复合聚合物层合梁弯曲正应力的测试与计算
弯曲正应力实验
弯曲正应力实验
弯曲正应力实验是一种常见的材料力学实验，用于研究材料在弯曲载荷下的变形和破坏行为。
该实验可以通过测量材料在弯曲载荷下的应变和应力来评估材料的力学性能和强度。
在弯曲正应力实验中，通常使用弯曲试验机来施加载荷。
试样被放置在两个支撑点之间，然后在中间施加一个力，使其产生弯曲。
通过测量试样的变形和载荷，可以计算出试样的应变和应力。
在实验中，应力和应变的关系可以用弹性模量来描述。
弹性模量是材料在弯曲载荷下的应力和应变之比。
通过测量弹性模量，可以评估材料的刚度和强度。
弯曲正应力实验还可以用于评估材料的疲劳性能。
在疲劳实验中，试样被反复弯曲，以模拟材料在实际使用中的疲劳载荷。
通过测量试样的疲劳寿命和疲劳极限，可以评估材料的耐久性和可靠性。
弯曲正应力实验是一种重要的材料力学实验，可以用于评估材料的力学性能和强度。
通过该实验，可以为材料的设计和应用提供重要的参考和指导。
梁的纯弯曲正应力实验报告
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。
组合梁弯曲的应力分析实验
组合梁弯曲的应力分析实验1.引言 02. 组合梁的实验 02.1 实验仪器 02.1.1电阻应变仪 02.2 测量电桥的接法 (2)2.3 实验原理 (3)2.4 实验数据 (6)3．有限元计算 (8)3.1 钢钢梁的有限元分析 (9)3.2 钢铝梁的有限元分析 (11)3.3 钢钢楔形梁的有限元分析 (13)3.4 整梁的有限元分析 (14)4. 计算结果分析 (16)4.1 有限元值和实验值对比分析 (16)4.2 四种梁的承载能力分析 (20)5. 结论 (21)综合实验——组合梁弯曲的应力分析实验1.引言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。
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。
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。
本文通过有限元值和实验值的对比发现，两者比较吻合，得到了四种梁沿高度方向的应力分布规律，为工程实践的组合梁设计提供了参考依据，具有一定的工程价值。
2. 组合梁的实验2.1 实验仪器2.1.1电阻应变仪各种不同规格及各种品种的电阻应变计现在有二万多种，测量仪器也有数百余种，但按其作用原理，电阻应变测量系统可看成由电阻应变计、电阻应变仪及记录器三部分组成。
弯曲正应力测定实验报告
弯曲正应力测定实验报告弯曲正应力测定实验报告• 实验目的： 1. 理解弯曲应力的概念和计算方法； 2. 掌握使用梁的弯曲应力测试仪器的操作方法； 3. 通过实验探究材料的弯曲应力。
• 实验设备：梁的弯曲应力测试仪器、杆状试样。
• 实验原理：梁的弯曲应力是指纵向拉伸状态下的应力状态。
采用三点弯曲法进行测定，使试样左右两端之间产生应力。
根据弯曲梁的基本原理，应力随距离的变化呈现出弧形曲线，计算得到杆状试样左右两端的弯曲应力。
• 实验步骤： 1. 将杆状试样放入梁的弯曲应力测试仪器中，调整完善器中的设置，并将试样固定到夹具上； 2. 打开仪器电源，进行仪器自检，调整试样外形和位置，保证试样在中心点上； 3. 选择合适的测量单位，设置仪器仪表，确定测量参数并进行校准； 4. 开始测量，记录试样左右两端的弯曲应力数据； 5. 根据实验原理和公式计算出杆状试样的弯曲应力。
• 实验结果：在测量过程中，我们发现在试样左右两端的应力状态并不相同，应力值普遍较大而且存在波动明显的情况。
在进行多次试验的数据统计和计算中，确定了试样的实际弯曲应力值。
根据实验所得数据，我们得到弯曲应力的平均值为XMPa，弯曲应变为X。
• 实验结论：通过本次实验，我们深入了解了材料的弯曲应力特性，掌握了梁的弯曲应力测试仪器的操作方法。
实验结果表明，在杆状试样被弯曲的过程中，左右两端存在明显的应力波动，但经过多次试验得出试样的弯曲应力值比较稳定。
本次实验对于材料力学的理解和应用有着深远的意义。
• 实验中可能存在的误差及影响因素： 1. 杆状试样自身的内部缺陷和材料差异等因素对测量值有一定的影响； 2. 杆状试样在被夹具夹住后，由于夹具形状对试样弯曲形状的影响并未考虑，测量值可能出现较大误差； 3. 实验过程中的环境条件（如温度、湿度等）也可能会对测量值产生一定的影响。
• 实验的改进方案： 1. 选取更加均匀的材料、充分检查试样内部是否有缺陷； 2. 优化夹具形状，减少对试样弯曲形状的影响； 3. 保证实验环境的稳定性，消除室温等环境因素造成的影响。
梁弯曲正应力电测实验报告
y1?=15mm；y2?=；y3=0cm；y4????；y5????15mm；E=210Gpa。
2442
23
抗弯曲截面模量WZ=bh/6惯性矩JZ=bh/12
（2）应变?记录：
（3）取各测点?值并计算各点应力：
??1=16×10；??2=7×10；??3= 0；??4=8×10；??5=15×10；??1=E?1=；??2=E??2=；??3=0；
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：
图4-1
此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即
?理?
?MyIZ
?pa2
进行比较，就可验证弯曲正应力公式。这里，弯矩增量?M?。
梁上各点的应变测量，采用1/4桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。
四、实验步骤
1.记录实验台参数，设计实验方法。
2.准备应变仪：把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到电阻应变仪A、B接线柱上，将温度补偿片接到电阻应变仪接线柱上作公共补偿。
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
复合梁应力测定研究试验
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。
弯曲正应力测试实验报告
弯曲正应力测试实验报告引言弯曲正应力测试是一种常用的力学实验方法，用于评估材料在弯曲条件下的性能。
本实验旨在研究材料在受到弯曲载荷时的应力分布情况，以及该应力分布对材料的破坏行为的影响。
本报告将详细描述实验的设计、操作步骤、结果分析和结论。
实验设计实验材料选择一种具有广泛应用的材料，例如常见的金属、塑料或复合材料。
确保该材料可在实验设备中进行弯曲测试。
实验设备1.弯曲测试机：用于施加弯曲载荷于样品。
2.测试夹具：用于固定和支撑样品以便进行弯曲。
3.应变测量装置：用于测量样品在受力时的应变情况。
4.弯曲测试样品：根据实验需要制备。
实验步骤1.准备弯曲测试样品：根据实验设计要求，制备符合尺寸和几何要求的弯曲测试样品。
2.安装测试样品：将测试样品固定在测试夹具上，确保样品在施加载荷时保持稳定。
3.设置弯曲测试机：根据实验要求，设置弯曲测试机的参数，例如施加载荷的大小和速率。
4.进行弯曲试验：启动弯曲测试机开始施加载荷，并记录载荷-位移曲线。
5.测量应变：使用应变测量装置，测量样品在受力时的应变情况。
6.数据记录：记录实验数据，包括载荷、位移和应变的数值。
7.多次试验：重复以上步骤，进行多次试验以获得可靠的数据。
结果分析载荷-位移曲线根据实验结果绘制载荷-位移曲线，该曲线描述了在施加弯曲载荷时材料的力学行为。
通常载荷-位移曲线会有以下几个特点：1.弹性阶段：在加載起始階段，材料呈現線性彈性行為，即施加的载荷与位移成正比关系，称为弹性阶段。
2.屈服点：超过一定载荷后，材料开始发生塑性变形，呈现非线性行为，此时称为屈服点。
3.塑性阶段：在此阶段，材料经历更大的变形，但没有发生明显的破坏。
加载卸载曲线有所差别。
4.破坏点：达到材料的极限强度时，会出现明显的载荷下降，并最终发生破坏。
应力分布根据实验测量到的应变数据，可以计算出样品在不同位置处的应力值。
通常在材料表面和截面最远处的应力最大，逐渐向内部减小。
对于不同材料和不同几何形状的样品，应力分布会有所不同。
梁的弯曲正应力实验报告总结
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。
弯曲正应力测试实验报告
弯曲正应力测试实验报告弯曲正应力测试实验报告一、实验目的本实验旨在通过对材料的弯曲正应力测试，探究材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
二、实验原理弯曲正应力测试是一种常用的材料力学测试方法，它通过施加一个垂直于试件轴线方向的外力，在试件上产生一个弯曲变形，从而测定材料在这种变形状态下所承受的正应力。
具体来说，当一个悬臂梁试件被施加外力时，试件会发生一定程度的挠曲变形。
根据悬臂梁挠曲理论可知，试件中心处所受到的最大弯矩M为：M = (FL)/4其中F为施加在试件上的外力，L为试件长度。
根据材料力学原理可知，在弯矩作用下，试件中心处产生一个最大正应力σ_max，其计算公式为：σ_max = (My)/I其中y为离中心距离，I为截面惯性矩。
三、实验步骤1. 将样品固定在支架上，并确保样品与支架之间无缝隙。
2. 调整试验机的加载速度和位移量。
3. 施加外力，记录试件挠曲变形程度及所受外力大小。
4. 重复以上步骤，直至得到足够多的数据。
四、实验数据处理根据实验得到的数据，可计算出材料在弯曲状态下所承受的正应力。
为了更好地理解材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数，我们可以将实验数据绘制成图表，并进行数据分析和处理。
具体来说，我们可以通过绘制荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线以及应力-应变曲线等图表来分析材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
五、实验结果分析通过对实验得到的数据进行分析和处理，我们可以得出以下结论：1. 材料在弯曲状态下所承受的正应力与施加在试件上的外力大小成正比例关系。
2. 材料在弯曲状态下所产生的挠曲变形程度与施加在试件上的外力大小成反比例关系。
3. 材料在弯曲状态下所承受的最大正应力与试件截面惯性矩成反比例关系。
六、结论通过本次弯曲正应力测试实验，我们深入了解了材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
同时，我们也掌握了一种常用的材料力学测试方法，并了解了其原理和操作步骤。
在今后的学习和工作中，这些知识和技能将对我们起到重要的指导作用。
梁的弯曲正应力实验报告
梁的弯曲正应力实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过实验手段，探究梁在弯曲状态下的正应力分布情况，验证理论分析结果，加深对梁弯曲正应力的理解。
二、实验原理
梁的弯曲正应力是指梁在弯曲状态下，截面上的正应力分布情况。
根据弹性力学理论，梁的弯曲正应力与截面的几何形状、材料性质以及外力分布等因素有关。
本实验通过测量梁的弯曲正应力，验证相关理论。
三、实验步骤
1. 准备实验器材：包括梁试件、加载装置、应变计、测量仪器等。
2. 安装应变计：在梁试件的指定位置粘贴应变计，确保粘贴牢固。
3. 加载实验：通过加载装置对梁试件施加弯曲力，记录加载过程中的应变数据。
4. 数据处理：对实验数据进行处理，计算梁截面上的正应力分布。
5. 数据分析：将实验结果与理论分析结果进行比较，分析误差原因。
四、实验结果
通过实验测量，得到梁在弯曲状态下的正应力分布数据如下：
五、数据分析与结论
根据实验结果，我们可以看到梁在弯曲状态下，截面上的正应力分布并不均匀。
在靠近加载点的位置，正应力较大；而在远离加载点的位置，正应力逐渐减小。
这与理论分析结果一致。
同时，实验结果与理论分析结果的误差也在可接受范围内。
通过本实验，我们验证了梁在弯曲状态下的正应力分布规律，加深了对梁弯曲正应力的理解。
同时，实验结果也为我们提供了实际工程中设计梁结构的重要依据。
梁的弯曲正应力测定实验总结
梁的弯曲正应力测定实验总结梁的弯曲正应力测定实验是材料力学实验中的重要一环，旨在通过实验手段来研究材料在受力情况下的正应力变化。
通过本次实验，我深刻的认识到了弯曲变形对材料正应力的影响，同时也对实验操作技巧有了更深一步的理解。
在实验过程中，我们首先测量了试验梁的直径以及长度，并计算出了截面积、即初始的自由端切应力值。
接着我们进行了荷载实验，通过不断增加荷载，在满足线性弹性范围的条件下，记录不同荷载时梁的挠度数据。
然后我们对荷载和挠度数据进行了处理，并绘制出了梁在不同荷载下的挠曲线图。
最后，基于挠度与荷载之间的关系，计算得到了梁的弯曲切应力。
在实验过程中，我们充分体验到了实验数据的重要性，因此要求我们对每次荷载、挠度的记录都要精确、准确。
同时，对于试验所采用的仪器，例如测力计、卡尺等，我们也要严格保证其精度的可靠性。
只有如此，我们才能获得一个完整、具有参考价值的实验数据结果。
同时，在实验过程中，我们也需要注意数据的间接测量和误差产生的修正。
比如，在梁的挠曲线图上，数据之间可能存在微小的偏差，这可能是由于梁自身的曲度、弯度误差、荷载偏心等因素所引起。
因此，在最终的数据分析过程中，我们需要结合这些因素，进行科学的数据校正，以得到更加真实、准确的实验结果。
总之，梁的弯曲正应力测定实验对材料工程的发展有着重要的意义。
通过本次实验，我不仅掌握了实验数据的获取、处理技能，更重要的是充分认识到了实验数据对于材料工程开发的重要意义。
我相信，通过不断的学习、实践，我们将能够更好地应用实验手段来研究材料工程领域的问题，为材料科学技术的发展贡献自己的力量。
梁的弯曲正应力实验原理
梁的弯曲正应力实验原理引言在工程领域中，对材料的弯曲性能进行测试是非常重要的。
梁的弯曲正应力实验是一种常见的测试方法，通过施加力矩在材料上产生弯曲，以获得材料的弯曲性能参数。
本文将详细介绍梁的弯曲正应力实验的原理、实验步骤和结果分析。
实验原理梁的基本原理梁是一种常见的结构，在工程中常用于承受载荷和支撑结构。
在梁的弯曲正应力实验中，我们关注的是材料在弯曲过程中的应力分布情况。
根据梁的基本原理，梁在受到力矩作用时，内部会产生正应力和剪应力。
正应力的计算在梁的弯曲正应力实验中，我们主要关注梁的正应力。
正应力是垂直于横截面的应力分量，可以通过以下公式计算：σ=MI⋅y其中，σ代表正应力，M代表力矩，I代表横截面的惯性矩，y代表距离横截面中性轴的距离。
实验步骤实验准备1.准备梁样品，尺寸应符合实验要求。
2.准备力矩测量装置，确保测量准确性。
3.准备材料测试设备，如材料测试机等。
实验过程1.在实验台上放置梁样品，并固定好。
2.将力矩测量装置连接到梁样品上，确保能够准确测量施加的力矩。
3.通过材料测试机施加力矩到梁样品上，并记录施加的力矩值。
4.根据实验要求，逐渐增加施加的力矩，记录相应的梁的弯曲变形情况。
5.当梁样品出现破裂或无法施加更大的力矩时停止实验。
6.记录最终的力矩值和梁的断裂情况。
数据处理根据实验中记录的力矩值和梁的变形情况，可以计算出弯曲应力。
根据公式σ=M⋅y，对每个测量点进行计算，并绘制应力分布曲线。
根据实验结果，可以分析I材料的强度和刚度等性能参数，并与设计要求进行对比。
结果分析通过梁的弯曲正应力实验，我们可以获得材料的弯曲性能参数，并进一步分析材料的强度和刚度。
根据实验结果，我们可以评估材料在实际工程中的可靠性。
实验的结果和分析对于材料的选用和结构的设计都具有重要意义。
总结梁的弯曲正应力实验是评估材料弯曲性能的重要方法。
通过施加力矩，在梁样品中产生弯曲，并计算出正应力分布。
通过实验结果和分析，我们可以评估材料的强度和刚度，并为工程设计提供依据。
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。
弯曲正应力测定测定实验
弯曲正应力测定测定实验
弯曲正应力测试是一种常用的材料力学行为测试，它可以用来了解材料的在弯曲作用
下的力学性能。
弯曲正应力测试实验是为了比较同一组样品在不同温度下的行为，以此找
出相应的材料参数或性能数据。
一般来说，弯曲正应力测试实验过程主要包括准备测试部件、安装部件、快速加力、
释放加载、读取数据、拟合并分析结果几个部分。
1、准备测试部件：首先是准备测试部件，一般来说需要准备一定的部件尺寸，大小
根据测试样品和设备的性能进行确定，部件的材料也需要注意，一般要求与测试样品材料
相同或相近。
2、安装部件：安装部件主要是对准备好的样品和实验设备进行安装，需要保证测试
部件和设备之间的正确安装并且不受其他外力影响。
3、快速加力：機械設備會對部件施加一定的拉伸力，加力快速有效且不受外力影響，力应保持在一定的范围之内，通常在0.5倍--2倍的極限強度范围内。
4、释放加载：在读取数据之前，需要將力释放，保证数据的通量性。
5、读取数据：读取数据是动态过程，在快速的加载前后，需要实时读取并收集数据，其中包括部件的几何尺寸、位置信息、温度、材料强度等指标数据，可以通过这些数据获
得部件在拉伸导致弯曲时的变化。
6、拟合分析结果：经过上述实验，根据测试得到的数据，结合实验matlab等相关软
件完成具体拟合分析。
既可以算出材料强度参数，又可以模拟出具体的变形过程，看出材
料在弯曲状况下的变形特性。
弯曲正应力测试实验是一般力学的基础测试，可以用来对同一材料在不同温度下的性
能表现及其变形过程进行研究，为缩短加工过程的改良提供理论基础。
实验五 叠(组)合梁弯曲的应力分析实验
实验五叠（组）合梁弯曲的应力分析实验一、实验目的和要求1．进一步掌握电测法的基本原理，及应变仪的操作与使用。
2．测定叠梁在纯弯曲时，梁高度各点正应力的大小及分布规律，并与理论值作比较。
3．通过实验测定和理论分析，了解两种不同组合梁的内力及应力分布的差别。
4．学习多点测量技术。
二、实验设备和仪器微机控制电子万能试验机，静态应变仪，游标卡尺等。
三、实验原理和方法在实际结构中，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。
实际中的组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，按以下方式进行组合：（1）用相同材料组成的叠梁；（2）楔块梁。
用电测法测定其应力分布规律，观察两种形式组合梁与单一材料梁应力分布的异同点。
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+ M 2 =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22112h h ++=ρρ则由梁的平面弯曲的曲率方程可知：11111I E M =ρ ，22221I 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222111I 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2221213I 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。
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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。
梁弯曲正应力实验报告
梁弯曲正应力实验报告梁弯曲正应力实验报告引言：梁是工程中常见的结构元件，其弯曲性能对于工程设计至关重要。
本实验旨在通过对梁的弯曲试验，探究梁在不同载荷下的应力分布规律，为工程设计提供参考依据。
实验目的：1. 理解梁的弯曲原理及其在工程中的应用；2. 掌握梁的弯曲试验方法；3. 研究梁在不同载荷下的应力分布规律。
实验原理：梁的弯曲是指在外力作用下，梁发生弯曲变形的现象。
在弯曲过程中，梁上各截面上的纵向纤维受到拉压应力的作用，其中最上部纤维受到最大的拉应力，最下部纤维受到最大的压应力。
根据梁的弯曲理论，可以推导出梁上任意一点的弯曲应力与该点处的曲率半径之间的关系。
实验装置：1. 弯曲试验机：用于施加不同载荷，使梁发生弯曲变形；2. 梁：采用标准梁材料，具有一定的长度和截面形状。
实验步骤：1. 准备工作：根据实验要求选择合适的梁材料，测量并记录其长度、宽度和厚度等参数；2. 安装梁材料：将梁材料固定在弯曲试验机上，确保其处于水平状态；3. 施加载荷：通过调节弯曲试验机的控制参数，逐渐施加不同大小的载荷；4. 记录数据：在施加载荷的过程中，记录下梁的挠度和载荷大小等数据；5. 分析数据：根据实验数据，计算出梁上各点的弯曲应力，并绘制应力-挠度曲线；6. 结果分析：根据实验结果，分析梁在不同载荷下的应力分布规律，并与理论计算结果进行比较。
实验结果与讨论：根据实验数据和计算结果，我们可以得出以下结论：1. 随着载荷的增加，梁的挠度逐渐增大，表明梁的刚度降低；2. 梁上各点的弯曲应力随载荷的增加而增大，最大应力出现在梁的顶点处；3. 实验结果与理论计算结果基本吻合，验证了梁的弯曲理论的正确性。
结论：通过本次梁弯曲正应力实验，我们深入了解了梁的弯曲原理及其在工程中的应用。
实验结果表明，梁在受到外力作用时会发生弯曲变形，并且不同载荷下的应力分布规律也有所不同。
这些研究结果对于工程设计和结构分析具有重要意义，为我们合理设计和优化工程结构提供了依据。
弯曲正应力计算公式
弯曲正应力计算公式：轻松掌握计算方法
弯曲正应力是弯曲时产生的沿截面垂直于中性轴的应力。
它是构
件在受弯曲载荷时所承受的最大应力之一，对于构件的设计和选型非
常重要。
那么，如何计算弯曲正应力呢？以下是详细的计算公式和步骤。
1. 确定计算截面
在弯曲计算中，首先需要确定计算截面。
计算截面是指在弯曲处
所选取的截面，其位置和大小对于弯曲正应力的计算结果直接影响。
2. 计算截面惯性矩
在确定计算截面后，需要计算截面惯性矩。
惯性矩是表征固体物
理特性的物理量，对于计算弯曲正应力有着关键的作用。
3. 计算截面的模量
截面的模量是指材料在受力下的弹性变形和反应的能力。
根据材
料的弹性模量，可以计算出截面的模量。
4. 计算弯曲正应力
弯曲正应力的计算公式为：σ=b*y/I，其中b为截面宽度，y为截面距离中性轴的距离，I为截面的惯性矩。
通过计算得到的弯曲正应力，就是构件在受到弯曲作用下所承受的应力。
总之，掌握了弯曲正应力的计算公式和步骤，可以快速、准确地
计算出构件的弯曲正应力，从而为构件的设计和选型提供重要的依据。
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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℃24h
B 1：1 15℃24h
C 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。
通过试验机压头和辅助钢梁将3KN的载荷力施加在变形很小的硬质钢块上，硬质钢块将试验机所加3kN 的力分解成两点上各1.5kN的力。
粘贴应变片及桥式电路的搭建
三个层合梁取距离支座l/2处的横截面为弯曲正应力的测试截面。
在双金属层合梁的上顶面、下底面各布1个应变片，上、下两层梁的侧表面等距各布3个应变片，共有8个应变片，并用半桥方式接线与应变仪相联。
考虑图b中所示简支层合梁在两点荷载作用下的弯曲。
层合梁上下两层的横截面积分别为和，对中性轴（二轴）的转动惯量分别为
上式中，为中性轴到下层底面的距离，即：
分别为上下两层的材料杨氏模量.假设层合梁横截面变形后仍为平面，根据弹性层合梁弯曲的Timoshenko理论，可以给出在两点力作用下简支层合梁内的弯曲正应力计算公式为：
其中，为层合梁的等效抗弯刚度，为点到下层梁底面的距离。
4 研究成果
根据情况，实验值与理论值之间存在一定的误差.引起误差的主要原因有：贴片的定位、应变仪读取以及高分子材料的弹性特点不同于金属材料。
另外，理论计算是以理想纯弯曲的平截面假设为前提的，它与双点荷载作用下的横力弯曲实验会有一定偏差.可以看到：双金属层合梁的弯曲正应力的实验测试值比较接近，相互印证了结果的正确性。
层合梁的中性轴偏离了几何形心轴，上下层应力分布曲线的斜率不同，在上下层粘合处（界面）弯曲正应力发生了突变，这些都显示了复合材料的基本特征。
5.创新点
1.目前的材料力学经典实验中都是对均质各向同性金属的弹性梁进行弯曲正应力的测试，对于层合梁的弯曲正应力分布并没有涉及，本项目可作为对传统的弹性梁纯弯曲实验的扩展和弯曲正应力公式推导的延伸。
2.聚合物复合材料在航天、导弹等军事领域适用范围极广，有关本项目的研究可以为工程设计提供重要的参考，具有实用意义。
3.实验切合了当今生产生活的趋势：通过探究聚合物复合材料的力学性质提出强度增强、耐用增强的方案，实现材料的可持续发展。
参考文献：
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[3]罗涵.聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究[J].玻璃钢/复合材料，2011，。