角钢槽钢实验报告

角钢、槽钢弯曲时应力的比较

一 实验目的：

（1）用应变花法测定平面应力状态下的主应力 （2）熟悉电子万能试验机的使用方法

（3）通过比较相同受力条件下其最大应力了解其性能 二 实验设备：

（1）角钢、槽钢

（2）电子万能试验机 （3）静态应变测试仪 三 理论分析：

1.理论公式

，应变由实验测出。

主应力计算公式 ()())2^4522^111(2︒-++-++-+=

εεεεεν

νεεσy x y x y x E

2施加荷载大小的确定

我们最初预定角钢的加载方案是荷载为1KN~2kN ，分十级加载，为了检验我们所施加的荷载是否超过了试件的临界荷载，我们所用的钢材均为q235钢，故临界应力为235Mpa.

我们将试件看成一个具有相同截面积的长方体，上面施加了相同的荷载，如图1，这样我们就可以算出荷载在危险截面处产生的最大应力。

图1

Mpa

Iz y M m

N M 16.412

^1053^1201213

^105.21200120020006.0=-⨯⨯⨯÷-⨯⨯=∙=∙=⨯=σ 远小于235Mpa 。故加载方案可行。 3变量控制

由于实验室没有截面积相同的槽钢与角钢，为了实验具有可比性，我们按照使其单位面积所受力相同的原则进行加载

即 2211S P S P =得出槽钢的施加荷载为1.37Mpa~2.75Mpa.

四 实验步骤： 1角钢

图5为角钢梁加载示意图，其中M点为布片位置，其距固定端10cm，P为载荷，图6为角钢梁两侧面的布片图示。其中上图为A面在M处所贴的3个等距应变片，下图为B面在M处所贴的一个应变花。应变花贴在角钢梁中性层处。

图2 角钢梁加载示意图

图3 角钢梁贴片示意图

2 槽钢

图8为槽钢梁加载示意图，其中M点为布片位置，其距固定端10cm，P为载荷。图9为槽钢梁上、下两表面及侧面的布片示意图。其中上、下表面各贴了一个应变片;于槽钢侧面中线处贴了一个应变花。

图5 槽钢梁加载示意图

图6 槽钢梁贴片示意图

（1）用砂纸将布片位置打磨光滑，用酒精清洗。按上图粘贴应变片及连接片，焊接导线。

（2）安装并固定好钢材，将各应变片导线静态电阻应变仪，按半桥电路连接，调平衡，检查应变片。

（3）使用电子万能试验机打开软件，按已定的荷载分十级加载

（4）将实验数据记录在表格中

五实验数据的处理与计算

表2 槽钢梁实验数据表

（1） 角钢应力计算：

MPA MPA MPA MPA 2.0)6^102)^021.52(2)^1.52(25

.11

75.06^10)1.52((29^1020042.46^101.229^1020059.56^105.299^10200246.06^103.29^102001=-⨯⨯--++⨯+-⨯-⨯⨯=

=-⨯⨯⨯==-⨯⨯⨯==-⨯⨯⨯=主σσσσ

（2） 槽钢应力计算：

MPA

MPA MPA 54.0)6^102)^223.24.0(2)^3.24.0(25

.11

75.06^10)3.24.0((29^1020098.26^109.149^10200554.26^107.129^102002=-⨯⨯-++-⨯+-⨯+⨯⨯=

=-⨯⨯⨯==-⨯⨯⨯=主σσσ六 实验结论

由实验可知，在相同受压条件下，即荷载的位置与大小均相同的情况下，在梁上相同的位置，100N 的作用力可使角钢梁产生5.9MPA 的最大应力，可使槽钢梁产生2.98MPA 的最大应力。故受弯构件大都使用槽钢，而角钢大多用于桁架结构。

七 实验不足及改进方法

本实验由于采用了平面弯曲，故没有考虑角钢在何处施加荷载最有利，从而

对实验可比性产生了一些影响。改进方法是可以通过查找资料来找到最有利荷载位置。