桥路与弯曲应力实验实验报告

桥路与弯曲应力实验实验报告

实验日期：2011年10月31日

姓名：王泽源学号：2010010161 同组人：谭谦、李好

一、实验目的

1、测定矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分布规律，并与理论值进行比较；

2、初步掌握电阻应变仪的使用方法。

3、利用已有布片方案进行各种组桥，并比较不同组桥方式的测量结果，学习提高测量

灵

4、敏度的方法，并计算出各种组桥方式下的桥臂系数B；

二、实验设备及装置简图

1、实验装置简图

对于该简图，有以下要求：

（1）跨度L，支点到截面距离a要校准；

（2）梁高h与梁宽b需要自己量测；

（3）侧面电阻片间距8mm，上、下片距边缘4mm。

2、实验设备

实验所用设备包括：游标卡尺（精度0.02mm）、刻度尺（精度1mm）、YE2539高速静态应变仪、补偿片、压力机

三、实验内容及步骤简述

实验内容：

1、测量矩形截面梁指定截面的应力分布。通过接线箱对梁上9枚电阻片逐片进行单臂测量，

要求每枚电阻片不少于2遍有效差值。所谓差值就是用末读数减去初读数，即

∆ε＝ε末－ε初

2、利用梁上下表面各两片电阻片进行组桥训练。内容包括：

（1）半桥测量：两片工作片，选所感应的应变值符号相反，大小相等的；

（2）对臂测量：两片工作片，选所感应的应变值符号相同。大小相等的；

（3）全桥测量：四片工作片，选所感应的应变值相同，符号两两相同的。

实验步骤：

1、使用游标卡尺测量实验梁梁高h，梁宽b

2、调节实验梁的位置，使梁与压力机接触的受压点在梁的正中，尽量保证压力没有偏心从

而产生弯矩。调节支点使支点与截面的距离a校准（约为200mm），两个支点之间的距离L约为560mm

3、梁与支点调节好后，先使用压力机对梁施加约500N的压力。接线，对9个电阻片进行

单臂测量测，测量步骤为：

（1）按顺序将试件上粘贴的各个应变片（工作片）接到每个通道的AB接线端上，BB’为短接状态；

（2）将温度补偿片接到公共端；

（3）运行软件，自动检测联机状态；

（4）在参数设置界面，设置各测量点连接形式为应变1-1 和设置各测量点灵敏系

数K=2.08等参数；

（5）在初始载荷时先在自动平衡状态按‘自动平衡’，显示测量的自动平衡结果；然

后转到测量状态，按‘扫描采样’采样一次，显示初始值，数值小于19999，接线正常； （6）正式实验，在初载500N 时‘自动平衡’和‘扫描采样’，测量初始应变值； （7）在末载5500N 时，直接‘扫描采样’ ，测量末载应变值； （8）实验时随时抄下采集的数据，平衡数据不抄。

4、卸载荷载至500N ，连线，使用上面和下面两个电阻片进行半桥测量

5、卸载荷载至500N ，连线，使用两个上面的电阻片和补偿片进行对臂测量

6、卸载荷载至500N ，连线，使用上面两个和下面两个电阻片进行全桥测量，此时相同部位 的电阻片应接在相对的位置

四、 原始实验数据

见后附表

五、 实验数据处理

相对误差（仅计算该截面最大应力）：

桥臂系数B ：

其中 分别对应半桥、对臂、全桥组桥方式下的应变测量值

分别为组成半桥、对臂、全桥方式时所用应变片在单臂测量的绝对值的平均值

%100⨯=

σ

σ

σδ理

实理

－单

ε

εi

i

B =

i

ε

单

ε

应力沿梁高的分布曲线如图所示：

由图像可以看出，应力与高度的关系基本成一线性关系，即应力大小在梁中间处最

大，随着梁高向上下两边的增加，应力绝对值的大小不断增加，而中间面上下应力的方向相反。

六、 误差分析

主要误差来源：

1）由于实验梁摆放问题造成的误差：如实验装置图所示，实验梁的位置应保证梁与压力机接触的受压点在梁的正中，尽量保证压力没有偏心从而产生弯矩。调节支点使支点与截面的距离a 校准（约为200mm ），两个支点之间的距离L 约为560mm 。由于梁的位置是使用刻度尺度量进行手动调节，可能出现压力偏心的情况，从而产生偏心矩，对实验结果造成影响。

2）来自对实验梁尺度测量的误差：在实验前应测量实验梁的梁高和梁宽，以计算梁横截面的惯性矩。由矩形惯性矩公式 可看出，b 的次方数为3且b 的数值并

不大，故b 的测量误差对实验结果有着较大的影响，所以应该用游标卡尺测量以增加梁尺寸测量的精度。

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I y

七、实验结论及小结

由实验所得数据及图像可以看出，应力与梁高的关系基本成线性关系

本次试验是材料力学的第二次试验，同第一次试验一样，这次试验让我们进一步的对材料力学课堂上的知识有了更好的更感性的认识，对于材料力学知识在试验及实际中的应用也有了更进一步的了解。同时，在实验方面，我们学会了使用高速静态应变仪。

另外一个方面，我们由使用不同的电桥连接方式对实验梁进行测量，也认识到对于一个问题，我们有不同的方式去思考解决，而不仅仅局限于一种方式。此外，在实验中，对于误差的认识，分析主要的误差来源并且尽量的去减小误差对于实验的结果有着极其重要的影响。其中对于主要误差来源的认识要清楚，千万不能将次要甚至可以忽略的误差当做主要误差，而对容易产生误差的地方没有注意。

总之，这次的材力实验中，我们学校到很多，期待下次的实验！