梁的正应力分布实验(基本实验)
实验七 纯弯曲梁的正应力实验(共享)
实验七纯弯曲梁的正应力实验(共享)
纯弯曲梁的正应力实验是利用梁的中性线来确定梁的正应力和受力分布的一种实验方法。
实验以有关的原理及其实施步骤来进行：
1.进行实验的前期准备：准备实验装置，其中包括梁本身，梁上安装实验位移传感器，垂直负荷应力传感器。
2.设定初始参数，即静态偏载、动态偏载、梁长度等参数并根据梁的材料特性计算中
性线位置，再用实验施加负荷，将应力传感器安装在梁的中性线位置，用应力传感器测量
两端的端受力，沿着梁轴线测量偏载点到梁中性线的距离。
3.在进行实验前，一定要进行梁轴线和梁中性线的精确定位，在测量受力时，要对位
置和方向进行准确控制，不要出现偏移。
4.实验中采用双脚踏开关控制负载机构，先施加次低偏载，测量偏载点到梁中性线的
距离，保证准确无误，在施加负载时，采用步进或以一定的速率施加，这样可以更好的控
制实验，并得到较准确的结果。
5.在实验过程中，观察梁表面贴有位移传感器的位移值，以及经受负荷的梁，来标定
梁的中性线位置。
6.最后，根据获得的实验结果，利用原理计算梁的应力分布，并逐步确定整个梁受力
情况，得出梁的空间应力场，以此来确定梁弯曲受力形式，进而对梁进行结构设计与优化。
实验完成后，应及时对影响实验结果的各种参数和气象条件进行记录，以确保实验结
果可靠可验。
为了能够更好的了解实验结果以及梁的受力情况，应提出相应的分析和改进
措施，以深入认识梁的受力形态，并进一步改结构设计及优化。
实验五----纯弯曲梁正应力实验
实验五 纯弯曲梁正应力实验一、试验目的1、熟悉电测法的基本原理。
2、进一步学会静态电阻应变仪的使用。
3、用电测法测定钢梁纯弯曲时危险截面沿高度分布各点的应力值。
二、试验装置1、材料力学多功能实验装置2、CM-1C 型静态数字应变仪三、试验原理本试验装置采用低碳钢矩形截面梁，为防止生锈将钢梁进行电镀。
矩形截面钢梁架在两支座上，加载荷时，钢梁中段产生纯弯曲变形最大，是此钢梁最危险的截面。
为了解中段危险截面纯弯曲梁应力沿高度方向分布情况，采用电测法测出加载时钢梁表面沿高度方向的应变情况，再由σ实=E ε实得到应力的大小。
试验前在钢梁上粘贴5片应变片见图5—1，各应变片的间距为4h，即把钢梁4等分。
在钢梁最外侧不受力处粘贴一片R 6作为温度补偿片。
图5—1 试验装置示意图对于纯弯曲梁，假设纵向纤维仅受单向拉伸或压缩，因此在起正应力不超过比例极限时，可根据虎克定律进行计算：σ实=E ε实E 为刚梁的弹性模量，ε实是通过电测法用电阻应变仪测得的应变值。
四、电测法基本原理1、电阻应变法工作原理电测法即电阻应变测试方法是根据应变应力关系，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析法。
将应变片紧紧粘贴在被测构件上，连接导线接到电桥接线端子上 当构件受力 构件产生应变 应变片电阻值随之变化 应变仪内部的惠斯登电桥将电阻值的变化转变成正比的电压信号电阻应变仪内部的放大、相敏、检波电路转换显示器读出应变量。
2、电阻应变片1）电阻应变片的组成由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成，其构造简图如图5—2所示。
敏感栅能把构件表面的应变转换为电阻相对变化。
由于它非常敏感，故称为敏感栅。
它用厚度为0.002~0.005mm的铜合金或铬合金的金属箔，采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程制成，简称箔式应变。
它粘贴牢固、散热性能好、疲劳寿命长，并能较好的反映构件表面的变形，使测量精度较高。
在各测量领域得到广泛的应用。
图5—2 电阻应变片构造简图2）电阻应变片种类电阻应变片按敏感栅的结构形状可分为：单轴应变片：单轴应变片一般是指具有一个敏感栅的应变片。
纯弯曲梁的正应力实验
纯弯 曲梁 的正 应力 实验
（1）梁的基本参数。 （2）实验记录表格。 （3）将各点的σ实和σ理描绘在同一个σOy 坐标系中，分别作出σ实-y和σ理-y分布曲线， 以便进行比较，从而检验梁的弯曲正应力理论公 式的正确性。
15.4 材料 剪切 弹性 模量G 的测
定
实验用到的仪器包括WSG-80型纯弯曲正应力试 验台、静
实验梁为低碳钢制成的矩形截面梁，根据实验装置 图、实验受力图可知，施加的砝码重量通过杠杆以一定 的比例作用于副梁的中央并通过两个挂杆作用于实验梁 C，D处，其荷载各为F/2。CD段处于纯弯曲状态。
（1）测定矩形截面梁的宽度b和高度h，荷载作用点 至梁支座距离a，并测量各应变片距中性层的距离y。
（2）正确地将各测点应变片和温度补偿片分别接到 电阻应变仪的相应接线柱上。
（3）接通应变仪的电源，完成预热工作后，设置应 变仪的灵敏系数，并将各窗口读数清零。
（4）加载。首先挂上砝码托作为初荷载，记录各测 点的应变值εi。采用增量法逐级加载，分四次加载，每加 载一次记录一次应变值，直至加载完毕。
在梁中CD段任选一截面，距中性层不同高度处，等 距离地粘贴五片电阻应变片，每片相距h/4，此外还布 设一个温度补偿片。试验中，采用半桥接线法将各测点 的工作应变片和温度补偿片连接在应变电桥的相邻桥臂 上，按照电阻应变仪的操作规程将电桥预调平衡，加载 后即可从应变仪上读出各测点的应变值ε实。
纯弯 曲梁 的正 应力 实验
1.1实验目的及仪器设备
纯弯曲梁的正 应力实验
1.2实验原理 1.3实验步骤
1.4实验数据处理
理论分析可知，梁发生纯弯曲变形时，横截面 上只有正应力，以中性轴为界，一侧为拉应力，一 侧为压应力，且正应力的大小与点到中性轴的距离 成正比。本节用实验测定矩形截面简支梁承受纯弯 曲时横截面上正应力的大小及其分布规律，并与理 论值进行比较，以验证弯曲正应力公式，并初步掌 握电测法原理和静态电阻应变仪的使用方法。
梁纯弯曲正应力测定实验(最全)word资料
梁纯弯曲正应力测定实验（一）实验目的*在承受纯弯曲的钢梁上，测取其横截面上各点的正应力，验证梁的正应力公式和观察应力的分布规律；*熟悉电测初步知识和测量方法。
（二）实验原理*试件、尺寸、设备——见系网页中“教学资源栏目”之“实验指导” *操作步骤、仪器使用（同上） （三）数据处理 *测量过程记录表*注：应力平均值（增量）计算：=E 理论值计算：zM yI σ∆⋅∆=，对应载荷增量∆F 所产生的弯矩：∆M=0.5∆F .a （四）思考题*弯曲正应力的大小与材料的弹性模量E 是否有关？*分析理论值计算与实验值产生的误差原因。
（列出可能的几种） *若在实验中出现与中性层对应的点的数值为“非零”，是什么原因？临床实验室定量测定室内质量控制一术语和定义1偏倚 bias试验结果偏离可接受参考值的系统偏离（带有正负号）。
2不精密度 imprecision一组重复测定结果的随机离散，其值由统计量定量表示为标准差或变异系数。
3质量控制quality control质量管理的一部分，致力于满足质量要求。
[GB/T 19000-2000，]4 质量控制策略 quality control strategy质控品种类、每种检测频次、放置的位置，以及用于质控数据解释和确定分析批是在控还是失控的规则。
5 随机误差 random error测量结果与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
6 系统误差 systematic error在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
7 可报告范围 reportable range在仪器、试剂盒或系统的测定响应之间的关系,显示是有效的期间内试验值范围。
8 标准差 standard deviation观察值或测定结果中不精密度的统计度量。
变异性/离散的度量是总体方差的正平方根。
二质量控制的目的质量控制方法是用来监测检验方法的分析性能，警告检验人员存在的问题。
实验三 直梁弯曲正应力测定实验指导书
实验三 直梁弯曲正应力测定实验指导书一、实验目的1、用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。
2、了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备和器材 1、万能试验机或弯曲试验台 2、加力装置3、电阻应变仪4、预调平衡箱5、游标卡尺6、钢制矩形截面直梁（已贴好电阻应变片）试件（梁）付梁蝶形螺母杠杆砝码砝码托三、实验原理1、试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5—7枚电阻应变片。
2、弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为z I y M ⋅=σ式中，σ的单位为MPa ；M 为梁横截面上的弯矩，单位为N ·mm ；y 为应力σ所在的点到中性轴的距离，单位为mm ；I z 为横截面对中性轴z 的面积二次矩，单位为mm 4。
面积二次矩对于矩形截面按下式计算123bh I z =式中，b 为梁横截面的宽度，单位为mm ；h 为梁横截面的高度，单位为mm 。
令使载荷P 对称地加在矩形截面直梁上（如图所示）。
这时，梁的中段将产生纯弯曲。
若载荷每增加一级p ∆（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量ε∆，根据虎克定律求出各点实测正应力增量σ实为σ实=E ε∆此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即σ理＝ZI My∆ 进行比较，就可验证弯曲正应力公式。
这里，弯矩增量2paM ∆=∆。
梁上各点的应变测量，采用半桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。
四、实验步骤1．准备试样。
如图所示，测量试样的高度h 、宽度b ，以及试样各测量点的坐标y ；。
将试样放在试验机活动台的支座上，布置成纯弯曲梁，测量梁的跨度l 及加载梁的支点到支座的距离a 。
2．准备应变仪。
把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到预调平衡箱A 、B 接线柱上，将温度补偿片接到预调平衡箱上任一工作应变片所在列的B 、C 接线柱上作公共补偿，此时C 排接线柱应用金属连接片或导线连接起来。
实验四 纯弯曲梁正应力实验参考资料
74实验四 纯弯曲梁正应力实验一、实验目的1、测定矩形截面梁在纯弯曲时的正应力分布规律，并验证弯曲正应力公式的正确性；2、学习多点静态应变测量方法。
二、仪器设备1、纯弯曲梁实验装置；2、YD-88型数字式电阻应变仪；3、游标卡尺。
三、试件制备与实验装置1、试件制备本实验采用金属材料矩形截面梁为实验对象。
为了测量梁横截面上正应力的大小和它沿梁高度的分布规律，在梁的纯弯段某一截面处，中性轴和以其为对称轴的上下1/4点、梁顶、梁底等5个测点沿高度方向均匀粘贴了五片轴向的应变计（如图4-4-1），梁弯曲后，其纵向应变可通过应变仪测定。
图4-4-12、实验装置如图4-4-2和图4-4-3所示，将矩形截面梁安装在纯弯曲梁实验装置上，逆时针转动实验装置前端的加载手轮，梁即产生弯曲变形。
从梁的内力图可以发现：梁的CD 段承受的剪力为0，弯矩为一常数，处于“纯弯曲”状态，且弯矩值M=21P •a ，弯曲正应力公式 σ=z yI ⋅M可变换为σ=y az⋅P ⋅I 2图4-4-2图4-4-37576四、实验原理实验时，通过转动手轮给梁施加载荷，各测点的应变值可由数字式电阻应变仪测量。
根据单向胡克定律即可求得σi 实=E ·εi 实(i=1,2,3,6,7)为了验证弯曲正应力公式σ=z y I ⋅M 或σ=y az⋅P ⋅I 2的正确性，首先要验证两个线性关系，即σ∝y 和σ∝P 是否成立:1、检查每级载荷下实测的应力分布曲线，如果正应力沿梁截面高度的分布是呈直线的，则说明σ∝y 成立；2、由于实验采用增量法加载，且载荷按等量逐级增加。
因此，每增加一级载荷，测量各测点相应的应变一次，并计算其应变增量，如果各测点的应变增量也大致相等，则说明σ∝P 成立。
最后，将实测值与理论值相比较，进一步可验证公式的正确性。
五、实验步骤1、试件准备用游标卡尺测量梁的截面尺寸（一般由实验室老师预先完成），记录其数值大小；将梁正确地放置在实验架上，保证其受力仅发生平面弯曲，注意将传感器下部的加力压杆对准加力点的缺口，然后打开实验架上测力仪背面的电源开关；2、应变仪的准备 a.测量电桥连接：图4-4-4如图4-4-4，为了简化测量电桥的连接，将梁上5个测点的应变计引出导线各取出其中一根并联成一根总的引出导线，并以不同于其他引出导线的颜色区别，所以，测量导线由原来的10根缩减为6根，连接测量电桥时，将颜色相同的具有编号1、2、3、6、7的五根线分别连接在仪器后面板上五个不同通道的A号接线孔内，并将具有特殊颜色的总引出导线连接在仪器后面板上的“公共补偿片BC”位置的B号接线孔内。
纯弯曲梁的正应力实验报告
姓名：班级：学号：实验报告纯弯曲梁的正应力实验一、实验目的：1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律2.验证纯弯曲梁的正应力公式二、实验设备及工具：1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置2.数字测力仪、电阻应变仪三、实验原理及方法：在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任意一点的正应力，计算公式：σ=My/I z为测量梁横截面上的正应力分布规律，在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。
贴法：中性层一片，中性层上下1/4梁高处各一片，梁上下两侧各一片，共计五片。
采用增量法加载，每增加等量荷载△P（500N）测出各点的应变增量△ε，求的各点应变增量的平均值△ε实i，从而求出应力增量：σ实i=E△ε实i将实验应力值与理论应力值进行比较，已验证弯曲正应力公式。
四、原始数据：五、实验步骤：1.打开应变仪、测力仪电源开关2.连接应变仪上电桥的连线，确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。
3. 检查测力仪，选择力值加载单位N或kg，按动按键直至显示N上的红灯亮起。
按清零键，使测力计显示零。
4.应变仪调零。
按下“自动平衡”键，使应变仪显示为零。
5.转动手轮，按铭牌指示加载，加力的学生要缓慢匀速加载，到测力计上显示500N，读数的学生读下5个测点的应变值，（注意记录下正、负号）。
用应变仪右下角的通道切换键来显示第5测点的读数。
以后，加力每次500N，到3000N 为止。
6.读完3000N应变读数后，卸下载荷，关闭电源。
六、实验结果及处理：1.各点实验应力值计算根据上表数据求得应变增量平均值△εPi，带入胡克定律计算各点实验值：σ实i=E△εPi×10-62.各点理论应力值计算载荷增量△P=500N弯矩增量△M=△P/2×a应力理论值计算σ理i=∆M∙YiI z（验证的就是它）3.绘出实验应力值和理论应力值的分布图以横坐标表示各测点的应力σ实和σ理，以纵坐标表示各测点距梁中性层的位置。
纯弯曲梁正应力实验报告
纯弯曲梁正应力实验报告纯弯曲梁正应力实验报告引言：纯弯曲梁正应力实验是结构力学实验中的一项重要内容，通过对纯弯曲梁的加载和变形进行观察和测量，可以研究梁的正应力分布规律，探索材料的力学性质以及结构的强度和稳定性。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入了解纯弯曲梁的正应力分布特点，并对实验结果进行讨论和总结。
实验目的：1. 了解纯弯曲梁的正应力分布规律；2. 掌握测量和计算纯弯曲梁的正应力的方法；3. 分析实验结果，验证理论计算和实验测量的一致性。
实验原理：纯弯曲梁在受到外力作用时，梁的上表面受到拉应力，下表面受到压应力，而中性轴上则不受应力。
根据梁的几何形状和材料特性，可以通过理论计算得到梁上各点的正应力大小。
实验装置：1. 纯弯曲梁实验台：用于支撑和加载梁；2. 弯曲梁加载装置：用于施加力矩，产生弯曲变形；3. 应变计：用于测量梁上各点的应变；4. 数据采集系统：用于记录和分析实验数据。
实验步骤：1. 将纯弯曲梁固定在实验台上，并调整加载装置，使其施加合适的力矩；2. 在梁上选择若干个测量点，安装应变计，并进行校准；3. 施加力矩后，使用数据采集系统实时记录梁上各点的应变数据；4. 停止加载后，记录应变计的读数，并进行数据处理和分析。
实验结果：通过实验测量和数据处理，得到了纯弯曲梁上各点的应变数据。
根据应变-应力关系，可以计算出相应点的正应力大小。
通过对实验结果的分析，可以得到纯弯曲梁的正应力分布规律，验证理论计算和实验测量的一致性。
讨论与分析：1. 实验结果与理论计算相比，是否存在较大的误差？如果有，可能的原因是什么？2. 实验中是否存在其他因素对结果产生影响？如温度变化、材料非均匀性等。
3. 在实际工程中，纯弯曲梁的正应力分布特点对结构设计和施工有何重要意义？结论：通过纯弯曲梁正应力实验，我们深入了解了纯弯曲梁的正应力分布规律，并通过实验结果的分析和讨论，对实验的准确性和可靠性进行了评估。
梁的弯曲正应力实验原理
梁的弯曲正应力实验原理梁的弯曲正应力实验原理一、实验介绍在工程结构中，梁是一种常见的构件。
在使用中，由于外界载荷的作用，梁会发生变形。
为了保证结构的安全性和稳定性，需要对梁的弯曲变形进行分析和计算。
而弯曲变形会引起梁内部产生正应力和剪应力。
因此，对于工程结构中的梁来说，了解其内部正应力和剪应力分布情况是非常重要的。
本实验旨在通过对悬臂梁进行弯曲试验，测量不同位置处的弯曲挠度，并计算出相应位置处的正应力值。
通过实验结果可以了解到不同位置处正应力值分布情况，并掌握利用光栅法测量弯曲挠度及其精度控制方法。
二、实验原理1. 悬臂梁模型本实验采用经典材料力学理论中最基本的问题——矩形截面直线材料受单向纯弯曲载荷时产生的内部正应力分布问题作为研究对象。
该问题可以通过建立一个简单模型来描述：假设截面为矩形，梁的长度为L，宽度为b，高度为h，悬臂梁在距离端部x处受到一个弯曲力M，产生弯曲挠度y(x)，则在该位置处的正应力σ(x)可以通过以下公式计算：σ(x) = My(x) / I其中I为梁截面的惯性矩。
2. 光栅法测量弯曲挠度光栅法是一种非接触式、高精度、高灵敏度的位移测量方法。
其基本原理是利用光学干涉原理，通过将光栅投射到被测物体表面上，在物体发生位移时，会改变反射光栅的光程差，从而引起干涉条纹的变化。
通过对干涉条纹进行分析处理，可以得到被测物体表面上的位移信息。
在本实验中，采用了一种常见的光栅法——三角形法。
该方法利用三个平行排列的光栅，在被测物体表面上形成三组互相平行且等间距分布的干涉条纹。
当被测物体发生微小位移时，三组干涉条纹会发生相对位移，并形成新的交叉条纹。
通过对新的交叉条纹进行测量，可以得到被测物体表面的位移信息。
3. 弯曲挠度精度控制方法在实验中，为了保证弯曲挠度的精度，需要采取一些措施来控制误差。
其中最常见的方法是采用“四点法”。
该方法利用四个位置处的光栅测量数据，通过对数据进行处理计算出悬臂梁在不同位置处的弯曲挠度。
梁弯曲正应力电测实验报告
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
hhhh
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：
×10-6＝
??2＝
×10＝
-6
??3＝
×10＝
-6
??4＝
×10-6＝
??5＝
×10-6＝
六、计算结果
1.各点正应力增量??i实，理论值??i理及相对误差填入表4-4表4-4
2.实验所得横截面上正应力分布图
七、思考题
1.两个几何尺寸及受载情况完全相同的梁，但材料不同，试问在同一位置处测得的应变是否相同？应力呢？
实验三 纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验
实验三纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验一、实验目的：1．测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律;2．验证纯弯梁的正应力计算公式;二．实验仪器设备：1．CLDT-C材料力学多功能实验台2. XL2118A/B应力&应变综合参数测试仪3.BLK-1/1t拉压力传感器三、弯曲梁简图：图3-1已知: 、、、、在梁的纯弯曲段内（或）截面处粘贴五片电阻片，即、、、、。
贴在中性层处，实验时依次测出1、2、3、4、5点的应变，计算出应力。
四、测量电桥原理构件的应变值一般均很小，所以，应变片电阻变化率也很小，需用专门仪器进行测量，测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪，其测量电路为惠斯顿电桥，如图所示。
如图所示，电桥四个桥臂的电阻分别为、、和，在、端接电源，、端为输出端。
设、间的电压降为则经流电阻、的电流分别为，、，所以、两端的电压降分别为，所以、端的输出电压为当电桥输出电压时，称为电桥平衡。
故电桥平衡条件为或设电桥在接上电阻、、和时处于平衡状态，即满足平衡条件。
当上述电阻分别改变、、和时略去高阶微量后可得（当时）上式代表电桥的输出电压与各臂电阻改变量的一般关系。
在进行电测实验时，有时将粘贴在构件上的四个相同规格的应变片同时接入测量电桥，当构件受力后，设上述应变片感受到的应变分别为、、、相应的电阻改变量分别为、、和，应变仪的读数为以上为全桥测量的读数，如果是半桥测量，则读数为所谓半桥测量是将应变片和放入仪器内部，和测量片接入电桥，接入、和、组成半桥测量五、理论和实验计算理论计算、、?、、实验值计算：图3-3。
实验 梁弯曲正应力测定
梁弯曲正应力测定一、实验目的1.用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。
2.了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备名称及型号1.WSG-80型纯弯曲正应力试验台。
2.YE2538A 程控静态应变仪。
3.应变片、导线、接线端子等。
三、实验原理1.试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5枚电阻应变片。
2.弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为z I y M ⋅=σ式中，σ的单位为MPa ；M 为梁横截面上的弯矩，单位为N ·mm ；y 为应力σ所在的点到中性轴的距离，单位为mm ； I z 为横截面对中性轴z 的面积二次矩，单位为mm 4。
面积二次矩对于矩形截面按下式计算123bh I z =式中，b 为梁横截面的宽度，单位为mm ；h 为梁横截面的高度，单位为mm 。
令使载荷P 对称地加在矩形截面直梁上（如图4-1所示）。
这时，梁的中段将产生纯弯曲。
若载荷每增加一级p ∆（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量ε∆，根据虎克定律求出各点实测正应力增量εσ∆=E 实图4-1此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即ZI My∆=理σ 进行比较，就可验证弯曲正应力公式。
这里，弯矩增量2paM ∆=∆。
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。
3.进行实验：把砝码托挂在杠杆上、加初载荷、调节应变仪，使各测量点均为零。
加载，加一次砝码，各测量点读一次数，记下各点的应变值，直到加完砝码读数完毕为止。
纯弯曲梁正应力电测实验报告
纯弯曲梁正应力电测实验报告一、实验目的本次实验旨在通过纯弯曲梁正应力电测实验，掌握梁的正应力计算方法以及电阻应变计的使用方法，并了解梁的受力特性和变形规律。
二、实验原理1.梁的受力特性当梁受到外力作用时，会产生内部应力和变形。
根据材料力学原理，内部应力可以分为正应力和剪应力。
在纯弯曲情况下，梁内部只存在正应力，且沿截面法线方向呈线性分布。
2.电阻应变计电阻应变计是一种常用的测量金属材料应变的仪器。
当金属材料发生形变时，其电阻值也会发生微小变化。
通过测量这种微小变化来计算金属材料的应变值。
3.纯弯曲梁正应力计算公式在纯弯曲情况下，梁内部只存在正应力。
根据受拉或受压状态下截面上某点处的正应力公式：σ = M*y/I其中，σ为该点处的正应力；M为作用于该点处剪跨截面上侧边缘的弯矩；y为该点到中性轴的距离；I为该截面的惯性矩。
三、实验器材和试件1.器材：纯弯曲梁实验台、电阻应变计、数字万用表等。
2.试件：长度为1.2m，宽度为20mm，厚度为2mm的钢板梁。
四、实验步骤1.将钢板梁放置在纯弯曲梁实验台上，并调整好实验台的支承距离。
2.将电阻应变计粘贴在梁上，保证其与梁表面紧密贴合，并接好电路。
3.通过旋钮调节实验台施加的力矩大小，使得钢板梁发生一定程度的弯曲变形，并记录下此时电阻应变计显示的电压值。
4.重复以上步骤，每次增加一定大小的力矩，直至达到最大载荷或者出现塑性变形等异常情况。
5.根据所得到的数据，计算出不同载荷下钢板梁各点处的正应力值，并绘制出正应力-距离曲线图和载荷-挠度曲线图。
五、实验结果分析1.正应力-距离曲线图通过计算所得到的正应力-距离曲线图，可以看出钢板梁内部正应力随着距离的增加而减小，且呈线性分布。
在最大载荷下，梁中心处的正应力最大，约为200MPa。
2.载荷-挠度曲线图通过实验数据计算得到的载荷-挠度曲线图，可以看出钢板梁的弯曲刚度随着载荷的增加而降低。
当达到最大载荷时，梁发生塑性变形并无法恢复原状。
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。
实验四 梁弯曲正应力
实验四 梁弯曲正应力一、实验目的1．用电测法测定梁在纯弯曲时横截面上正应力分布规律，将实验值与理论计算结果进行比较以此验证弯曲正应力公式2．熟悉电测的基本原理和静态测量方法以及应变测试仪操作 3．学习误差分析 二 、实验设备1．DH3818静态电阻应变测试仪 2．梁弯曲实验装置 三、实验原理当矩形钢梁在承受四点弯曲时，在纯弯曲范围内任一横截面（远离载荷作用点，否则受力为复杂状态）以中心层为基准，上下对称至少取五层纤维层作为研究对象。
（如图1所示）用纯弯曲公式作为理论计算公式图1 矩形钢梁四点弯曲示意图y z M I σ=式中:yM 测点所在截面上的弯矩；y 测点至中性层的距离；z I 测点至中性轴的距离。
横截面各纤维层表面牢固的粘贴电阻应变片，使其成为一个整体。
当钢梁受力变形时应变片也跟随一起变形，此时粘贴在钢梁上的应变片的电阻值也发生改变，而电阻的改变量ΔR/R 与钢梁纤维（或应变片电阻丝）的变形量ΔL/L 成正比关系。
因此可通过应变测试仪分别测量出各点对应的实际变形量及应变值ε，然后根据单向虎克定律率，计算出相应的应力值。
实验公式E σε=式中：E 为钢梁的弹性模量 接桥方式如图2图2 电桥连接示意图四、实验步骤:1．准备：检查实验用矩形截面梁的加力点位置与支座位置是否正确。
记录有关参数。
2．根据有关参数确定其加载方案，即确定初载荷和最终载荷。
（因测力计原因最大载荷不得超过4KN,设备上显示为4.00）3．接线：根据实验要求，本试验选择1/4桥路形式及AB桥接工作片，BC桥路接温度补尝片。
3.1将被测应变片分别依次接在各工作电桥桥路B点（或vi+ 点）接线柱上。
被测应变片的另一端，一根不同颜色的导线（在引出导线时，已将所有被测应变片另一端引线全并连在一起）接在任一工作电桥桥路的A点（或eg点）接线柱上（因该设备各桥路A点（或eg 点）用一个导线全串在一起）3.2将温度补偿片的两端引线分别接到补偿电桥桥路中B点、C点(或vi+点、或0点)上。
梁的正应力实验报告
梁的正应力实验报告梁的正应力实验报告引言：梁是一种常见的结构元件，在工程领域中广泛应用。
为了确保梁的结构安全可靠，我们需要对其进行力学性能的实验研究。
本实验旨在通过施加不同的载荷，测量梁上的正应力分布，并分析其变化规律。
实验装置：本次实验采用了一根长梁，梁的材料为钢。
实验装置包括一个载荷施加装置、一个测力传感器、一个数据采集系统和一台计算机。
实验步骤：1. 首先，将梁固定在实验台上，保证其水平放置。
2. 在梁的一侧选取几个位置，用测力传感器测量正应力。
3. 通过载荷施加装置施加不同的载荷，如均匀分布的集中力、均匀分布的均布力等。
4. 在每个载荷作用下，用测力传感器测量梁上的正应力，并记录数据。
5. 将数据导入计算机中，进行数据处理和分析。
实验结果：通过实验，我们得到了梁上不同位置的正应力数据，并绘制了正应力与位置的关系曲线。
根据实验数据和曲线，我们得出以下结论：1. 正应力随着位置的变化而变化：在集中力作用下，正应力在梁的一端最大，在梁的中心最小，在两端之间逐渐减小。
而在均布力作用下，正应力在梁的两端相等，在梁的中心最大。
2. 正应力与载荷的大小有关：在相同的位置上，正应力随载荷的增加而增加。
这是由于载荷增加会导致梁受力增大，从而引起正应力的增加。
3. 正应力与梁的几何形状有关：在相同的载荷作用下，正应力随梁的截面积的减小而增加。
这是由于梁的截面积减小会导致梁受力集中，从而引起正应力的增加。
讨论与分析：通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 梁的正应力分布与位置、载荷和几何形状有关。
在实际工程中，我们需要根据具体情况选择适当的梁材料和截面形状，以确保梁的正应力在可接受范围内。
2. 正应力的分布对梁的强度和刚度有重要影响。
正应力集中的地方容易发生破坏，因此需要加强支撑或采取其他措施来增强梁的强度。
3. 正应力的分布也对梁的挠度和变形产生影响。
正应力集中的地方会导致梁的挠度增大，因此需要考虑挠度限制，避免对结构的影响。
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梁的正应力分布实验
一、实验目的
１．测定矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证纯弯曲正应力公式ｚＩＭｙ
=σ的正确性。
２．熟悉静态电阻应变仪的桥路接线方法（外补偿或自补偿）。
图2－25 梁的几何尺寸图 图2－26 测点示意图 补偿片贴在与试件材料相同的补偿块上。
实验时，放在被测截面的附近。
三、实验原理和方法
为了便于检验测量结果的线性度，实验时采用等量逐级缓慢加载方法，即每次增加等量的载荷，测出每级载荷下各点的应变增量ＦΔεΔ，然后取各点应变增量的平均值实εΔ，依次求出其应力增量实σΔ＝实εΔＥ。
实验可采用1/4桥接线方式和公用补偿，即工作片接
在应变仪的、（或′）接线柱上，补偿片接在公共补
ＡB B 偿接线柱上如图2－27，其中１Ｒ为工作片，２Ｒ为补偿片。
对于不同的工作片，用同一个补偿片，这种方法叫“公用
补偿”。
也可用半桥自补偿接线方法进行测试。
即把应变绝对
值相等而符号相反(一个受拉，另一个受压)的两个工作 图2－27 4
1桥接线图 片接到、与、ＡB B Ｃ接线柱上进行测试。
但注意，此时实ε=2读
ε，读ε为应变仪所测的读数。
四、实验步骤
１．打开电阻应变仪电源，AC 为交流电源、DC 为直流电源，将开关拨到AC，显示屏上显现C1，C 表示测点号，即第一个测点。
2．选择所需的桥路形式：全桥、半桥或1/4桥。
按下键盘上BRID 键，再按下数字键，1为1/4桥、2为半桥、4为全桥，选择1。
3．依次将七个工作片按顺序接到、1Ｂ′、、2Ｂ′至、7Ｂ′至接线柱上，将另一根不同颜色的公共
引线接到点上。
Ａ4．将相同颜色的两根温度补偿片连线分别接到应变仪公共补偿接线柱上。
5．按下K 键设定灵敏系数为2.17，按下R 键选择应变片电阻值为120，这两个数值为应变片本身所固有，再按返回键。
6．加初载荷0.5 kN，正式测量前，先进行各测点桥路的调平衡，按下红色键BAL 再依次按下数字键1、2直至7，即对7个测点进行调平衡。
7．按下测量键MEAS，再按下测量点的通道数(1、2直至7)，观察各点的应变是否为零或接近零，否则重复上一步骤将各点桥路再平衡一次。
8．平稳加载至1.5 kN，按下测量键，显示屏上前两位为M1表示第一个测点的测量值，紧接着后面的四位数为应变值，单位为με，正号为拉应变，负号为压应变。
依次读出并记录七个测点的应变值。
9．继续以1 kN 为间隔，分级加载，直至加载到4.5 kN 为止，记录每次加载后各测点的应变值。
10．卸去载荷，测力读数应显示为零，关闭电阻应变仪的电源，关闭加载装置电源，拆去连接线，清理场地，整理实验数据，并完成实验报告。
五、实验结果的处理
1．根据实验记录数据求出各点的正应力实验值，并计算出相应的正应力理论值。
计算每一点的相对误差δ＝⏐理实
理σσσΔΔ−Δ⏐×100%。
2．按同一比例分别画出各点正应力的实验值与理论值沿截面高度的分布曲线，将两者进行比较，分析误差产生的主要原因。
六、思考题
1．比较应变片6＃和7＃（或4＃和5＃）的应变值，可得到什么结论?
2．在实验中，未考虑梁的自重，是否应该考虑?为什么? 。