偏心拉伸实验报告
偏心拉伸实验报告
偏心拉伸实验报告实验目的，通过偏心拉伸实验，研究材料在拉伸过程中的变形和破坏特性，了解材料的力学性能。
实验原理，偏心拉伸是指在拉伸试样上施加偏心载荷，使试样在拉伸过程中产生偏心变形，从而引起试样的非均匀应变和破坏。
在偏心拉伸实验中，试样的拉伸变形主要包括轴向拉伸变形和偏心变形。
轴向拉伸变形是指试样在拉伸过程中发生的均匀拉伸变形，而偏心变形是指试样在偏心载荷作用下产生的非均匀应变和破坏。
通过对试样的偏心拉伸实验，可以研究材料的屈服特性、断裂特性和应变硬化特性。
实验步骤：1. 准备拉伸试样和拉伸设备；2. 在拉伸试样上标定偏心位置；3. 施加偏心载荷，进行偏心拉伸实验；4. 记录试样的拉伸变形和破坏情况；5. 分析实验数据，得出结论。
实验结果：通过偏心拉伸实验，我们观察到试样在偏心载荷作用下发生了非均匀应变和破坏。
试样的偏心变形导致了试样的局部应变集中，最终导致试样的破坏。
在实验中，我们还观察到试样的屈服特性和断裂特性，得出了材料的力学性能参数。
实验结论：偏心拉伸实验结果表明，材料在拉伸过程中会出现非均匀应变和破坏，偏心变形是导致试样破坏的主要原因之一。
通过偏心拉伸实验，我们可以了解材料的力学性能，为材料的设计和应用提供参考。
实验意义：偏心拉伸实验对于研究材料的力学性能具有重要意义，可以为工程结构的设计和材料的选择提供依据。
通过对材料的偏心拉伸实验，可以评估材料的抗拉强度、屈服特性和断裂特性，为工程实践提供参考。
总结：偏心拉伸实验是研究材料力学性能的重要手段，通过实验可以了解材料在拉伸过程中的变形和破坏特性。
偏心拉伸实验结果对于材料的设计和应用具有重要意义，可以为工程结构的设计和材料的选择提供依据。
希望通过本次实验，能够更深入地了解材料的力学性能，为工程实践提供更多的参考和支持。
偏心拉伸实验
ep
P M
理论计算式: i N M
yy
yy
其中：
N
N A
P A
为仅由轴向拉伸 产生的正应力。
m
m
R3 R2 R1
p M
m
m
R3 R2 R1
M
M W
M Iz y
Pey Iz
上式为仅由弯矩产生的正应力
所以
i
p A
pey Iz
M 由此可知，截面上任何一点的应力是由
p
拉伸正应力N和弯矩正应力M相叠加
▪ 二、电阻应变片的功能
▪ 三、桥路联接的基本关系式及其特性：
▪
仪＝1－2＋3－4
▪ ① 半桥外补偿 、 ② 全桥外补偿、
③全桥自补偿、 ④ 半桥自补偿、
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偏 心 拉 伸 实 验 （5）
四、电阻应变测量中的温度补偿问题。 五、机测实验的主要用途
① 主要用来测试金属材料的强度极限、刚 度等机械性质。
而得到。
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偏 心 拉 伸 实 验（2）
x
p M
当用实验的方法测量这种组合 Rt 变形的任一点的应力时，可采用半
D… C…
桥共用外补偿的联接方法，如右图 示。
B…
yy
此时由电阻应变仪读得应变
仪得应变数仪为由拉伸引起的 R1 ( R2、R3 )
A…
123
m
R3 R2 R1
y 线应变N和由弯矩引起的线应
m 变M的叠加的结果. 即:仪 =(N±M+εt)-εt
半桥外补偿的 接线图
此时实际应变实=仪=N±M。
M p
由虎克定律得;
偏心拉伸实验报告实验结论
偏心拉伸实验报告实验结论偏心拉伸实验报告实验结论引言：偏心拉伸实验是一种常见的力学实验，用以研究材料在受拉力作用下的变形和破坏特性。
通过施加偏心拉力，可以模拟实际工程中材料所承受的不均匀受力情况，从而更好地了解材料的力学性能。
本文将总结偏心拉伸实验的结果，并得出实验结论。
实验设计：本次实验采用了标准的偏心拉伸试验机，选取了不同种类的材料进行测试，包括金属、塑料和复合材料。
每种材料都进行了多组试验，以确保结果的准确性和可靠性。
在实验过程中，我们记录了拉伸载荷、试样长度和试样断裂位置等数据。
实验结果：在所有的实验中，我们观察到了以下现象和结果：1. 材料的断裂位置：在偏心拉伸实验中，材料的断裂位置通常会出现在试样的较薄部分。
这是由于拉伸力的作用，使得试样的较薄部分承受的应力较大，从而导致破坏。
这一现象在金属和塑料试样中尤为明显，而在复合材料试样中稍微有所不同，可能会出现在不同的位置。
2. 材料的断裂形态：不同材料在偏心拉伸实验中的断裂形态也有所不同。
金属试样通常会出现拉伸断裂，即试样在拉伸力作用下逐渐拉长，最终发生断裂。
塑料试样则可能会出现拉断或剪切断裂，取决于材料的特性和结构。
复合材料试样的断裂形态更加多样，可能会同时出现拉伸、剪切和撕裂等多种破坏方式。
3. 材料的应力-应变曲线：通过对实验数据的分析，我们得到了材料的应力-应变曲线。
在拉伸阶段，材料的应变随着拉伸力的增加而线性增长，直至达到极限强度。
此后，材料开始发生塑性变形，应变增长速率逐渐减慢，直至材料最终断裂。
不同材料的应力-应变曲线形状和特点有所差异，这与材料的组成、结构和加工方式等有关。
实验结论：通过以上实验结果的观察和分析，我们得出以下结论：1. 材料的断裂位置受到拉伸力的影响，较薄部分承受的应力较大，容易破坏。
2. 不同材料在偏心拉伸实验中的断裂形态各异，金属试样通常呈现拉伸断裂，塑料试样可能出现拉断或剪切断裂，而复合材料试样的破坏方式更加多样。
偏心拉伸实验
D图2-2R 图2-1实验二 偏心拉伸实验一、实验目的1．测定偏心拉伸试样材料的弹性模量E 。
2．测定偏心拉伸试样的偏心距e 。
3．学习组合载荷作用下由内力产生的应变成份分别单独测量的方法。
二、设备和仪器（同§7） 三、试样采用图2-1所示的铝合金偏心拉伸试样，Ra 和Rb 为沿应变方向粘贴的应变片，另外有两枚粘贴在与试样材质相同但不受载荷的铝块上的应变片，供全桥测量时组桥之用。
尺寸b=24mm ，t=5mm 。
四、试验原理 由电测原理知：1234du εεεεε=-+-（I-7）式中du ε为仪器读数。
从此式看出：相邻两臂应变符号相同时，仪器读数互相抵销；应变符号相异时，仪器读数绝对值是两者绝对值之和。
相对两臂应变符号相同时，仪器读数绝对值是两者绝对值之和；应变符号相异时，仪器读数互相抵销。
此性质称为电桥的加减特性。
利用此特性，采取适当的布片和组桥，可以将组合载荷作用下各内力产生的应变成份分别单独测量出来，且减少误差，提高测量精度。
从而计算出相应的应力和内力。
——这就是所谓内力素测定。
图2-1中Ra 和Rb 的应变均由拉伸和弯曲两种应变成份组成，即() ()a F M b F M a b εεεεεε=+=-式中Fε和M ε分别为拉伸和弯曲应变的绝对值。
若如图2-2组桥，则由（I-7）、（a ）和（b ）式得2du a b F εεεε=+=若如图2-3组桥，则由（I-7）、（a ）和（b ）式得2du a b M εεεε=-=通常将仪器读出的应变值与待测应变值之比称为桥臂系数。
故上述两种组桥方法的桥臂系数均为2。
为了测定弹性模量E ，可如图2-2组桥，并等增量加载，即0(1,2,,5)i F F i F i =+⋅∆=末级载荷5F 不应使材料超出弹性范围。
初载荷F 时应变仪调零，每级加载后记录仪器读数图2-3dui ε，用最小二乘法计算出弹性模量E ：52151i duii iFE bti αε==⋅∆=⋅∑∑ （2-1）式中α为桥臂系数。
偏心拉杆实验报告
实验报告
六．偏心拉杆实验报告
实验者姓名：_________ 学号：______ _
实验组别：_______分院_____ 专业 _ 班
实验日期：________年_______月 日 （一）实验目的
1．熟悉电阻应变仪的电桥接法。
2．测定偏心拉伸试样的应力分布，验证叠加原理的正确性。
（二）实验设备
实验机名称及机器型号＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 精度＿＿mm
测试件直径的量具名称＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 精度＿＿mm 测试件长度的量具名称＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 精度＿＿mm （三）实验数据和计算结果
1. 偏心拉伸试件实验前参数（试件截面尺寸见图1，图2所示）
)(mm b
)(mm t
)(mm e
)(MPa E
)(4mm I x
)(A 2mm
)(12/43mm tb I x =
)(2mm bt A =
图1 图2 2. 偏心拉伸试件各测点应力理论计算结果
评 定 教师签名 批阅日期
3.偏心拉伸试件各测点的应变读数（试验三次，以较好的一组试验数据填入表中）
4.偏心拉伸试件各测点的应力计算结果
5.理论值与试验值的比较
（四）回答下例问题
1.影响实验结果的主要因素是什么
3.画出正应力沿横截面高度的分布规律图。
偏心拉伸实验报告
偏心拉伸实验报告偏心拉伸实验报告引言：偏心拉伸实验是一种常见的力学实验，通过施加不同的偏心距离和拉伸力来研究材料的力学性能。
本实验旨在探究材料在偏心拉伸条件下的应力-应变关系，并分析其对材料的影响。
实验目的：1. 研究材料在偏心拉伸条件下的应力-应变关系；2. 掌握偏心拉伸实验的操作方法；3. 分析偏心拉伸对材料性能的影响。
实验原理：偏心拉伸实验是一种静态拉伸实验，通过施加不同的偏心距离，使拉伸力不再作用于材料的几何中心，而是偏离几何中心。
这样的拉伸方式可以模拟材料在实际应用中受到的偏心力作用，从而更真实地反映材料的力学性能。
实验装置：1. 偏心拉伸试验机：用于施加拉伸力和控制偏心距离；2. 试样夹具：用于夹持试样，保证试样在拉伸过程中的稳定性；3. 应变计：用于测量试样在拉伸过程中的应变；4. 数据采集系统：用于记录和分析实验数据。
实验步骤：1. 准备试样：根据实验要求，选择合适的试样材料和尺寸，并进行必要的加工和标记；2. 安装试样：将试样夹持在试验机上，确保试样的几何中心与试验机的拉伸轴线重合；3. 施加拉伸力：通过试验机控制系统，逐渐施加拉伸力，同时记录拉伸力和应变数据；4. 调整偏心距离：在拉伸过程中，通过调整试验机的偏心距离，使拉伸力不再作用于试样的几何中心；5. 记录数据：在拉伸过程中，及时记录拉伸力和应变数据，并保证数据的准确性和可靠性；6. 结束实验：根据实验要求，停止拉伸，并将试样从试验机上取下。
实验数据处理：1. 绘制应力-应变曲线：根据实验数据，绘制应力-应变曲线，分析材料在偏心拉伸条件下的力学性能；2. 计算材料的屈服强度和抗拉强度：根据应力-应变曲线，计算材料的屈服强度和抗拉强度，评估材料的抗拉性能；3. 分析偏心拉伸对材料性能的影响：根据实验结果，分析偏心拉伸对材料的强度、韧性、断裂形态等性能的影响。
实验结果与讨论：通过偏心拉伸实验，我们得到了材料在不同偏心距离下的应力-应变曲线。
偏心拉伸实验报告
实验三 偏心拉伸实验36050221 唐智浩一、实验目的1．测量试件在偏心拉伸时横截面上的最大正应变max ； 2．测定中碳钢材料的弹性模量E ； 3．测定试件的偏心距e ；二、实验设备与仪器1．微机控制电子万能试验机；2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。
三、试件中碳钢矩形截面试件，（如图所示）。
截面的尺寸为h ×b = (7.86×30)mm 2 。
四、实验原理和方法试件承受偏心拉伸载荷作用，偏心距为e 。
在试件某一截面两侧的a 点和b 点处分别沿试件纵向粘贴应变片R a 和R b ,则a 点和b 点的正应变为：（1）（2）式中： εp ——轴向拉伸应变；εM ——弯曲正应变 有分析可知，横截面上的最大正应变为：(3)根据单向拉伸虎克定律可知：图一 试件示意图h R aR b btpA PE ε=(4) 试件偏心距e 的表达式为：PEW e Z M ⋅⋅=ε (5)可以通过不同的组桥方式测出上式中的εmax 、εp 及εM ，从而进一步求得弹性模量E 、最大正应力max σ和偏心距e 。
为了尽可能减小实验误差，实验采用多次重复加载的方法。
可参考如下加载方案：P 0=6KN ，P max =16KN ，∆P=10KN ，N=4。
1、测最大正应变εmax组桥方式见图二。
（1/4桥；2个通道）表一 半桥测2、测拉伸正应变εp全桥组桥法（备有两个温补片），组桥方式见图三。
图二 1/4桥测量应变片应变图三 全桥测P ε图四 半桥测M ε表二全桥测3、测偏心矩e半桥组桥法，组桥方式见图四。
表三半桥测。
偏心拉伸实验报告
偏心拉伸实验报告偏心拉伸实验报告一、实验目的本实验旨在研究材料在偏心拉伸条件下的力学性能表现，以获取材料的应力-应变曲线，并对材料的强度、塑性和韧性等关键性能指标进行评估。
通过本实验，有助于我们更深入地理解材料在复杂应力状态下的行为，为工程实践提供重要的理论依据。
二、实验原理偏心拉伸实验是一种常用的材料力学性能试验方法，主要用来模拟材料在复杂应力状态下的行为。
在偏心拉伸实验中，试样的一端被固定，而另一端受到拉伸载荷的作用。
与常规拉伸实验不同，偏心拉伸实验中试样的轴向应力分布不均匀，具有较高的应力梯度，因此可以更好地模拟实际工程中材料的受力状态。
三、实验步骤1.试样制备根据实验要求，选择合适的材料和尺寸规格，制备标准拉伸试样。
考虑到偏心拉伸的特殊性，试样的形状和尺寸需要满足相关标准。
试样制备完成后，应对其进行严格的检查，确保其符合实验要求。
2.实验装置进行偏心拉伸实验需要使用专门的实验装置，主要包括：拉伸机、夹具、偏心轮等。
实验装置应具备高精度和高稳定性，以确保实验结果的准确性和可重复性。
3.实验操作将试样安装在实验装置上，并确保试样的中心线与偏心轮的旋转轴重合。
然后，对试样施加一定的预载，以消除试样与夹具、偏心轮之间的接触间隙。
在预载完成后，逐渐增加拉伸载荷，并记录试样的变形量和对应的载荷。
4.数据处理与分析根据实验数据，绘制试样的应力-应变曲线，并对关键性能指标进行计算和分析。
这些指标包括：强度、塑性和韧性等。
对实验结果进行深入分析，可以对材料的力学性能有更全面的了解。
四、实验结果及数据分析1.应力-应变曲线通过偏心拉伸实验，我们获得了材料的应力-应变曲线。
曲线图反映了材料在拉伸过程中的应力分布和应变情况。
从曲线上可以看出，随着拉伸载荷的增加，材料的应力也逐渐增大。
同时，材料发生了一定程度的塑性变形。
2.性能指标分析根据应力-应变曲线，我们可以计算出材料的强度、塑性和韧性等性能指标。
这些指标是评估材料在复杂应力状态下的重要依据。
偏心拉伸实验报告误差
偏心拉伸实验报告误差引言偏心拉伸实验是常见的力学实验之一，通过施加外力对材料进行拉伸测试，以了解材料的力学性质和机械行为。
然而，在实际操作中，由于各种因素的干扰和误差的存在，实验结果往往会受到误差的影响。
本文将讨论偏心拉伸实验中可能出现的误差来源，并提出相应的减小误差的方法。
实验误差来源及分析1. 试样制备误差：在实验过程中，试样的制备过程可能存在一些误差。
例如，试样的形状和尺寸可能与设计值有所偏差，试样的制备过程中可能存在剪切等非理想情况，从而影响实验结果的准确性。
2. 试验装置误差：实验装置的设计和制造精度直接影响到实验结果的准确性。
例如，拉伸机夹具的设计和加工精度可能存在一定误差，夹具的刚性和对称性不好，会导致试样在实验过程中扭曲变形，从而影响实验结果。
3. 读数误差：在实验过程中，人为读取和记录数据时可能存在误差。
例如，拉力计的指针读数可能存在视觉误差，读数时经常会出现瞬时波动等情况，从而导致实验结果的增大。
4. 环境误差：实验过程中的环境因素也可能对实验结果产生影响。
例如，温度、湿度等环境因素的变化会导致试样的长度、材料特性等发生变化，进而影响实验结果。
减小误差的方法1. 提高试样制备的精度：在制备试样的过程中，加强制备技术，尽量减小制备误差，严格控制试样的尺寸和形状。
可以使用先进的制备技术，例如数控机床等，保证试样的形状和尺寸满足要求。
2. 改进试验装置：对实验装置进行合理设计和制造，提高装置的刚性和对称性，减小装置本身的影响。
选择合适的夹具和传感器，降低读数误差，提高实验结果的可靠性。
3. 增加实验数据的采集次数：对于读数受到瞬时波动等因素影响的情况，可以增加数据的采集次数，多次测量取平均值，减小随机误差的影响，提高实验结果的稳定性。
4. 控制环境因素：在实验过程中，尽量保持环境的稳定，控制温度、湿度等因素的变化。
可以在恒定温度和湿度条件下进行实验，避免环境因素对实验结果的干扰。
5. 进行误差分析和处理：对实验数据进行误差分析，确定误差来源和大小。
实验八 偏心拉伸电测实验
实验八 偏心拉伸电测实验一、 实验目的1．用电测法测定偏心位伸试件横截面上正应力分布，并与材力理论计算比较。
2．用不同的桥路接法，在组合变形情况下测取单一成分应变的方法。
二、实验设备1．电阻应变仪（见附表一）2．1–5–2型材料拉力试验机。
三、实验概述本实验偏心拉伸试件如图11所示图11 偏心拉伸试件经分析，试件中部受偏拉作用，横截面上正应力由两部分叠加而成，即拉伸正应力加上弯曲正应力。
在试件中部横截面A —A 处沿轴线方向贴了五个电阻片，即①、③、④、⑤、⑥，其分布位置如图，电阻片④通过截面轴线方向，用以测量横截面上的正应力分布；电阻片②、⑦系横向粘贴，与轴向垂直，用以测量材料的泊松比υ（有的书上记为μ）本实验中还要求用半桥互补接线法或全桥接线法进行测量，从这种拉、弯组合变形中单独测出拉伸正应力和弯曲正应力。
所谓半桥互补接线法，即在AB 、BC 间各接一工作电阻片R 1、R 2 、，当它们的R ，K 值相同时可得到应变仪的读数为：21εεε-=ds关于全桥接线法，即在接线柱AB 、BC 、CD 、DA 之间分别接工作电阻片R 1 、R 2 、R 4 、R 3，参见图42（b ），当它们分别感受的应变是1ε 、2ε 、4ε、3ε 则有3421εεεεε-+-=ds为了从拉、弯组合变形中单独测出拉伸应力和弯曲应力，可以有不同的方案，只要根据组合变形的叠加原理与半桥、全桥公式即可设计出来，实验要求同学们自行设计方案并导出 -24-相应的公式，即导出由应变仪读数算出所要测定的单一成份应变的计算公式。
为了检验实验是否正常，仍可用逐级加载法。
四、预习要求1．复习实验讲义有关电测法基本原理部分，弄清半桥、全桥接线时的公式。
2．复习YJR —6数字应变仪原理及使用方法。
3．若材料σp =200MPa ，试件设计尺寸为h=30mm ，b=12mm ，偏心距e=10mm ，试确定加载方案。
4． 根据各片感受应变情况及桥路公式，自行思考设计接线方案，以便单独测出其中的拉伸正应力和最大弯曲正应力。
3.偏心拉伸(08)
偏心拉伸试验
学院_________专业_________班_________实验组别_______实验者姓名_______________
实验日期_______________年_________月_________日实验室温度___________℃
批改时间____________ 报告成绩______________ 批阅人______________
一、实验原理（接桥方法设计：a测量轴力图及计算公式，b测量弯矩图及计算公式）
二、实验设备
电阻应变仪型号名称____________________________
实验装置名称____________________________
量具名称____________________________ 精度________mm
三、实验基本数据
四、实验测量数据和处理结果
五、回答思考题中提出的问题
（1）不同的桥路方式对测量结果有无影响？
（2）电阻应变仪无显示或数据不稳定，是什么原因造成的？该如何调整？（3）简述实验心得，或试验中你觉得应该注意的事项。
偏心拉伸实验(指导书)
偏心拉伸实验一. 实验目的1．测定如图2所示试件, 沿A-A 加载时, 即偏心拉伸时的拉应力和弯曲应力。
2．测定如图2所示试件, 沿A-A 加载时, 即偏心拉伸时, 横截面中性轴位置。
3. 与理论值进行比较分析二. 实验仪器和设备1. 拉压实验装置一台2. YJ-4501静态数字电阻应变仪一台3. 偏心拉伸试件一根（已粘贴好应变片）三. 实验原理拉压实验装置见图1, 它由座体1, 蜗轮加载系统2, 支承框架3, 移动横梁4, 传感器5和测力仪6等组成。
通过手轮调节传感器和移动横梁中间的距离, 将万向接头和已粘贴好应变片的偏心试件（见图2）, 安装在上、下夹具中间。
若载荷作用在试件的对称轴线上, 则此时试件横截面上只有拉应力, 应力FSσ=F 为作用在试件上的力, S 为试件横截面面积。
若沿A-A 加载, 则此时试件受偏心拉伸, 横截面上即有拉应力, 也有弯曲应力, 应力ZF M y S I σ=± M 为0.02F, IZ 为形心轴惯性矩, y 为距形心轴距离（见图3）。
偏心试件弹性模量为70GN/m 2。
偏心试件上共粘贴有6片应变片, 粘贴位置如图2所示, 并已两两串联连接, 见图4（a ）。
另有一个补偿块, 补偿块上共粘贴四片应变片, 其中绿色线为两片应变片串联连接线, 见图2（b ）。
四. 实验步骤1．首先将偏心试件安装至拉压实验装置的上、下夹具间, 并通过试件对称轴。
2. 接通测力仪电源, 将测力仪开关置开。
3. 将应变片按图5串联单臂半桥接线法接至应变仪各通道上。
4．检查应变仪灵敏系数是否与应变片一致, 若不一致, 重新设置。
5. 实验:a. 加初始载荷, 初载菏取0.3KN, 将应变仪各通道置零（可反复进行）。
b. 加载荷至1.3KN, 记录各通道应变读数。
c. 载荷退至0.3KN, 记录各通道应变读数, 不为零时需重新置零。
d．再次加载至1.3KN, 记录各通道应变读数。
实验九--偏心拉伸实验
重复加载法：P0=6KN，Pmax=16KN，P=10KN，N=4
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BUAA
实验结果处理
按重复加载法进行数据处理，并：
1、求横截面上最大正应变 2、求出材料的弹性模量E 3、求出试件圆孔的偏心距e
材料力学实验
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aPMt
bPMt 半桥接线法
也可以用Ra和中间应变片测e
P
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BUAA
实验步骤
材料力学实验
1、拟定加载方案 2、草拟实验所需各类数据表格 3、测量试件尺寸 4、试验机准备、试件安装和仪器调整 5、确定组桥方式、接线和设置应变仪参数 6、检查及试车 7、进行试验 8、整理各种仪器设备，结束试验
BUAA
材料力学实验
实验九 偏心拉伸实验
Page1
BUAA
材料力学实验
实验目的
测量试件在偏心拉伸时横截面上的最大正应变 测定中碳钢材料的弹性模量E ； 测定试件的偏心距e
实验设备与仪器
微机控制电子万能试验机 静态应变仪 游标卡尺
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BUAA
实验试件
中碳钢矩形截面试件
P
材料力学实验
e
名义尺寸： 307.5mm2
材料屈服极限：s 360MPa
Rb
Ra
h b
实验时应根据屈服极限 确定实验最大载荷
P ma x(0.7~0.8)P s
P
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BUAA
材料力学实验
实验原理与方法
P e
ε a =ε p +ε M +ε t
（1）
ε b =ε p ε M +ε t
BUAA
测弹性模量E
实验报告-偏心拉伸
偏心拉伸试验
实验日期实验地点报告成绩
实验者班组编号环境条件℃、%RH 一、实验目的：
二、使用仪器：
三、实验原理：
四、实验数据记录：
表1、试样相关数据
表2、拉应变的测试试样编号NO：
表3、弯曲应变的测试试样编号NO：
实验指导教师（签名）：
五、实验数据处理：
六、实验结果：
七、思考题：
1、对于讲义中图1所示的布片方案，如果按右图的方式进行组桥亦能测得拉应变εP 。
请问：它与讲义中图3(a)所示的组桥方式相比，哪个方案好些？为什么？
*2、比较本试验讲义中所给两种布片方案的优劣。
*3、对于讲义中图2所示的布片方案，除讲义中指出的两种组桥方案外，还有哪些方案？试画出你所能列出的组桥方式，并指出相应应变仪读数的意义。
*4、本试验的误差主要是由哪些原因造成的？
批阅报告教师（签名）：
八、问题讨论：
C。
综合实验偏心拉伸的应力测试DOC
1. 实验目的及意义 (1)2. 实验器材 (1)2.1 XL2118C 型力&应变综合测试仪 (1)2.2试样及应变片介绍 (3)3. 电桥 (5)3.1测量电桥的工作原理 (5)3.2 温度补偿和温度补偿片 (6)3.3桥路连接 (7)4. 实验原理 (8)4.1 原理 (8)4.2 测量各内力分量产生的应变成分P ε和M ε (8)4.3 弹性模量E 的测量与计算 (10)4.4 偏心距e 的测量与计算 (10)5. 实验过程和结论 (11)5.1 实验步骤 (11)5.2实验数据处理 (12)6． 有限元分析 (13)6.1 有限元分析软件的选择 (13)6.2 试件的有限元分析 (15)6.2.1 正拉力下试件受力分析 (15)6.2.2偏心拉力下试件受力分析 (16)7. 结术语 (18)综合实验——偏心拉伸实验1. 实验目的及意义金属材料的拉伸试验是人们最早用来测定材料力学性能的一种方法，是应用最广泛的力学性能试验方法。
金属材料在外力作用下所表现出的各种特征，如弹性、塑性、韧性、强度等统称为力学性能指标。
金属材料的力学性能是其性能和可靠性的重要标志，拉伸性能更是金属材料的力学性能的重要参数。
通过拉伸实验，可以获得如抗拉强度、伸长率等多项金属材料的力学指标，为材料方面的科学研究创造价值。
本实验是针对偏心件，测量其弹性模量E和偏心距e，同时对应变仪测量微应变仪的组桥原理和方法进行理论和实际的掌握。
最后运用ANSYS有限元分析软件对偏心试样的变形和应力进行有限元分析。
2. 实验器材XL2118C型力&应变综合测试实验系统、偏心拉伸试样（已贴应变片）、螺丝刀等。
2.1XL2118C型力&应变综合测试仪XL2118C型力&应变综合测试实验系统包括力&应变综合测试仪和拉伸加载装置。
该应变仪采用最新嵌入式MUC控制技术、显示技术、模拟数字滤波技术等精心设计的。
偏心拉伸
5.7 偏心拉伸当作用力不通过杆件截面的形心而产生拉伸（压缩），同时也引起弯曲的组合变行。
下面介绍用电测法测定直杆受偏心拉伸的组合变形测试方法。
一．实验目的1．用电测法测定直杆受偏心拉伸时截面上的应力大小及其分布规律，并与理论计算相比较，验证理论公式，计算相对误差；2．掌握分析误差产生的原因；3．熟练掌握电测桥路特性及其应用。
二．实验原理与试件采用矩形截面直杆，加载方式见图5.7-1。
横截面上任一点的正应力为：z z F M F F e y y S J S J σ⋅=+⋅=+⋅ （5.7-1）式中：F ―轴向力，M ―弯矩，123b t J z ⋅=―横截面对中性轴的惯矩，y ―测点至中心线距离，S=bt ―横截面面积。
上式表明截面上任一点的正应力为拉、压应力和弯曲应力之和。
正应力沿横截面呈线性分布。
最大与最小正应力分别为：max 5F F e A W σσ⋅==+ （5.7-2） min 1F F e A Wσσ⋅==- （5.7-3） 式中：W ―抗弯截面模量，W = 62b t ⋅。
由上式分析可知横截面上各点均为单向应力状态，由此在直杆中心的横截面上沿轴线方向依次贴上应变片，测得在F力作用下各点的线应变ε，按虎克定律E σε=，即可求得在相应各点的应力值，给出应力应变分布曲线。
试件采用低碳钢直杆，截面形状为矩形的偏心拉伸试件。
试件的尺寸、加载方式及应变片的布片位置见图5.7-1。
在试件中间截面处两面沿截面宽度4等分，取5个测点，贴10片电阻应变片，并使试件两面对应电阻应变片串联。
三．设备及仪器材料试验机，静态电阻应变仪，游标卡尺四．实验步骤1．用游标卡尺测量试件中间的截面积尺寸。
2．将试件安装在试验机上，夹紧上夹头。
把十个工作片对应串联，与补偿片接至电阻应变仪。
以1/4桥方式联接。
图5.7-1 试件及其受载形式3．夹紧下夹头，开始加载。
每加一次载荷，读出并记下各测点的应变值。
载荷等级选择如下：5kN、10kN、15kN、20kN。
实验六 偏心拉伸实验
实验六 偏心拉伸实验一、实验目的1. 测定偏心拉伸时的最大正应力，验证叠加原理的正确性2. 分别测定偏心拉伸时由拉力和弯矩所产生的应力。
3. 测定弹性模量E 。
4.测定偏心距e 。
二、实验设备1. 组合变形电测综合实验装置（自制）；2. 电阻应变测力仪；三、实验原理和方法偏心拉伸试件，如下图所示。
在外载荷作用下，其轴力F N =F ，弯矩M=F ×e,其中e 为偏心距。
根据叠加原理，得横截面上的应力为单向应力状态，其理论计算公式为拉伸应力和弯曲应力的代数和。
即20F 6M =A bh σ± 试件应变片的布置方法如上图所示，R 1和R 2分别为试件两侧面上的两个对称点，则1F =Mεεε-2F =M εεε+式中F ε——轴力引起的拉伸应变；M ε——弯矩引起的应变。
该实验采用全桥对臂的方式测轴力引起的应变，采用半桥方式测弯矩引起的应变。
四、实验步骤1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
2. 测量试件尺寸。
3. 拟定加载方案。
4. 根据试件的分布情况和提供的设备条件确定最佳贴片、组桥方案并接线。
5. 分4-6级加载实验。
记录不同载荷时应变仪的度数应变d ε,并随时检查应变仪的度数变化量d ε∆是否符合线性变化。
6. 实验结束，卸载、关闭电源，拆线整理所有设备，清理试验现场，将所有仪器、设备复原。
五、实验结果处理1. 基本参数。
如图(a)所示，h=30 b=5 k=2.182. 实验过程中采集的数据。
表（b ） 测量M ε时应变与加载数据表表(c)各测点处应变数据的处理()F N ∆()F εμε∆()M εμε∆500 16 -31 500 17 -31.5 500 19.5 -31.5 500 15 -3150016.5 -30 ()εμε16.8-313、所用试件的弹性模量为660500198.41501016.810F F E Gpa A ε--===⨯⨯⨯ 4、偏心距为()293362198.410510*********.2366500Z M MEW Ebh e mmF Fεε---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯====⨯5、应力计算实验值 9-6E =198.41016.810=3.33312MPa F σε=⨯⨯⨯9-6M E =198.4103110=6.1504MPa σε=⨯⨯⨯max 9.48352F M Mpa σσσ=+=理论值()3max263350065009.23109.48667150105103010Z F M Mpa A W σ----⨯⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 相对误差为0.003％。
实验一 偏心拉伸试验
实验一偏心拉伸试验[实验目的]1、测定偏心拉伸时的最大正应力，验证迭加原理的正确性。
2、学习拉弯组合变形时分别测量各内力分量产生的应变成分的方法。
3、测定偏心拉伸试样的弹性模量E 和偏心距e 。
4、进一步学习用应变仪测量微应变的组桥原理和方法，并能熟练掌握、灵活运用。
[使用仪器及工具]静态电阻应变仪、拉伸加载装置、偏心拉伸试样（已贴应变计）、螺丝刀等。
[试样及布片介绍]本实验采用矩形截面的薄直板作为被测试样，其两端各有一偏离轴线的圆孔，通过圆柱销钉使试样与实验台相连，采用一定的加载方式使试样受一对平行于轴线的拉力作用。
在试样中部的两侧面、或两表面上与轴线等距的对称点处沿纵向对称地各粘贴一枚单轴应变计（见图1、图2），贴片位置和试样尺寸如图所示。
应变计的灵敏系数K 标注在试样上。
[实验原理]偏心受拉构件在外载荷P 的作用下，其横截面上存在的内力分量有：轴力F N =P ，弯矩M =P ·e ，其中e 为构件的偏心距。
设构件的宽度为b 、厚度为t ，则其横截面面积A =t ·b 。
在图2所示情况中，a 为构件轴线到应变计丝栅中心线的距离。
根据叠加原理可知，该偏心受拉构件横截面上各点都为单向应力状态，其测点处正应力的理论计算公式为拉伸应力和弯矩正应力的代数和，即：26P M P Pe A W tb tbσ=±=±（对于图1布片方案） 图1 加载与布片示意图1图2 加载与布片示意图2312y P M P Pea y A I tb tbσ=±=±（对于图2布片方案） 根据胡克定律可知，其测点处正应力的测量计算公式为材料的弹性模量E 与测点处正应变的乘积，即：E σε=⋅1.测定最大正应力，验证迭加原理根据以上分析可知，受力构件上所布测点中最大应力的理论计算公式为：max 2max 22361122a P M P Pe A W tb tb P M P Pea y A I tb tb σσσσ⎧==+=+⎪⎪⎨⎪==+=+⎪⎩,理,理 （对于图布片方案） （对于图布片方案）（1）而受力构件上所布测点中最大应力的测量计算公式为：()()max 2max E E 1E E 2a a P M a P Ma σσεεεσσεεε==⋅=+⎧⎪⎨==⋅=+⎪⎩,测,测 （对于图布片方案）（对于图布片方案）（2） 2.测量各内力分量产生的应变成分P M εε 和由电阻应变仪测量电桥的加减原理可知，改变电阻应变计在电桥上的联接方法，可以得到几种不同的测量结果。
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实验三 偏心拉伸实验
36050221 唐智浩
一、实验目的
1．测量试件在偏心拉伸时横截面上的最大正应变max ； 2．测定中碳钢材料的弹性模量E ； 3．测定试件的偏心距e ；
二、实验设备与仪器
1．微机控制电子万能试验机；
2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。
三、试件
中碳钢矩形截面试件，（如图所示）。
截面的尺寸为h ×b = (7.86×30)mm 2 。
四、实验原理和方法
试件承受偏心拉伸载荷作用，偏心距为e 。
在试件某一截面两侧的a 点和b 点处分别沿试件纵向粘贴应变片R a 和R b ,则a 点和b 点的正应变为：
（1）
（2）
式中： εp ——轴向拉伸应变；εM ——弯曲正应变 有分析可知，横截面上的最大正应变为：
(3)
根据单向拉伸虎克定律可知：
图一 试件示意图
h R a
R b b
t
p
A P
E ε=
(4) 试件偏心距e 的表达式为：
P
E
W e Z M ⋅⋅=
ε (5)
可以通过不同的组桥方式测出上式中的εmax 、εp 及εM ，从而进一步求得弹性模量E 、最大正应力max σ和偏心距e 。
为了尽可能减小实验误差，实验采用多次重复加载的方法。
可参考如下加载方案：P 0=6KN ，P max =16KN ，∆P=10KN ，N=4。
1、测最大正应变εmax
组桥方式见图二。
（1/4桥；2个通道）
表一 半桥测
2、测拉伸正应变εp
全桥组桥法（备有两个温补片），组桥方式见图三。
图二 1/4桥测量应变片应变
图三 全桥测P ε
图四 半桥测M ε
表二全桥测
3、测偏心矩e
半桥组桥法，组桥方式见图四。
表三半桥测。