6工字钢三点弯曲危险点应力测定

合集下载

三点弯曲应力试验

三点弯曲应力试验

三点弯曲应力试验
三点弯曲应力试验是一种常用的材料力学试验方法,用于测量材料在屈服之前受力时的弯曲应力。

该试验主要包括将试件固定在两个支承点上,然后在中间施加一个垂直于试件的加载力,使试件发生弯曲变形。

通过测量试件在负载下的变形和应力,可以得到材料的弯曲性能和应力-应变曲线。

三点弯曲应力试验常用于研究材料的弯曲性能,例如弯曲强度、弹性模量和断裂韧性等。

通过该试验可以评估材料在弯曲条件下的机械性能和耐久性,对于工程设计和材料选择具有一定的参考价值。

三点弯曲应力试验的具体步骤如下:
1. 准备试件:根据试验要求制备具有一定尺寸和几何形状的试件。

2. 安装试件:将试件固定在两个支承点上,使其呈现一定的距离。

3. 施加负载:在试件正中央施加一个垂直向下的加载力,使试件发生弯曲变形。

负载可以通过机械设备或电动机来实现。

4. 测量变形:使用位移计或应变计等设备,测量试件在负载下的变形情况。

一般会测量试件的中央位移和应变。

5. 记录数据:根据材料的弯曲变形情况和施加的负载,记录试验数据。

6. 分析结果:根据试验数据,计算出试件的应力和应变,并绘制应力-应变曲线。

根据曲线的形状和斜率,分析材料的力学
性能。

总之,三点弯曲应力试验是一种常用的力学试验方法,用于评估材料在弯曲条件下的机械性能。

该试验可以提供材料的弯曲强度、弹性模量和断裂韧性等参数,对于工程设计和材料选择具有重要的参考价值。

工字钢梁纯弯曲实验指导书2

工字钢梁纯弯曲实验指导书2

清华大学工字钢梁纯弯曲实验指导书一、实验目的1.测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力、挠度的分布规律,2.将实测应力值与理论值比较,验证弯曲正应力的计算公式;3.了解电测应变片的原理及仪器的使用。

二、实验设备和仪器1.纯弯曲试验装置;装置如图所示,装置如图所示,它由1 实验梁,2 支脚,3 手轮,4箱体,5蜗杆升降装置,6 传感器,7 拉杆,8 压头,9 承重梁,10 底座,11 脚轮,12 支柱组成。

进行纯弯曲实验时先将实验梁上被测点应变片连接到应变仪上,再按照手轮降或升的旋转手轮进行加载或卸载。

极限载荷2500N。

2.应变综合参数测试仪。

三、实验原理1.实验装置的受力分析F ,M=常数。

纯弯曲段,0Q2.纯弯梁特点只有正应力σ,没有切应力τ,即只有弯曲作用,没有剪力作用。

3.弯曲正应力理论计算公式z My I σ=公式推导:胡克定律σ=E εyερ=yE σρ=由公式知,y 不同,σ不同当y=0,σ=0,即为梁的中性层。

四、实验方案用电测法,利用贴于梁上的电阻应变片可获得被测材料上各点的线应变。

1 梁所受载荷及电阻应变片布置情况中性层应变片编号为1,中性层以上分别为2、4号片,6号片在梁的上表面;中性层以下分别为3、5号片,7号片在梁的下表面。

用电测法。

利用贴于梁上的电阻应变片可获得被测材料上各点的线应变。

1. 梁所受载荷及电阻应变片布置情况中性层应变片编号为1,中性层以上分别为2、4号片,6号片在梁的上表面;中性层以下分别为3、5号片,7号片在梁的下表面;2 选择桥路惠斯通电桥全桥:测力,4根线半桥:测位移,3根线1/4桥:测应变,2根线五、实验操作步骤1 连接桥路将弯曲梁上被测点电阻应变片的引线端与电阻应变仪测量通道接线端子连接,并在公共温度补偿的接线柱上接入温度补偿片。

(插片要插好,螺丝要拧紧)2 仪器准备线接好后按“平衡”按钮,同时通过通道切换按钮,检查所有被测点是否都显示为“0”。

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定HQ130 钢是目前国内用于焊接结构强度级别最高的钢种,主要用于工程机械高强耐磨部位。

该钢除用作工程装载机铲刀刃板外,还可用于起重机抓斗刃口板以及挖掘机、推土机和采煤机等机械设备的刃口部位。

高强钢焊接时产生延迟裂纹不仅决定于钢的淬硬倾向和氢的有害作用,还决定于焊接接头所处的应力状态,在某些情况下,应力状态还起决定性的作用。

近年来不少研究者在致力于焊接接头区拘束应力的研究[1~3 ] ,但受现有测试手段及检测设备的限制,对焊接过程中拘束应力的瞬态分布进行准确的试验测定是非常困难的[4] 。

为了阐明外加载荷对HQ130 钢焊接冷裂纹的影响,本文用自行研制“三点弯曲”试验装置测试了外加载荷条件下焊接区应力、应变的变化规律。

分析了在不同的焊接条件下,究竟多大的拘束应力会产生焊接裂纹,这个定量数据的确定对避免冷裂纹的产生具有重要的意义。

1 试验方法试验母材HQ130 钢是一种低碳调质焊接结构用高强度耐磨钢,抗拉强度为1 300 MPa。

该钢含有Cr,Mo,B等多种合金元素,具有高淬透性。

试验用HQ130钢供货状态为920 ℃淬火+ 250 ℃回火。

该钢的化学成分、热处理(淬火+ 250 ℃回火) 后的力学性能和相变点分别列于表1 、表2 和表3 。

该钢经热处理后获得综合性能较好的低碳回火马氏体组织,具有高强度、高硬度以及较好的塑性和缺口冲击韧性。

HQ130 钢“三点弯曲”试样尺寸为55mm×10mm×10mm,每组6块。

试样两端各焊制一块引弧板,用台钳将6 块试样夹住,然后在中间堆焊一道焊缝。

采用CO2 气体保护焊配合GHS - 70 焊丝进行焊接,工艺参数为:焊接电流130A,焊接电压21V,焊接速度0.27cm/s。

焊后把各个试样分离开,打磨掉焊缝余高,从未堆焊面将试样磨至宽10 mm,厚5 mm。

按金相试样的制备方法将试样打磨、抛光并用3 %的硝酸酒精溶液腐蚀,显示出焊接区的轮廓。

弯曲试验力学试验弯曲强度检测

弯曲试验力学试验弯曲强度检测

弯曲试验力学试验弯曲强度检测弯曲试验测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验,是材料机械性能试验的基本方法之一。

弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料(如铸铁、高碳钢、工具钢等)的抗弯强度并能反映塑性指标的挠度。

弯曲试验还可用来检查材料的表面质量。

弯曲试验在万能材料机上进行,有三点弯曲和四点弯曲两种加载荷方式(见图)。

试样的截面有圆形和矩形,试验时的跨距一般为直径的10倍。

对于脆性材料弯曲试验一般只产生少量的塑性变形即可破坏,而对于塑性材料则不能测出弯曲断裂强度,但可检验其延展性和均匀性展性和均匀性。

塑性材料的弯曲试验称为冷弯试验。

试验时将试样加载,使其弯曲到一定程度,观察试样表面有无裂缝。

检测目的:承受弯曲载荷时的力学特性的试验检测范围:金属,非金属等各种材料弯曲试验方法金属弯曲试验是将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上,将材料试样围绕具有一定直径的弯心弯曲至规定的角度或不带弯心弯到两面接触(即弯曲180o,弯心直径d=0)后,卸除试验力,检查试样承受变形的能力。

试验一般在室温下进行,所以也常称为冷弯试验。

弯曲试验标准ASTM E290-14 金属材料延性弯曲试验的标准试验方法。

GB/T 232-2010 金属材料弯曲试验方法。

ISO 7438-2005 金属材料弯曲试验。

JIS Z 2248-2006 金属材料弯曲试验方法。

EN ISO 7438-2005 金属材料.弯曲试验。

金属弯曲试验特点应力状态与静拉伸时的应力状态基本相同。

弯曲试验不受试样偏斜的影响。

弯曲试验不能使塑性很好的材料破坏,不能测定其断裂弯曲强度。

试样上表面应力最大,可以较灵敏地反映材料表面缺陷情况。

进行弯曲试验时,将圆形或矩形及方形试样放置在一定跨距L的支座上,进行三点弯曲或四点弯曲试验,对于圆形、矩形横截面试样,一般每个试验点需试验3个试样;对于薄板试样,每个试验点至少试验6个试样,试验时,拱面向上和向下各试验3个试样。

工字钢允许弯曲应力

工字钢允许弯曲应力

工字钢允许弯曲应力
(最新版)
目录
1.工字钢的简介
2.工字钢的弯曲应力计算
3.工字钢的剪切应力计算
4.工字钢的许用弯曲应力和剪切应力
5.结论
正文
一、工字钢的简介
工字钢,又称之为宽翼缘钢,是截面呈工字形状的长条钢材。

它因其截面结构特点,具有较高的强度、刚度和稳定性,被广泛应用于建筑、桥梁、机械等工程领域。

二、工字钢的弯曲应力计算
工字钢的弯曲应力计算公式为:σ = M*Z/I,其中σ表示弯曲应力,M 表示弯矩,Z 表示截面重心到弯曲边缘的距离,I 表示截面惯性矩。

三、工字钢的剪切应力计算
工字钢的剪切应力计算公式为:τ = Q/A,其中τ表示剪切应力,Q 表示剪切力,A表示剪切面积。

四、工字钢的许用弯曲应力和剪切应力
工字钢的许用弯曲应力和剪切应力需根据其材料性能、工程环境和使用要求等因素综合考虑。

一般来说,许用弯曲应力和剪切应力不应超过材料本身的屈服强度和抗拉强度。

五、结论
工字钢在工程应用中,其弯曲应力和剪切应力的计算需依据相关的力学原理和工程规范进行。

钢筋弯曲性能测试与验收要点

钢筋弯曲性能测试与验收要点

钢筋弯曲性能测试与验收要点钢筋弯曲性能测试与验收是在建筑工程中十分重要的环节,它确保了钢筋的质量和可靠性。

钢筋在混凝土结构中起到了增强混凝土强度和抵抗外部力的作用,因此对钢筋进行测试与验收具有举足轻重的意义。

本文将重点介绍钢筋弯曲性能测试与验收的要点,旨在提供相关参考和指导。

1. 弯曲性能测试的目的与意义钢筋的弯曲性能测试旨在评估其抗弯性能,以确保钢筋能够在实际工程中经受住弯曲加载。

该测试目的在于验证钢筋的质量和可行性,并为混凝土结构的施工提供参考依据和安全保障。

2. 弯曲性能测试方法弯曲性能测试一般采用静力试验的方法,按照相关标准规范进行。

测试时,需使用专用设备,如弯曲试验机、适配器等。

测试中应注意保持试验环境的稳定和一致性,以获得准确可靠的测试结果。

3. 弯曲性能测试的参数与评估指标钢筋的弯曲性能常从以下几个方面进行评估:- 最大弯矩抗力:表示钢筋在承受弯矩加载时的最大抗力。

- 弯曲回复:指钢筋在受力后的变形恢复程度,衡量其回弹性能。

- 在弯曲过程中的应变性能:通过测量表面和中心处的应变,评估钢筋材料的韧性和延展性。

4. 弯曲性能测试的验收要点- 测试标准与规范:应按照国家或地区建筑标准规范的要求进行测试,并选取相应的试验方法和设备。

- 抽样与检测:从每个批次或每个规格的钢筋中随机选取足够数量的样品进行弯曲性能测试。

- 测试结果评估:根据测试结果,对钢筋的弯曲性能进行评估和判定。

常用的评估方法包括比对与规范或标准要求、统计分析等。

5. 弯曲性能验收的合格标准合格的钢筋应满足以下基本要求:- 最大弯矩抗力达到或超过标准规定的要求。

- 弯曲回复在规定的范围内。

- 钢筋在弯曲过程中的应变性能满足要求。

6. 弯曲性能测试的质量控制- 样品标识:对每个样品进行标识,确保样品的可追溯性和准确性。

- 测试设备校准:定期校准测试设备,以保证测试结果的准确性和可靠性。

- 测试环境控制:确保测试环境的稳定性和一致性,如温度、湿度等因素的控制。

工字钢受弯应力状态

工字钢受弯应力状态

工字钢受弯应力状态工字钢是一种常见的结构钢材料,由于其截面形状类似于汉字“工”,因此得名。

工字钢主要用于建筑结构中的梁、柱、檩托等部位。

在使用过程中,工字钢会承受各种力的作用,其中包括弯矩力。

本文将重点探讨工字钢在受弯应力状态下的特点和计算方法。

一、工字钢受弯应力状态的特点工字钢在受弯时,会产生弯曲应力和剪切应力。

在受弯曲力作用下,工字钢上部受拉,下部受压,形成了一个受拉区和一个受压区。

在受拉区,工字钢的顶部纤维受拉应力最大,逐渐减小至中性轴附近;在受压区,工字钢的底部纤维受压应力最大,逐渐减小至中性轴附近。

中性轴是指在受弯曲力作用下,工字钢截面上应力为零的轴线。

工字钢的中性轴位于截面的重心位置。

1. 弯矩计算方法工字钢受弯时,需要首先计算作用在其上的弯矩大小。

弯矩的计算公式为M = F * e,其中M表示弯矩,F表示作用在工字钢上的力的大小,e表示力作用点到中性轴的距离。

根据弯矩的大小,可以确定工字钢的受弯状态。

2. 应力计算方法根据工字钢在受弯状态下的受力特点,可以计算出工字钢上任意一点的应力大小。

在受拉区,应力大小为σ = M * y / I,其中σ表示应力,M表示弯矩,y表示点到中性轴的距离,I表示截面惯性矩。

在受压区,应力大小为σ = -M * y / I,符号为负表示受压。

根据应力的大小,可以判断工字钢截面上各个点的受力状态。

3. 受弯应力状态的判断方法根据工字钢在受弯状态下的应力分布情况,可以判断工字钢的受力状态。

当工字钢的应力超过其材料的屈服强度时,就会发生塑性变形,此时工字钢处于塑性受力状态。

当工字钢的应力小于屈服强度,但大于弹性极限时,工字钢处于弹性受力状态。

当工字钢的应力小于弹性极限时,工字钢处于弹性受力状态,并且能够恢复原状。

三、工字钢受弯应力状态的影响因素工字钢受弯应力状态的大小受多种因素的影响,主要包括以下几点:1. 弯矩大小:弯矩的大小直接影响工字钢的受弯程度和应力大小。

三点弯曲-剪切试样的应力强度因子

三点弯曲-剪切试样的应力强度因子

三点弯曲-剪切试样的应力强度因子第39卷第1期2007年1月哈尔滨工业大学JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYV o1.39No.1Jan.20o7三点弯曲一剪切试样的应力强度因子闫相桥(哈尔滨工业大学复合材料研究所,哈尔滨150001,E-mail:*************************)摘要:利用一种边界元法研究具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样.该边界元方法由Crouch与Starfield提出的常位移不连续单元和笔者最近提出的裂尖位移不连续单元构成.在该边界元方法实施过程中,左,右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左,右裂尖处,而常位移不连续单元则分布于除了裂尖位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及其他边界.算例说明这种边界元法不论对无限大还是对有限大平面弹性复杂裂纹问题的应力强度因子的计算都是非常有效的.对具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子进行了详细的研究,给出了数值结果.关键词:应力强度因子;复合型裂纹;位移不连续;裂纹尖端单元中图分类号:034.1文献标识码:A文章编号:0367—6234(2007)01—0064—05 StressintensityfactorsofthreepointbendingandshearspecimenY ANXiang-qiao(Researchlaboratoryoncompositematerials,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China,E-mail:yanfiangqiao~hotmail.coin)Abstract:Thispaperisconcernedwithstressintensityfactorsofathree—pointbendingandshearspecimen withanoffsetedgecrackbymeansofaboundaryelementmethodwhichconsistsoftheconstan tdisplacement discontinuityelementpresentedbyCrouchandStarfieldandthecracktipdisplacementdisco ntinuityelementsproposedbytheauthor.Intheboundaryelementimplementationtheleftortherightcracktipdi splacement discontinuityelementisplacedlocallyatthecorrespondingleftorrightcracktipontopoftheco nstantdis—placementdiscontinuityelementsthatcovertheentirecracksurfaceandtheotherboundaries. Testexamples areincludedtoshowthatthemethodisveryefficientandaccurateforstressintensityfactorcalc ulationofplane elasticitycrackproblemsinbothinfiniteandfinitedomains.Specifically,thestressintensityf actorsforthree—pointbendingandshearspecimenwithanoffsetedgecrackarestudiedindetail.Manyresultsa regiven.Keywords:stressintensityfactor;mixed-modecrack;displacementdiscontinuity;crack-tip element针对线弹性断裂力学问题,已经提出了几种边界元数值计算方法.不同方法的主要差异在于裂尖附近奇异应力场的模拟及裂纹面模拟上.利用标准的边界元法分析裂纹问题,把裂纹作为上下裂纹面很近的裂隙来处理,这导致病态的方程….为避免这一限制,人们提出了几种不同的边界元列式.文献[2]提出格林函数法(GreenSfunctionmethod),该方法的优点是避免了裂纹面的模拟,而且精度很高,但它仅限于可以求得分析格林函数解的十分简单的裂纹几何体.多区域技收稿日期:2005—06—21.基金项目:国家自然科学基金资助项目(10272037)作者简介:闫相桥(1959一)男,教授,博士生导师.术(multi—domaintechnique)的优点在于可以模拟任意几何形状的裂纹,但其缺点将原分析区域人为地划分为多区域导致庞大的方程组.位移不连续法j(DisplacementDiscontinuityMethod)非常适合于分析无限大区域中的裂纹问题,因为此类问题不存在非裂纹边界.然而,这一方法对有限域裂纹问题也许是无效的_6J.双重边界元法(DualBoundaryElementMethod)对非裂纹边界及一个裂纹面采用位移积分方程,而对另一个裂纹面采用力积分方程.关于裂尖附近奇异应力场的模拟,人们或采用裂尖奇异元,或采用四分之一单元_3J,或通过在裂尖附近细化单元的方法,其细节见文献[10—12].笔者提出了一种边界元法【13J以计算平面弹第1期闫相桥:三点弯曲一剪切试样的应力强度因子?65? 性裂纹的应力强度因子.该边界元方法由Crouch与Stadleld提出的常位移不连续单元和笔者最近提出的裂尖位移不连续单元¨构成.在该边界元方法的实施过程中,左,右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左,右裂尖处,而常位移不连续单元则分布于除了裂尖位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及其他边界.本文算例说明这种边界元法不论对无限大还是对有限大平面弹性复杂裂纹问题的应力强度因子的计算都是非常有效的,进而利用这种边界元法研究了具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样.这种试样是研究复合型裂纹问题的试样之一【15,163.就笔者所知,具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子尚未得到.本文对这一裂纹问题的应力强度因子进行了详细的研究,给出了数值结果.1一种边界元方法的简单描述1.1常位移不连续边界元法的理论基础无限大平面体中在位置ff<a,Y=0处具有常位移不连续量D.=(D,D)的定义为』D=u(,0一)一u(,0+),ll<Ⅱ,y:0.I.D=//,(,0一)一//,(,0+),此问题的解答是由Crouch与Stadleld获得的,位移场和应力场为f//,=D[2(1一)F3(x,y)一),(x,y)]+JDr[一(1~2u)()一yF4()],(1)Iu=D[(1—2)(,Y)一),(x,y)]+Dr[2(1一)(x,y)一),(x,y)],for=2GD[2(,Y)+),(,Y)]+l2GDy[一F5(,Y)+),(,Y)],j2[一YF6()]+(2)I2GDr[一(x,y)一),(x,y)],Ior=2GDx[_F5(,Y)+),(x,y)]+2GD一),(,Y)].其中:G和为材料剪切模量和波松比,函数F一见文献[5].Crouch与Startleld已利用方程(2)和(3)建立了常位移不连续边界元法.1.2裂尖位移不连续单元基于方程(1)和(2)提出了裂尖位移不连续单元(可分为左,右裂尖位移不连续单元)以模拟裂尖附近的应力奇异场.对于左裂尖位移不连续单元,其位移不连续函数可取为D:H(),D,=().(3)其中:和分别为裂尖单元中点处的切相和法向位移不连续量.在这里注意到裂尖位移不连续单元与常位移不连续单元具有相同的未知量,但由方程(3)定义的位移不连续函数可以模拟裂尖附近的位移场,从而可以模拟裂尖附近的应力奇异性. 基于方程(1)和(2),根据微积分学的理论易于求得由方程(3)定义的裂尖位移不连续函数引起的在点(,Y)处的位移场和应力场:f//,=[2(1一p)B3(x,y)一y85(x,y)]+l[_(1—2v)B(,Y)一(x,y)],…Iu=[(1—2t,)B(,Y)一y(x,y)]+[2(1一p)B3(x,y)一yB5(x,y)],forn=2GH,[24(,Y)+yB6(,Y)]+l2GH[一B5(,Y)+yB7(,Y)],Jor=2G[_6(,Y)]+,I2GH.[_B5(x,y)一yB(x,y)],Ior=2GH,[一B5(,Y)+yB7(,Y)]+2GH[一(,Y)],其中:函数~可见文献[14].将方程(4)和(5)与方程(1)和(2)比较可以看出,由裂尖位移不连续单元引起的位移场和应力场与由常位移不连续单元引起的位移场和应力场具有相同的形式,只要将方程(1)和(2)中的F(,Y)(i:2,3,…,7)替代为B(,Y)(i=2,3,…,7),将D和D分别替代为H和H即可.这使得该边界元法容易实施.对右裂纹尖端有与方程(3)~(5)类似的方程,这里不再列出.1.3本数值方法的实施Crouch与Startleld_5利用方程(1)~(2)建立了常位移不连续边界元法.本文可以类似地利用方程(4)~(5)针对裂尖单元建立边界元方程,进而在把Crouch与Stadleld建立的常位移不连续单元与笔者提出的裂尖位移不连续单元有机地结合在一起,以建立一种针对平面裂纹问题的边界元法.在该边界元方法的实施过程中,左,右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左,右裂尖处,而常位移不连续单元则分布于除了裂尖位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及其他边界.2应力强度因子的计算公式及算例2.1应力强度因子的计算公式线弹性裂纹分析的主要目标是确定裂纹尖端66?哈尔滨工业大学第39卷的应力强度因子和KII(StressIntensityFactors (SIFs)).基于裂尖附近的位移场,有下列公式:J-一"IDy(6)【.一limr~o{Dx(r).其中:D(r)和D(r)分别为离裂尖距离为r处的法向和切向位移不连续量.从实用出发,公式(6)中的极限可以代之为与裂纹尺寸相比很小的固定尺寸r.基于由方程(3)定义的裂尖单元位移不连续函数,在公式(6)中取r为裂尖单元的半长度Ⅱ可得应力强度因子和.计算公式:=一,-=一.c82.2算例2.2.1单轴载荷作用下无限大板中心裂纹分析设裂纹长度为2a,无限远处作用的载荷集度为由于此问题的对称性可取其一半来分析.表1给出的是应力强度因子的数值解与精确解之比随单元数目的变化,计算中取裂尖单元尺寸与普通单元尺寸相同.表2给出的应力强度因子随裂尖单元尺寸与普通单元尺寸之比的变化,本算例中取单元的总数目为11,即10个普通单元和1个裂尖单元.由表1可见,利用本文建立的杂交位移不连续边界元法对此裂纹问题获得的应力强度因子的数值解与其精确解吻合得很好.由表2可见,取裂尖单元尺寸与普通单元尺寸之比大致为0.9~1.3才能获得较好的数值结果,这可作为上述的杂交位移不连续边界元法的限制条件.在下面的算例中,取裂尖单元与普通单元具有大致相同的大小.表1单轴载荷作用下无限大板中心裂纹应力强度因子随单元数目的变化单元数357101525K./0.96210.97750.98380.98850.99210.99502.2.2单轴载荷作用下无限大板中心斜裂纹分析设裂纹长度为2Ⅱ,无限远处作用的载荷集度表2单轴载荷作用下无限大板中心裂纹应力强度因子随裂尖单元尺寸与普通单元尺寸之比的变化为,载荷与裂纹面之间的夹角为.此裂纹问题的精确解是可以利用的【".在这里应力强度因子.和..归一化为F.:KI/(sin),F..=KI./(~/sincos)在本分析中取单元的总数目为20,即左,右裂尖单元各1个和18个普通单元.表3给出是归一化应力强度因子F.和F..一些数值计算结果.由表3可见不论裂纹载荷角大小,本数值结果与精确解均吻合很好.表3单轴载荷作用下无限大板中心斜裂纹应力强度因子随角的变化2.2.3均匀拉伸载荷作用下矩形板中心裂纹的应力强度因子分析如图1,对此裂纹问题,对称性条件是可以利用的.考虑下列情况:a/iv=0.1,0.2.0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,=0.5,0.75,1.0,1.5,2.0.关于边界单元的划分,在半裂纹面上划分大小相同的20个单元,在其他边界上按照所有单元具有大致相同尺寸的原则进行划分.在这里应力强度因子归一化为F.=K./().其数值结果列于表4中.可见本数值结果与文献第1期闫相桥:三点弯曲一剪切试样的应力强度因子?67?[18]报道的吻合很好.表4均匀拉伸载荷作用下中心裂纹矩形板的应力强度因子图1均匀拉伸载荷作用下矩形板中心裂纹的示意图3结果与讨论本节利用上述的边界元法研究具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样(见图2)的应力强度因子.考虑下列情况:E=0.0?W,0.5?W,1.0?W,1.5?,a/W=0.20,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50.r_r卜丫'『图2偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样示意图(S=4W)关于边界单元的划分,当口/=0.20时在边裂纹面上划分大小相同的20个单元,在其他边界上按照所有单元具有大致相同尺寸的原则进行划分.在这里应力强度因子和K..归一化为FI=KI/(3SP叮r口/(2)),FII=KII/(3SP√叮r口/(2)).其数值结果列于表5中.可见本数值结果与文献[18]吻合很好.为了进一步说明本文给出的具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子的正确性,现考虑下列情况:E=0.05?W,0.1?W,0.2?W,a/W=0.20,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50.其数值结果列于表6中.由表5和表6可见,本数值结果似乎是合理的:1)当偏移距E非常小时,比如E=0.05W,具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子K几乎等于具有偏移边裂纹的三点弯曲试样的应力强度因子,而且此时.几乎等于零;2)随着偏移距E增加,具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子减小;3)随着偏移距E增加,具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子.增加,在大致E=W处达到其最大值,继之减小.表5具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子68?哈尔滨工业大学第39卷表6具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样的应力强度因子4结论利用一种边界元法研究了具有偏移边裂纹的三点弯曲一剪切试样.算例说明这种边界元法不论对无限大还是对有限大平面弹性复杂裂纹问题的应力强度因子的计算都是非常有效的.参考文献:CRUSETA.Numericalevaluationofelasticstress intensityfactorsbyboundaryintegralequationmethod[C]//SurfaceCracksPhysicsProblemsand ComputationalSolutions.NewY ork:ASME,1972:l53一l70.『21CRUSETA.Two—dimensionalBIEfracture mechanicsanalysis[J].ApplMathModelling,1978,2:287—293.[3]BLANDFORDGE,INGRAFFEAAR,eta1.Two—dimensionalstressintensityfactorcomputationsusing theboundaryelementmethod[J].IntJNumMethodsEng,1981,17:387—404.[4]CROUCHSL.Solutionofplaneelasticityproblemsby displacementdiscontinuitymethod[J].IntJNum MethodsEng,1976,10:301—343.[5]CROUCHSL,STARFIELDAM.BoundaryElement[6]MethodinSolidMechanics,withApplicationinRock MechanicsandGeologicalMechanics[M].London: GeoreAllon&Unwin.1983.PANE.Ageneralboundaryelementanalysisof2一D linearelasticfracturemechanics[J].IntJFract,1997,88:4l一59.[7]PORTELAA,ALIABADIMH,ROOKDP.Thedual boundaryelementmethod:effectiveimplementation forcrackproblems[J].IntJNumMethodsEng,1992,33:1269—1287.[8]MIY,ALIABADIMH.Dual—boundaryelement methodforthreedimensionalfracturemechanics analysis[J].EngAnawithBoundaryElements,1992,l0:l6l—l71.[9]TANAKAM,ITOHH.Newcrackelementsfor boundaryelementanalysisofelastostaticsconsidering arbitrarystresssingularities[J].ApplMathModel,l987,1:357—363.[10]CRUSETA.BoundaryElementAnalysisin ComputationalFractureMechanics[M].Dordrecht: Kluwer,1989.[11]ALIABADIMH,ROOKEDP.NumericalFracture Mechanics[M].Kluwer:ComputationalMechanics PublicationsandDordrecht,1991.[12]ALIABADIMH.Boundaryelementformulationin fracturemechanics[J].AppliedMechanicsReview,l997,50:83—96.[13]YANX.Analysisoftheinterferenceeffectofarbitrary multipleparaboliccracksinplaneelasticitybyusinga newboundaryelementmethod[J].ComputerMethods inAppliedMechanicsandEngineering,2003,192 (47—48),5099—5121.[14]YANX.Acracktipdisplacementdiscontinuity element[J].MechanicsResearchCommunications, 2004,31(6):651—659.[15]RICHARDHA.Specimensforinvestigatingbiaxial fractureandfatigueprocess[M].London:Mechanical EngineeringPublications,1989:217—229.[16]QIANJ,FATEMA.Mixed—modefatiguecrack growth:aliteraturesurvey[J].EngFractMech,1996,55(6):969—990.r171IRWINGR.Analysisofstressesandstrainnearthe endofacracktransversingaplate[J].ASMEJApplMech,1957,24(3):361—364.[18]MURAKAMIY.StressIntensityFactorsHandbook[M]. NewY ork:PergamonPress,1987.(编辑杨波)。

抗弯强度三点弯曲试验方法

抗弯强度三点弯曲试验方法

抗弯强度三点弯曲试验方法
这个三点弯曲试验呢,就像是给材料来一场小小的“力量挑战”。

我们得先准备好一些东西哦。

要有专门的试验设备,这设备就像是一个超级裁判,能精确地测量出各种数据呢。

还得有我们要测试的材料样本,这个样本的形状和尺寸那可是有讲究的,得按照一定的标准来准备,不然这试验就像没按规则出牌一样,结果可就不准啦。

然后呢,把这个材料样本放在试验设备的支撑点上。

这就好比把一个小木棍放在两个小凳子上一样,不过这里可是有精确的位置要求的哦。

中间呢,再用一个加载头去给材料施加压力,就像你用手指去压这个小木棍一样,不过这个“手指”的压力可是能精确控制的呢。

在试验开始的时候,设备就会慢慢地增加这个压力。

这时候材料就开始“挣扎”啦,它要抵抗这个压力,就像我们在生活中遇到困难要努力克服一样。

随着压力越来越大,材料可能就会开始变形,就像一个原本笔直的小树枝开始弯曲了。

在这个过程中,设备会一直记录下各种数据,比如施加的力是多少,材料弯曲的程度是多少呀。

这些数据可都是宝贝呢,通过它们就能算出材料的抗弯强度啦。

当材料最终承受不住这个压力,断裂或者达到某个规定的极限状态的时候,试验就结束啦。

钢结构弯曲检测的检测方法与设备维护要点

钢结构弯曲检测的检测方法与设备维护要点

钢结构弯曲检测的检测方法与设备维护要点钢结构在工程应用中具有广泛的用途,它的强度和稳定性对结构安全至关重要。

而钢结构存在弯曲现象时,会对结构的稳定性和安全性产生潜在的威胁。

因此,随着对结构质量要求的提高,钢结构弯曲检测方法和设备维护要点的研究变得尤为重要。

本文将介绍钢结构的弯曲检测方法和设备维护的关键要点,以保证结构的稳定和安全。

一、钢结构弯曲检测方法1.非破坏性检测方法:非破坏性检测方法是指在不损伤结构的情况下,通过对结构的表面或内部进行检测,来评估结构的弯曲程度和损伤情况。

常用的非破坏性检测方法包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。

这些方法可以快速、准确地评估结构的弯曲情况,并提供可靠的数据支持。

2.有损检测方法:有损检测方法是指通过对结构进行破坏性检测,如切割、取样等,来获取结构的内部信息。

常用的有损检测方法包括切割取样法、拉伸试验等。

这些方法通常需要在结构上做一定的改动,对结构造成一定程度的破坏,因此在实际应用中较少采用。

二、钢结构弯曲检测设备的维护要点1.定期检查设备:钢结构弯曲检测设备的正常运行对于准确评估结构的弯曲情况至关重要。

因此,定期对设备进行检查和维护是必不可少的。

检查时应注意设备的各项参数是否正常,如传感器的灵敏度、显示器的清晰度等。

2.保持设备清洁:钢结构弯曲检测设备应保持清洁干燥,避免灰尘、水汽等杂质进入设备内部。

定期清洁设备外壳和传感器,以确保设备的正常运行。

3.妥善保管设备:钢结构弯曲检测设备在使用过程中应妥善保管,避免受到严重的挤压、摔落等损坏。

设备应存放在干燥、防尘的环境中,避免暴露在阳光下。

4.定期校准设备:钢结构弯曲检测设备的准确性对于数据的可靠性和分析的可信度具有重要影响。

因此,定期对设备进行校准是必要的。

校准设备时应按照设备说明书进行操作,并记录相关数据和校准结果。

总结:钢结构弯曲检测的方法和设备维护是确保钢结构稳定和安全的关键要点。

通过合适的检测方法,我们能够快速准确地评估结构的弯曲情况和损伤程度。

钢筋工程技术交底中钢筋的应力应变测试与评估

钢筋工程技术交底中钢筋的应力应变测试与评估

钢筋工程技术交底中钢筋的应力应变测试与评估钢筋在建筑工程中扮演着重要的角色,它们是混凝土结构的主要骨架。

为了确保钢筋在工程中的质量和性能,进行应力应变测试与评估是必不可少的环节。

本文将探讨钢筋的应力应变测试与评估的重要性以及常用的测试方法。

首先,钢筋的应力应变测试是为了评估钢筋在受力时的性能和承载能力。

通过测试,我们可以了解钢筋在受力时的变形情况、强度和刚度等指标,从而为工程设计和施工提供依据。

应力应变测试的结果可以帮助我们判断钢筋是否符合设计要求,以及是否需要进行进一步的处理或更换。

在进行应力应变测试时,常用的方法包括拉力试验和弯曲试验。

拉力试验是将钢筋固定在试验机上,施加拉力直至断裂,通过测量断裂前的应变和应力来评估钢筋的性能。

而弯曲试验则是将钢筋固定在试验机上,施加弯曲力直至断裂,通过测量断裂前的应变和应力来评估钢筋的性能。

这两种方法都可以提供关于钢筋的强度、韧性和延性等重要参数。

除了常规的试验方法外,还有一些新兴的测试技术被广泛应用于钢筋的应力应变评估中。

例如,应用光纤传感技术可以实时监测钢筋的变形情况,并通过光纤传感器获取钢筋的应变数据。

这种技术具有高精度、高灵敏度和非接触性的特点,可以提供更准确的测试结果。

在钢筋的应力应变评估中,除了测试方法的选择外,还需要对测试结果进行评估和分析。

根据国家标准和工程要求,我们可以将测试结果与设计要求进行对比,评估钢筋是否符合标准。

同时,还可以通过应力应变曲线来分析钢筋的性能,例如强度、屈服点和断裂点等。

这些评估和分析结果可以为工程的设计和施工提供重要的参考依据。

总之,钢筋的应力应变测试与评估在钢筋工程技术交底中具有重要的意义。

通过测试,我们可以了解钢筋的性能和承载能力,为工程设计和施工提供依据。

同时,选择合适的测试方法和对测试结果进行评估和分析也是至关重要的。

通过科学的测试和评估,我们可以确保钢筋在工程中的质量和性能,保障建筑物的安全和可靠性。

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定
刘强;李亚江;王娟
【期刊名称】《焊接》
【年(卷),期】2003(000)007
【摘要】采用“三点弯曲”试验对HQ130高强钢焊接熔合区附近的应力状态进行了试验测定。

试验结果表明,外加载荷增大,焊接试样的应力应变值逐渐增大,经过近似直线的弹性范围后,达到塑变区后应变发生突变。

外加载荷增加使产生裂纹的可能性增大。

尽管应变的公式计算值和实测值之间存在着一定的偏差,但二者的总体趋势是一致的,在要求不太严格或只要求获得应力变化规律的情况下,仍可用公式法估算。

【总页数】4页(P14-17)
【作者】刘强;李亚江;王娟
【作者单位】济南市锅炉压力容器检验研究所,250033;山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南市,250061;山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南市,250061
【正文语种】中文
【中图分类】TG4
【相关文献】
1.Q800高强钢焊接工字形截面残余应力试验分析 [J], 曹现雷;沈浩;徐勇;钟雯
2.高强度钢焊接区拘束应力的有限元分析 [J], 李亚江;沈孝芹;孟繁军;任江伟
3.AH36船用高强钢焊接残余应力释放的\r数值模拟与试验分析 [J], 沈言;罗广恩;曹惠星;郑远昊
4.960MPa级高强钢焊接热影响区连续冷却曲线的测定及焊接工艺评定 [J], 卢尚文; 董常福; 龚艳丽; 何忆斌; 张凯
5.高强度船体钢环形拘束焊接接头残余应力的分布 [J], 龙兴平;吴松林
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

6工字钢三点弯曲危险点应力测定

6工字钢三点弯曲危险点应力测定

工字钢三点弯曲时危险点应力状态的测定一. 实验目的1. 进一步学习应变计的粘贴技术;2. 学习电阻应变花的使用;3. 学习平面应力状态主应力和主方向的测定方法。

二. 实验器材和设备1. 电阻应变计、应变花若干;2. 万用表;3. 502粘结剂;4.电烙铁、镊子等工具; 5.丙酮等清洗器材,防潮用硅胶; 6.测量导线若干; 7. 100伏兆欧表(测绝缘电阻用);8. 工字钢1个;9. 静态电阻应变仪;10. 万能试验机。

三. 实验原理图5-1所示工字钢在跨中受集中载荷P 作用,由材料力学可知其跨中截面为危险截面,其中A 、B 、C 三点为可能的危险点。

A 点在翼缘上表面,有最大正应力,为单向应力状态,只需沿轴向方向粘贴一片应变计就可测出其应力的大小,计算公式为:εσE = (5-1)B 点在翼缘和腹板的交界处,该点的正应力和剪应力均较大,为主应力方向未知的平面应力状态,需在该点粘贴三轴应变花才能测出主应力的大小和方向,计算公式为 主应力:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-+±-+=245045290090021)2()(1112εεεεεμμεεσE 、 (5-2) σ1和0°线夹角:⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=-900900451221εεεεεϕtg (5-3) C 点在中性层上,无正应力,剪应力最大,为纯剪应力状态,其主应力方向在±45°,因此分别在45°和-45°方向各粘贴一片应变计就可测出该点的主应力的大小,计算公式为:四. 实验步骤1. 测定工字钢的翼缘宽度和截面高度,由此查表确定工字钢的型号及惯性矩I Z 和抗弯截面模量W Z 等数据;2. 测量工字钢的长度,由此确定跨距L 的大小,并在工字钢上做出标记; A A B C 图5-1 工字钢受力示意图图5-2 危险点的应力状态示意图⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=)(1)(112222121μεεμσμεεμσE E (5-4)3. 根据L 选定跨中截面,在A 点沿轴向粘贴一片应变计,在B 点粘贴45°应变花,在C 点沿45°和-45°各粘贴一片应变计(或直角应变花、或三轴45°应变花不用中间一片),贴片方法详见实验指导书中的实验一 电阻应变计的粘贴技术。

3-6弯曲正应力测试实验报告模版

3-6弯曲正应力测试实验报告模版

3-6弯曲正应力测试实验报告模版实验六梁弯曲正应力测试梁在工程结构上的应用十分广泛,房屋、大堂、桥梁中的各种各样大梁、小梁是构成整座建筑的重要组成部分。

掌握梁在载荷作用下的应力分布及大小,是进行梁设计的最基本知识。

一、试验目的(1)(2)掌握多点应变测量的方法。

二、仪器设备与工具(1)材料力学组合实验台。

(2)应变仪(YJ-31、YD-21/6或其他型号)。

(3)游标卡尺、钢尺各1把。

三、试样制作补偿片图3-24 电阻应变片布置在矩形截面梁上粘贴上如图3-24所示的2组电阻应变片,应变片1-5分别贴在横力弯曲区,6-10贴在纯弯曲区,同一组应变片之间的间隔距离相等。

四、测试原理与方法测试原理见图3-25,在载荷P的作用下,梁的中段为纯弯区,弯矩为:1Pa (3-38)21Pc (3-39)2在左右两段为横力弯曲,贴片处的弯矩为:82图3-25 纯弯曲、横力弯曲试验原理及弯矩根据应变仪工作原理,按1/4桥接法,将10个测量片分别接到应变仪接线箱各电桥通道,共用一个补偿片。

由应变仪测出各点的应变值,然后根据虎克定律求出各测点的应力,即:另一方面,由弯曲正应力公式知:My(3-40) I这样,根据贴片处的y坐标值,可算出各测点的应力的理论值,并与实测值进行比较。

试验采用增量法,可施加的最大载荷为:bh2(3-41)Pmax≤ 3a然后选取适当的初始载荷P0,分5级加载,每级载荷增量为:(3-42) 5五、试验步骤(1)测量测试件尺寸b、h及图3-25 中的a、c长度。

(2)把各测点应变片接入各电桥的AB桥臂上,把补偿片接入BC桥臂,并把各桥的C 接线柱短接起来(公共补偿)。

(3)调节应变仪灵敏系数,使K仪=K片。

(4)加初始载荷P0。

(5)调试应变仪,并尽可能使初读数为零。

如无法调零,则记下初读数,将加载时应变仪的读数减去初读数便得出对应于载荷变化的应变值。

(6)加载试验,每级增量为。

(7)重复试验3次,取3次测试结果的平均值。

钢筋弯曲试验测定方法

钢筋弯曲试验测定方法

钢筋弯曲试验测定方法
依据标准《金属材料弯曲试验方法》GB/T232-2010
1.仪器设备
万能材料试验机及不同直径的弯心
2.试验步骤
① 据相关产品标准规定,选择合适的弯心,并安装于试验机上。

②调整试验机的支辊间距离(此距离在试验期间保持不变)。

支辊间距离按下表确定:
HRB335
公称直径弯芯直径支辊间距
冷弯 (mm) ( ≥(mm)
d(mm)(mm)5d+150)
6.5d 或 6d
32128208350 28112182340 2575150330 2266132310 2060120300 164896280 123672260 103060250注:公称直径 d 为 6~25mm,弯芯直径为 3d; d 为
28 ~ 40mm ,弯芯直径为 4d 。

HPB235 钢筋的弯芯直径为
1d 。

③ 将准备好的试样放置在两支辊上;试样轴线应与弯心轴线
相垂直,并使
XXXX 作业指导书文件编号:
XXXX-03-3.46
第 2 页共2页
第 B 版第0次修订主题:钢筋弯曲试验测定方法颁布日期:2017年 8 月
15 日
弯心对准两支辊之间的中点处;启动试验机,以平稳压力
向试件缓慢而连续地施加试验力,使之弯曲,直至达到规定的
弯曲角度;取出弯曲试样,检查试样弯曲外表面,是否存在裂
纹、裂缝或裂断等情况
3.结果评定
弯曲试验后试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹评定为合
格,否则为不合格。

若不合格,则从同一批中再截取双倍数
量的试样进行复验。

复验结果若仍为不合格,则该批视为不
合格。

三点弯曲正应力测定(精)

三点弯曲正应力测定(精)

三点弯曲正应力测定一、实验目的1、测量三点弯曲深梁正应力,分析深梁内力分布的特点。

2、掌握组桥(半桥、对臂)多点测量,实测内力的方法,提高多点测量的 实验能力3、分析此材料力学弯曲理论公式的适用范围。

二、实验装置与仪器设备1、机械式万能材料试验机WJ-10B 型。

2、YJR-5A 数字式静态电阻应变仪及预调平衡箱一套。

3、三点弯曲深梁试验装置(如图)。

三、实验背景与试验原理三点弯曲梁在加载时,中性层以上纤维受压、以下纤维受拉,理论上横截面上正应力沿梁高呈线性分布,即xzM y I σ=(1)式中,I z 为横截面对形心轴z 轴的惯性矩,y 为截面计算点的y 轴坐标值,M x 为图中所示梁的弯矩图确定的作用于距加载点x 远横截面上的弯矩: 2x P xM =(2)随着两支点间距与梁厚度比值L/H 的减小,由于受到支座附近的局部应力分布的影响,圣维南原理将不再适用,因此三点弯曲梁内的应力分布变得比较复杂,很难得到理论解,因此采用实验进行测量可以得到准确的应力值。

四、实验内容和实验步骤1、用游标卡尺测量试件的梁宽B和梁高H。

2、打开机械万能材料试验机,调整夹具的活动平台上的支点距离L=L1。

3、升降活动平台,使上压头对准横梁正中加载点,且上压头与梁刚好接触。

4、调节电阻应变仪上各组电桥平衡。

,记录各点的应变值。

5、采用摇柄手动加载,采用等量加载法,每次增加P6、卸载到零,重新调节支点距离L=L2,重复3、4、5步骤。

7、卸载到零,重新调节支点距离L=L3,再次重复3、4、5步骤。

8、实验完毕,实验机载荷卸载到零。

五、实验数据记录和处理表二钢梁和支座距离单位:mm表三测试点应变值记录(L=L1时)表四测试点应变值记录(L=L2时)1、将每次加载的实验值和理论值画在同一个坐标系下,观察两者差值的发展趋势。

2、本实验中,梁内的应力的分布,能否说明,材料力学公式不适用于深短梁的应力分析,请说明理由。

三点抗弯

三点抗弯

GB232-882 引用标准GB 2975钢材力学及工艺性能试验取样规定3 试验原理将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上,以规定直径的弯心将试样弯曲到所要求的角度后,卸除试验力检查试样承受变形性能。

4 符号和名称弯曲试验中使用的符号和名称如下表和图1、图2所示。

符号名称单位a试样厚度或直径mmb试样宽度mmL试样长度mml支辊间距离mmd弯心直径mmx弯曲角度度F试验力N5 试验设备5.1弯曲试验可在压力机或万能试验机上进行。

试验机应具备下列装置。

5.1.1应有足够硬度的支承辊,其长度应大于试样的宽度或直径。

支辊间的距离可以调节。

5.1.2具有不同直径的弯心,弯心直径由有关标准规定,其宽度应大于试样的宽度或直径,弯心应有足够的硬度。

5.2厚度不大于4mm的试样,可在虎钳上进行弯曲试验,弯心直径按有关标准规定。

6 试样6.1试验时用圆形、方形、长方形或多边形横截面的试样。

弯曲外表面不得有划痕。

方形和长方形试样的棱边应锉圆,其半径不应大于2mm。

6.2试样加工时,应去除剪切或火焰切割等形成的影响区域。

6.3圆形或多边形横截面的材料作弯曲试验时,如果圆形横截面直径或多边形横截面的内切圆直径不大于35mm,试样与材料的横截面相同。

若试验机能量允许时,直径不大于50mm的材料亦可用全截面的试样进行试验。

当材料的直径大于35mm,则加工成直径为25mm 的试样,或如图3加工成试样。

并保留一侧原表面。

弯曲试验时,原表面应位于弯曲的外侧。

6.4当有关标准未作具体规定时,板材厚度不大于3mm,试样宽度为20±5mm。

6.5板(带)材、型材和方形横截面材料的厚度不大于25mm时,试样厚度与材料厚度相同,试样宽度为试样厚度的2倍,但不得小于10mm;当材料厚度大于25mm时,试样厚度应加工成25mm,并保留一个原表面,其宽度应加工成30mm。

当试验机能量允许时,厚度大于25mm的材料,可以全厚度的试样进行试验,其宽度为试样厚度的2倍。

三点弯曲实验求抗拉强度的方法

三点弯曲实验求抗拉强度的方法

三点弯曲实验求抗拉强度的方法说实话三点弯曲实验求抗拉强度这事,我一开始也是瞎摸索。

我当时就看着那些实验设备,心里直犯嘀咕,这到底该咋整呢。

我最开始就直接按照书上的基本步骤来,先把试样放在那三点弯曲的夹具上。

这就好比把一根小棍搁在两个支架上,中间再顶个东西上去。

但是我就光弄这个摆放试样的事儿,就出了不少岔子。

有时候放歪了一点点,自己都没察觉到,结果测出来的数据那简直是乱七八糟的。

试样放好之后呢,就开始缓慢施加力了。

这里我还闹过笑话呢,我一开始施加力的速度特别不规律,时快时慢的,就好像一个人走路一会儿飞奔一会儿又像蜗牛爬一样。

后来我才知道啊,这施加力的速度得尽可能保持均匀,不然会严重影响结果。

抗拉强度的计算嘛,得记录好一些数据,比如说试样承受的最大力值。

我记得有一回我读数读错了,也不知道那时候脑子在想啥,最后算出来的抗拉强度完全不符合常理。

后来我就学聪明了,反复核对好几遍数据。

关于计算这块儿呢,有点复杂,但是有个大概的公式。

就是抗拉强度等于三乘以最大力值,然后除以二乘以宽度乘以厚度的平方。

这宽度和厚度得测量得很精准才行,我最开始就没太在意这个,就随便量了量,结果算出的抗拉强度偏差特别大。

我后来专门找来了精度更高的测量工具,还测量了好几次,取平均值,这样算出的结果就靠谱多了。

还有啊,整个实验过程中,仪器的精度也特别重要。

我试过用一些比较旧的仪器,那个数据波动可大了。

我才意识到好的仪器就像一把好刀对厨师来说那么重要。

如果有条件的话,一定要用精度高的仪器。

再就是实验环境的问题,这个我也是后来才重视起来的。

我刚开始做实验的时候,实验的地方周围震动比较大,这肯定也会影响实验结果。

就像是你要在一个摇摇晃晃的桌子上画画一样,能画得好才怪呢。

所以尽量要在稳定的环境下做这个三点弯曲实验。

后来经过这么多波折,我慢慢掌握了这些要点,再去做实验的时候,结果就比较准确了。

对于这个三点弯曲实验求抗拉强度啊,我还想说这重复实验也很重要。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

工字钢三点弯曲时危险点应力状态的测定
一. 实验目的
1. 进一步学习应变计的粘贴技术;
2. 学习电阻应变花的使用;
3. 学习平面应力状态主应力和主方向的测定方法。

二. 实验器材和设备
1. 电阻应变计、应变花若干;
2. 万用表;
3. 502粘结剂;
4.
电烙铁、镊子等工具; 5.
丙酮等清洗器材,防潮用硅胶; 6.
测量导线若干; 7. 100伏兆欧表(测绝缘电阻用);
8. 工字钢1个;
9. 静态电阻应变仪;
10. 万能试验机。

三. 实验原理
图5-1所示工字钢在跨中受集中载荷P 作用,由材料力学可知其跨中截面为危险截面,其中A 、B 、C 三点为可能的危险点。

A 点在翼缘上表面,有最大正应力,为单向应力状态,只需沿轴向方向粘贴一片应变计就可测出其应力的大小,计算公式为:
εσE = (5-1)
B 点在翼缘和腹板的交界处,该点的正应力和剪应力均较大,为主应力方向未知的平面应力状态,需在该点粘贴三轴应变花才能测出主应力的大小和方向,计算公式为 主应力:
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--+-+±-+=245045290090021)2()(1112εεεεεμμεεσE 、 (5-2) σ1和0°线夹角:
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡---=-900900451221εεεεεϕtg (5-3) C 点在中性层上,无正应力,剪应力最大,为纯剪应力状态,其主应力方向在±45°,因此分别在45°和-45°方向各粘贴一片应变计就可测出该点的主应力的大小,计算公式为:
四. 实验步骤
1. 测定工字钢的翼缘宽度和截面高度,由此查表确定工字钢的型号及惯性矩I Z 和抗弯截面模量W Z 等数据;
2. 测量工字钢的长度,由此确定跨距L 的大小,并在工字钢上做出标记; A A B C 图5-1 工字钢受力示意图
图5-2 危险点的应力状态示意图
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=
)(1)(112222121μεεμσμεεμσE E (5-4)
3. 根据L 选定跨中截面,在A 点沿轴向粘贴一片应变计,在B 点粘贴45°应变花,在C 点沿45°和-45°各粘贴一片应变计(或直角应变花、或三轴45°应变花不用中间一片),贴片方法详见实验指导书中的实验一 电阻应变计的粘贴技术。

4. 将应变计依次接到平衡箱的A 、B 接线柱上,在B 、C 接线柱上接入1片温度补偿应变计(最多5片应变计共用一片补偿应变计,可在另一已贴片的工字钢中选择)。

5. 将应变仪的各通道调平衡,如不能平衡,则需进行检查,直到平衡为止。

6. 加载方案的制订:工字钢的原材料为Q235,其屈服强度为σs =235MPa ,取安全系数
n=2,则许用应力为[σ]=118MPa ,分别通过A 、B 、C 三点的受力情况,按第三强度理论计算所允许施加的最大载荷P Amax 、P Bmax 、P Cmax ,则实验中的最大载荷P max =min(P Amax 、P Bmax 、P Cmax )。

根据P max 选定试验机的量程,则初载荷P 0=选用量程×10%。

分5级加载,
则每级载荷为:
5
0max P P P -=∆ (5-5) 7. 按加载方案逐级加载,记录每点的应变读数,并初步分析数据是否正常,如不正常,则须找出原因,重做实验。

共做三次。

五.数据处理
1. 理论计算A 、B 、C 三点的主应力及方向;
2. 用公式(5-1)计算A 点的应力,用公式(5-2)和(5-3)计算B 点的主应力的大小
和方向,用公式(5-4)计算C 点的主应力,计算中E=200GPa ,μ=0.3。

3. 将理论计算结果与实测结果进行比较,计算相对误差。

六.实验报告要求
1. 简述实验目的、所用仪器、实验原理、及实验的主要步骤。

2. 自行拟订实验记录表格和实验结果处理表格。

3. 加载方案的制定过程、理论计算方法、误差计算方法。

4. 实验结果分析。

相关文档
最新文档