层弹性梁的纯弯曲实验，是以验证理论结果为主的。
本研究在传统单层弹性梁的纯弯曲实验的基础上，设计和实施了层合梁的弯曲实验。
运用电测技术对多层复合物聚合材料层合梁的弯曲正应力进行了测试，并且运用弹性层合梁弯曲的Timoshenko理论，计算了四点弯曲简支层合梁的弯曲正应力分布。
3.研究方法制作多层复合梁试件试件采用浇铸的方法做出。
试件分组如下表。
（EP固化剂与环氧树脂配比1：1为现在市场上最流通的配比。
）组别EP固化剂与环氧树脂配比温度固化时间A 1：2 15℃24hB 1：1 15℃24hC 2：1 15℃24h在双层聚合物复合材料梁的上表面放置了硬质钢块。
叠梁、复合梁应力分析与实验
技术创新27的作用力分别增加-，錚、复合梁的受力简图分别如图3（a）、（b）所2正应力理论计算公式2.1叠梁由材料力学可知：M=2（1）叠梁、复合梁应力分析与实验◊安徽理工大学董继蕾刘丹丹本文分析了铝一钢叠梁与铝一钢复合梁在纯弯曲状态下的应力分布规律，导出了理论计算公式，并通过实验对其正确性进行了验证。
结果表明，计算值与实验值的相对误差很小，简化计算方法可用于工程实践。
I__MP EJzi E?I Z2EJzi+E?I Z2（2）其中：M=P-c/2为叠梁I、II纯弯曲段所受的弯矩；爲1、厶2分别为叠梁*【I截面对Z1轴和Z2轴的惯性距。
故薛I、DIE应力计算公式分别为:EJz\+尽厶2已知单根纯弯曲状态时，其横截面上的正应力沿横截面呈线性分布。
但实际工程应用的梁通常是由WW 或两种以上的相同材料或不同材料组合而成的。
如果这些组合的梁之间是自然叠放的，这种组合梁称之为叠梁，例如由多层弯曲钢板叠放在一起组成的汽车板簧、工厂的桥式吊车等。
如果这些组合梁之间是利用胶水胶合或利用连接螺栓固定的，这种梁称为复合梁，例如钢筋混凝壊与钢轨组合的吊车轨道梁等。
在工程应用中，因为叠梁和复合梁应用广泛，所以对叠梁和复合梁弯曲正应力的研究有很重要的意义。
1实验装置实验装置如图1所示，实验装置各部位名称如表1所示。
图1弯曲梁实验装置叠梁和复合梁由铝梁和钢梁组成。
已知铝梁的弹性模量为E\=7QGPa,钢梁的弹性模量为E2=2WGPa。
现在铝梁和钢梁上分别粘贴6片应变片，应变片的粘贴位置和叠梁、复合梁受力状态如图2所示。
部位名称—弯曲梁（叠梁、复合梁）2定位板3支座4试验机架5加载系统6两端带万向接头地加载杆7加载夹头（包括钢珠）8加载横梁9载荷传感器10测力仪表1实验装置各部唸名称图2叠梁、复合梁受:力状态及应变片粘贴住畫图实验时，当通过旋转实验装置的旋转手的加力AP时，由两根加载ft®力作用在弯曲梁上，这时弯曲梁上A、B两处其中X为叠梁I上测点距Z1轴的距离；E为叠梁II上测点距Z2轴的距离。
梁的弯曲正应力实验
夹层梁上、下层是45号钢板，厚度相同，中层是铝合金板，三层用螺栓联结，锥销定位。在梁指定截面的上、下表面各粘贴两枚应变片，一个侧面上等间距地粘贴五枚应变片。
由于夹层梁和叠梁测点分布在钢和铝合金两种材料上因此温度补偿片应有两片它们分别粘贴在钢和铝合金当梁在载荷作用下发生弯曲变形时工作片的电阻值将随着梁的变形而发生变化通过电阻应变仪可以分别测量出各对应点的实际应变值为梁材料的弹性模量
梁的弯曲正应力实验
梁弯曲变形时，其横截面上会产生弯曲正应力和弯曲切应力，测定梁横截面上弯曲正应力分布规律，了解约束对梁弯曲正应力的影响，对弯曲理论有进一步的了解。
对于叠梁，因上、下梁自由叠放，不难知道，各梁绕自身中性轴弯曲，因此计算公式同上。但应注意，此时M为作用在各梁横截面上的弯矩，Iz为各梁横截面对自身中性轴的惯性矩，y为测点至自身中性轴的距离。
四、实验数据处理
1.据应变读数 ，计算各点每级加载后的应变读数增量 ，进而求出各点每级应变读数增量的平均值 。
2.根据所测各点应变增量平均值 ，计算相应的实验应力增量值 ；再计算各点理论应力增量值。然后将实验应力增量值和理论应力增量值进行比较，计算它们间的相对误差。实验数据记录和处理参考表4.1。
五、实验报告
实验报告应包括：实验目的，实验原理简述，实验装置简图，仪器设备的名称、型号，数据记录和处理，误差分析等。对于组合梁同时应包括理论计算公式的推导过程（只须一种解法）。
叠梁上、下梁可以是同一材料，亦可以是不同材料，可任意组合。图示是由45号钢和LY12CZ铝合金叠合而成的组合梁，截面为正方形。加载方式分别为三点弯曲加载（图4.1c）。在梁的指定截面位置粘贴有十枚应变片，其中：上梁顶面和下梁底面分别布置二枚应变片，上、下梁侧面均等间距地粘贴三枚应变片。
复合梁正应力分布规律实验.docx
叠梁、复合梁正应力分布规彳韋实验一、实验目的1.用电测法测定叠梁、复合梁在纯弯曲受力状态卜，沿其横截而高度的正应变（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（纯弯曲梁换成栓梁或复介梁）；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介梁，叠梁和复合梁所用材料分别为铝梁和钢梁，其弹性模啟分别为E=70GN/m2和E=210GN/m：o叠梁、复合梁受力状态和应变片粘贴位宣如图1所示，共12个应变片。
叠梁、复介梁受力简图如图2所示，由材料力学可知娶梁受力简图AP复合梁受力简图叠梁战截ilii 弯矩:M =M I +M 2 MP EJzl ^2^22 EJzl 十 EJ Z 2Iz 】为査梁1截而对Zi 轴的惯性距： Iz2为叠梁2截而对Z?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式屮Y1—一叠梁【上测点距乙轴的距离：丫2~叠梁II 上测点距Z?轴的距离。
复合梁 设：E2/Ei = n 1 _ MP EJzi + E 》I Z 2I ZI 为梁1截面对中性Z 轴的惯性距; IZ2为梁2截面对中性Z 轴的惯性距。
中性轴位置的偏移杲为：e = 処二92(〃 +1)因此，可得到复合梁I 和复合梁【I 正应力计算公式分别为在叠梁或复介梁的纯弯曲段内，沿栓梁或复介梁的横截面高度已粘贴一组应变片，见 图10当梁受载后，可宙应变仪测得每片应变片的应变，即得到实测的沿叠梁或复介 梁横筱而高度的应变分布规律，由单向应力状态的虎克定律公式a = Ee.可求出应 力实验值。
应力实验值与应力理论值进行比较，以验证叠梁、复介梁的正应力计算公 式。
四、实验步骤1. 叠梁、复合梁的单梁截面宽度b=20mm,高度h=20nun,我荷作用点到梁 支点、距离c= 150nim 。
正应力测定实验报告
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。
叠梁实验(推荐文档)
叠粱弯曲实验报告一．实验目的1.测定矩形截面叠粱在纯弯曲及横力弯曲时的正应力分布，与理论值比较，讨论 弯曲正应力公式在叠粱应用中的正确性，考察其应力分布的规律。
2.进一步熟悉电测法及电阻应变仪的使用。
3.本实验采取开放形式，所涉及的实验内容有一定难度。
对于梁的弯曲问题，有一定的综合性。
要求学生自行设计实验方案，与理论知识结合，自行寻找实验结果所能说明及解决的问题，使综合知识及能力有所提高。
二．实验设备1.叠粱弯曲实验装置。
2.XL-2118C 静态电阻应变仪。
3.多功能实验台。
4.实验组合梁：钢-铝组合梁的上半部为Q235钢，弹性模量GPa E 200=，下半部为铝合金，弹性模量GPa E 71=钢-钢组合梁的上半部为Q235钢，弹性模量GPa E 200=，下半部为45号钢，弹性模量GPa E 210= 5.游标卡尺。
三．实验步骤1.使用多功能实验台，选择并安装调整叠粱，记录叠粱的横截面尺寸。
2.测量组合梁中各梁的横截面宽度b ，高度h ，力作用点到支座的距离以及各个测点到各自中性层的距离。
3.将个应变片导线接入静态电阻应变仪，按半桥线路连接，调平衡，检查应变片。
4.按已定的载荷逐级加载实验，从1000N 开始，每级加载1000N 至4000N 。
记录每一载荷下各点的读数。
做2次，选取最好的一组数据。
5.整理数据，结束实验，卸除试样载荷，关闭实验设备。
注意事项：为保证实验安全，实验中应专人操作实验机，不得离岗，不得超过许用载荷。
而且，实验过程中不要触碰测试连接线，以防止零漂。
四．理论分析1.叠粱（铝合金+Q235钢）应力分布。
P /2 P /2 a a钢 铝P /2P /2Q M① ② 1211=ρρ几何方程： ，121122⇔=M M E I E I 12+=M M M平衡方程2.叠粱（Q235钢）应变片18个，应变花3个。
考虑弯曲剪应力的影响 P五．实验结果1.对于钢铝梁：铝(K=2.07 . E=70GPa.尺寸：650mm x 20mm x 20mm.) 钢（K=2.07 E=206GPa 尺寸：650mm x 30mm x20mm ）（1）在P ∆=1000N 时，初级载荷0P =1000N ，各应变为0。
金属叠梁应力测定研究实验.
金属叠梁应力测定研究实验一、实验目的1.探讨叠梁在受弯矩作用时的变形特点。
2.了解电阻应变测试方法的原理和应用。
3.比较理论公式和实验结果的区别。
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.金属叠梁一根如图3-9；（由上、下两根同材质的梁叠放两成）图3-9 叠梁示意图4.温度补偿块一块。
三、实验原理和方法金属叠梁应力测定实验动能原理图如图3-10，它由多功能组合实验架加力系统、金属叠梁、底座等组成，叠梁放在下支座上，旋转加力手轮，使丝杆向下移动后，压住四点弯上压头部分，由数字式测力仪显示向下的压力值。
图3-10叠梁在受弯矩作用时（为减少梁间接触面上的摩擦，抹有润滑机油）略去两梁之间的摩擦力不计在小变形的情况下，由叠梁的变形特征可见在纯弯曲段，上、下梁弯曲段的曲率半径均为P ，且各自承担着总弯矩的一半，虽然上、下梁之间存在挤压作用力，造成梁弯曲部分存在层间挤压应力，但一般认为这一挤压应力与弯曲应力相比可以忽略不计，因此，每根梁的横形变应该保持横截面的弯曲应力分布也近似线性，P 力跨度为118，1/2P 力跨度为380。
四、实验步骤1.打开测力仪电源预热10分钟。
2.将叠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.由于忽略了纵向纤维之间的挤压应力，所以叠梁在纯弯曲段内仍可看作是单向应力场，因而可以应用虎克定律εσ⋅E =5.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。
6.记录每级的测量读数。
五、实验结果处理1、根据虎克定律εσ⋅E =计算贴片处的应力。
2、比较分布在一条直线上的若干点的应力，是否接近线性分布。
本节思考题1、比较上下对称点处的应变值，可得到什么的结论？2、对比测量结果，是否还可认为梁在纯弯段上的横截面假设？3、由3#、6#片的读数，可以得出什么结论？。
实验 叠合梁正应力测试
注意：表中数据填写自己实验时所记录的进行计算！！！！！！！有的图也可能每组不同，自己看了改改实验九叠合梁正应力测试工程意义1、在建筑工程中经常将２种或３种以上的材料组合在一起共同承载这种梁称为层合梁鉴于层合梁在工程中的广泛应用有必要对层合梁的弯曲正应力进行测试分析为工程计算提供实验依据。
2、工程中常用的现浇式框架和装配式框架都有各自的优点与缺点。
前者整体性好，抗震性好，刚度大，但模板用量大且在现浇过程中需设置临时支撑，因而施工周期长；后者模板用量小，构件预制且可省去临时支撑，施工周期短，但整体性差，抗震性能也较差。
叠合框架具有上述两种结构的优点，其整体性好，抗震性好，节省临时支撑，有较好的应用前景。
3、叠梁是指一根梁自然叠放在另一根梁上而形成的组合结构,上部的梁受到外荷载的作用而产生变形，从而将一部分力传递到下部的梁上,形成梁间的接触力。
叠梁在实际工程中并不少见,较为常见的供电、供水等工程的管道桥梁就属于此类结构。
电缆套在钢管内,钢管又搁放在桥梁上,于是钢管与桥梁便组成了叠梁形式的结构。
这类结构上部的梁有多少力传递到下部梁上以及其分布情况常需要获得其具体数据。
一、实验目的1、通过对由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，以验证弯曲正应力公式。
4、进一步熟悉电测的操作方法。
二、实验装置、设备1.叠合梁应变计布片位置见下图1，有关截面尺寸均已标注于梁上。
2.WYS-1弯曲实验台架。
见图23.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）。
5.加载用铁块，4块，10kg/块。
三、实验步骤1、测量尺寸用游标卡尺测量实验梁横截面尺寸b，计算各应变片轴线至梁的中性层的距离yi，用钢尺测量力的作用点到支座的距离a，计入表中。
叠合梁纯弯曲正应力开放性实验报告
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。
叠梁弯曲正应力的测定报告
实验报告的要求一、必须是参加实验者本人撰写，书面材料要工整，字迹不得了草、内容要简明完整，符合规范。
二、内容要真实可靠，有效数字必须符合仪器和仪表的精度，相应表格中的数据的小数位要相同。
三、必修具备的条件：1、查考条件：如写报告人的系名、专业、学年、班级、实验组、姓名、学号、实验名称、时间、地点、气候、条件、指导教师。
2、合理条件：①明确实验目的；②明确实验试样的材料型号设计依据尺寸标注等；③明确实验原理；④明确实验所用的设备、仪器、测量工具的名称精度等；⑤明确实验步骤。
3、可信条件：①详细记录实验过程；②详细记录实验中所观察到的所有现象和数据；③认真处理数据，明确所用的公式和单位；④总结实验结果，并做定性分析。
4、回答讨论题。
5、评议本次实验效果，提出意见和建议。
四、必须在实验教师指定的时间内交付每次的实验报告，如无任何理由拖延不交，视为放弃实验成绩。
叠梁弯曲正应力的测定地点天气实验小组成绩一、实验目的：二、试样的材料名称、型号、图形、尺寸及贴片位置尺寸标注：1、矩型梁1材料型号、材料名称： E＝2、矩型梁截面尺寸： h＝（mm） b＝（mm） L＝（mm） a＝（mm）＝（mm4）（保留小数点后3位）3、截面贯性距： IZ4、矩型梁2材料型号、材料名称： E＝5、矩型梁截面尺寸： h＝（mm） b＝（mm） L＝（mm） a＝（mm）＝（mm4）（保留小数点后3位）6、截面贯性距： IZ7、矩型梁的图型尺寸及贴片位置图：三、实验原理：四、实验所用的仪器、设备及测量工具：五、实验步骤：六、数据记录（保留小数点后2位）：七、数据处理：（单位MP）a1、理论值（保留小数点后2位）：2、实验值（保留小数点后2位）：八、计算各点的相应误差：九、总结实验结果画出σi —Yi图（理论与实验画在同一图内），比较分析误差：十、回答讨论题：十一、评议本次实验并阐述意见和建议：。
材料力学组合梁弯曲应力测定实验课件.ppt
（3） 请勿超载！
E
材料力学实验
6. 实验仪器设备
材料力学多功能实验台
材料力学实验
CM-1L型应变&力综合测试仪
应变片接线通道
桥路连接示意图
力传感器输入接口
机号显示 测力表头
应变表头
功能操作键
材料力学实验
7. 操作步骤
本实验采用初读数法，即先加初载荷F0，将应变测试仪上各测 点对应的应变量清零；然后，加末载荷F1，读取各测点相应的应变 读数。从而即可得到对应两次载荷之差△F 下的应变差值 △ε。
材料力学实验
（3） 连接桥路。按照公共补偿的半桥，即仪器面板所
示1/4桥路连接方法，接线。
工作应
变片
温度补 偿片
测点1 测点2
测点8
A
R1 B
……
A R2
D
B1
D1
C
D2
D
D3Байду номын сангаас
注意确保各点稳定接触，并检查B与B1间的短接 片的连接状态。
材料力学实验
（4）清零。应力清零。当确定加载装置未对结构施加任何 载荷时，按下“应力清零”键，对所有传感器输入通道清零； 应变清零。按下“应变清零”键，对所有应变测点进行清零。
（5）加载。旋转加载手轮，给组合梁加载。
钢-钢 钢-铝 钢-铜
F1 200N F2 2200N
铜-铜 铝-铝 铜-铝
F1 200N F2 1200N
材料力学实验
（6）读数。读取应变表头对应各测点的应变读数。
9. 注意事项
材料力学实验
梁的正应力实验报告
一、实验目的1. 理解梁在受弯时正应力的产生和分布规律；2. 掌握利用电测法测定梁正应力的方法；3. 验证梁正应力公式，加深对材料力学基本理论的了解。
二、实验原理梁在受弯时，由于内力的作用，梁的横截面上会产生正应力。
根据材料力学理论，梁的正应力可以通过以下公式计算：\[ \sigma = \frac{M y}{I z} \]其中，\(\sigma\) 为正应力，\(M\) 为弯矩，\(y\) 为离中性轴的距离，\(I z\) 为截面的惯性矩。
本实验采用电测法测定梁正应力，通过粘贴应变片，测量应变值，然后根据应变片灵敏系数计算出正应力值。
三、实验设备及仪器1. 材料力学实验台；2. 弯曲试验装置；3. 静态数字电阻应变仪；4. 矩形截面梁；5. 游标卡尺；6. 弯矩传感器；7. 数据采集系统。
四、实验步骤1. 安装实验装置，将矩形截面梁固定在弯曲试验装置上；2. 将应变片粘贴在梁的横截面上，按照实验要求布置测点；3. 连接应变仪和数据采集系统，调整应变仪参数；4. 加载实验梁，记录弯矩值；5. 测量应变片应变值，计算正应力值；6. 比较实验结果与理论计算值，分析误差原因。
五、实验数据及结果处理1. 测量梁的截面尺寸，包括宽度\(b\)、高度\(h\)、惯性矩\(I z\)等；2. 记录各测点的应变值；3. 计算各测点的正应力值；4. 绘制梁的正应力分布图；5. 比较实验结果与理论计算值，分析误差原因。
六、实验结果与分析1. 实验结果与理论计算值基本一致，说明梁正应力公式在实验条件下是适用的；2. 实验误差主要来源于测量误差、设备误差、实验操作误差等因素；3. 通过实验，加深了对梁正应力分布规律的理解，为后续材料力学课程的学习奠定了基础。
七、实验总结本次实验通过电测法测定了梁的正应力，验证了梁正应力公式，加深了对材料力学基本理论的了解。
在实验过程中，应注意以下几点：1. 实验前应熟悉实验原理和操作步骤；2. 实验过程中应保持实验装置稳定，避免振动；3. 测量数据应准确，减少误差；4. 实验结果应与理论计算值进行比较，分析误差原因。
叠梁应力分析实验
组合梁弯曲的应力分析实验一、 实验目的1. 用电测法测定两种不同形式的组合梁横截面上的应变、应力分布规律。
2. 观察正应力与弯矩的线性关系。
3. 通过实验和理论分析深化对弯曲变形理论的理解，建立力学计算模型的思维方法。
二、 实验设备1. 静态电阻应变仪 (型号：DH3818)2. 材料力学多功能实验台 (型号：BZ8001)3. 贴有电阻应变片的矩形截面组合梁（钢-铝组合梁、钢-钢组合梁）（钢-铝组合梁的上半部为Q235钢，弹性模量GPa E 200=，下半部为铝合金，弹性模量GPa E 71=）（钢-钢组合梁的上半部为Q235钢，弹性模量GPa E 200=，下半部为45号钢，弹性模量GPa E 210=） 4. 游标卡尺三、 实验原理与方法实验装置及测试方法和纯弯梁的正应力实验基本相同。
为了更好地进行分析和比较，我们采用两种组合梁（即钢－铝组合梁，钢－钢组合梁）并且这两种组合梁的几何尺寸和受力情况相同。
组合梁的受力情况以及各电阻应变片的位置如下图。
(a)组合梁受力简图(b)横截面及贴片示意图实验装置示意图1. 钢－铝组合梁：当两个同样大小的力F 分别作用在组合梁上B 、C 点时，由梁的内力分析知道，BC段上剪力为零，而弯矩Fa M =，因此组合梁的BC 段发生纯弯曲。
根据单向受力假设，梁横截面上各点均处于单向应力状态，应用轴向拉伸时的胡克定律，即可通过测定的各点应变，计算出相应的实验应力。
A D8实验采用增量法，各点的实测应力增量表达式为：i i E 实实εσ∆=∆式中：i 为测量点，i ＝1、2、3、4、5、6、7、8i 实ε∆为各点的实测应变平均增量 i 实σ∆为各点的实测应力平均增量组合梁变形示意图对组合梁进行理论分析：假设两根梁之间相互密合无摩擦，变形后仍紧密叠合，该组合梁在弯曲后有两个中性层，由于所研究问题符合小变形理论，可以认为两根梁的曲率半径基本相等。
设钢梁的弹性模量为钢E ，所承受的弯矩钢M ；铝梁的弹性模量为铝E ，所承受的弯矩为铝M ，则M M M =+铝钢因此：组合梁中钢梁和铝梁的正应力计算公式分别为：11My E E E I y M ⨯I +I ==铝铝钢钢钢钢钢钢σ 22My E E E I yM ⨯I +I ==铝铝钢钢铝铝铝铝σ 式中：钢I －组合梁中钢梁对其中性轴的惯性距； 铝I －组合梁中铝梁对其中性轴的惯性距； 1y －钢梁上测点到其中性层的距离； 2y －铝梁上测点到其中性层的距离；2. 钢－钢组合梁：钢－钢组合梁的原理可参加钢－铝组合梁，建议同学们自行推导其理论计算公式。
组合叠梁实验报告
一、实验目的1. 理解组合叠梁的结构特点及受力情况。
2. 学习组合叠梁的受力分析和计算方法。
3. 掌握组合叠梁的实验操作技能。
4. 分析组合叠梁的破坏形式及影响因素。
二、实验原理组合叠梁是由两根或两根以上的梁叠合而成的结构，广泛应用于桥梁、船舶、建筑等领域。
实验中，通过模拟组合叠梁的受力情况，分析其受力特点和破坏形式。
三、实验设备与材料1. 实验台：用于安装和固定组合叠梁。
2. 加载装置：用于施加荷载。
3. 传感器：用于测量组合叠梁的变形和受力。
4. 组合叠梁：由两根梁叠合而成，尺寸为：长200mm，宽50mm，高50mm。
5. 拉伸试验机：用于施加轴向荷载。
四、实验步骤1. 将组合叠梁安装在实验台上，确保其水平稳定。
2. 使用加载装置对组合叠梁施加轴向荷载，逐步增加荷载，直至达到预定值。
3. 同时，使用传感器测量组合叠梁的变形和受力。
4. 记录荷载、变形和受力数据。
5. 分析组合叠梁的受力特点和破坏形式。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 荷载（kN） | 变形（mm） | 受力（N） || ---------- | ---------- | ---------- || 0 | 0 | 0 || 10 | 0.2 | 1000 || 20 | 0.4 | 2000 || 30 | 0.6 | 3000 || 40 | 1.0 | 4000 || 50 | 1.5 | 5000 || 60 | 2.0 | 6000 || 70 | 2.5 | 7000 || 80 | 3.0 | 8000 || 90 | 3.5 | 9000 || 100 | 4.0 | 10000 |2. 分析（1）组合叠梁在轴向荷载作用下，其变形和受力呈线性关系。
（2）组合叠梁的破坏形式主要为弯曲破坏，即当荷载达到一定值时，组合叠梁的某一截面发生弯曲，导致整体破坏。
（3）组合叠梁的破坏荷载与梁的尺寸、材料及受力状态有关。
六、结论1. 组合叠梁在轴向荷载作用下，其变形和受力呈线性关系。
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实验九：叠合梁正应力测试
班级：机械0903
实验小组成员：周维国、周方正、王宜鹏、唐春涛
实验时间：2012年6月日
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，了解如何组合叠合梁。
3、进一步熟悉电测的操作方法。
二、实验设备及工具
1、矩形截面梁弯曲正应力测定装置；
2、钢梁、铝梁各一根；
3、电阻应变片，静态应变仪。
三、实验意义
现实生活中，很多地方尤其是建筑工程中都用到了组合材料，例如上海南浦大桥与杨浦大桥的主桥部分均用到了钢梁与混凝土桥面板相结合的叠合梁。
理论计算与实际过程的正应力分布肯定存在误差，通过对实际的测量与理论相比较，得到更为准确可靠的数据。
四、实际应用
1、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。
如支承车架的板簧，是由多片微
弯的钢板重叠组合而成；厂房的吊车的承重梁则是由钢轨、钢筋混凝土
梁共同承担吊车和重物的重量。
2、在汽车的叠板弹簧、重车大梁、双金属板储能弹簧、特殊组合梁等方面也有很多实际
应用。
五、实验原理（本实验采用增量法）
叠梁在横向力作用下，若上、下梁的弯矩分别为M1和M2，由平衡条件可知，M
1
+ M2 =M
若变形后，每根梁中性层的曲率半径分别为ρ
1 ，ρ
2
，且有
22
1
1
2h
h+
+
=ρ
ρ
则由梁的平面弯曲的曲率方程可知：
111
11
I E M =
ρ ， 2222
1I E M =ρ 式中E 1I 1和E 2I 2分别是上、下梁的抗弯刚度。
在小变形情况下（忽略上、下梁之间的摩擦，两者的变形可认为一致），它们的曲率半径远远大于梁的高度，因此可以认为
12ρρ=，故有
222
111I E M I E M =
（1）当叠合梁材质和几何尺寸相同，即E 1＝E 2，I 1＝I 2，有
2211I E I E =，21M M =
（2）当叠合梁分别为钢和铝时，且钢材与铝材的弹性模量分别为E l ＝2.07×
105Mpa ，E 2＝0.69×105MPa ，即E l ＝3E 2，同时I 1＝I 2=I 时，则有
222
1213I E M I E M =
， 213M M =
由此可知，当叠合梁的材质和惯性矩相同时，弯矩是由参与叠合梁的根数进行等分配的；当材料不同时，其弯矩是依据抗弯刚度来进行分配的。
因此，材质不同的两根梁组成的叠合梁（惯性矩相等），在离各自中性层等距离点的应力是不等的。
弹性模量大的材质应力较大，反之，弹性模量小的材质，应力较小。
本实验采用钢—钢叠合梁和钢—钢材料组成的楔梁（在试样的两端，在两根梁的接合面上各加一个楔块）以及整梁。
材料的弹性模量E 相等，所有单根梁的截面几何尺寸相等。
l 一纯弯曲压头；2一上梁；3--T 梁；4一弯曲台
实验时，在梁的纯弯曲段间某一截面沿高度布置8枚电阻片(见上图)，测定各测点的正应力，其中任一点的正应力值为i i E εσ=
式中
i σ——叠合梁i 点的实测应变；
E ——叠合梁材料的弹性模量。
实验过程中，在弹性极限内仍采用分段等间距加载的方法，即在每施加载荷增量
i F ∆，测定对应的应变增量i ε∆，从而得到各测点的实测应力值i i E εσ∆=∆
各测点的理论值I My i
i ∆=
∆σ
式中i ε∆——第i 测点应变增量的平均值；
i y ——第i 测点到每根叠梁各自中性层Z i
的距离。
六、施力过程中用增量法加载原因
1、开始时夹具并没有夹紧试件，不加初始载荷会有误差。
用增量法加载可以减小实验误差，提高测量精度,同时可以验证材料是否处于线弹性状态。
2、在弹性变形的范围内等增量就意味着等刻度，也就是线性增加，就是符合虎克定律，所以，弯曲正应力电测实验采用等增量加载法的目的是为了测得不同的线性载荷下的应力值。
七、 注意事项
1、 最大载荷不许超过1000N ；
2、 加载时逆时针旋转加载装置上的手轮，反之，则是卸载。
实验前，应先
对试件进行预加载，目的是为了消除机构间隙造成的误差。
注：1、电路图及应变片布置见实验方案七 2、数据记录表格见综合实验报告册。